《PLC原理与应用》教学大纲

《PLC控制技术》教学大纲
一、课程的性质、地位与任务
本课程是电力系统自动化技术专业基础课，通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，能初步对自动控制工程、生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计，并了解PLC与PC之间的网络化通讯控制，为今后从事电气自动化控制等领域的工作打下基础。

主要任务：(1) 培养学生掌握PLC的工作原理及其主要参数，掌握PLC的应用范围、应用环境及PLC的选择等；(2) 培养学生以PLC为核心的自动控制系统设计、安装、调试、运营、管理的能力；(3) 培养学生运用PLC改造自动控制系统，提高电力可靠性和生产效率的能力；(4) 通过实验环节使学生掌握PLC控制系统设计技术，从中培养学生独立思考和处理问题的能力。

二、教学基本要求
通过本课程学习，要求学生
1．了解可编程控制器的硬件结构、软件系统和用户程序的特点；熟悉可编程控制器的性能指标、扫描周期、I/O响应时间。

2．熟悉FX系列可编程控制器的型号命名的基本格式，三菱FX2系列PLC内部软组件，输入/输出继电器区域，专用继电器与辅助继电器区域。

3．熟练掌握FX2系列PLC的20条基本逻辑指令、梯形图和助记符评语言及其程序设计方法。

4．要求掌握用SFC语言来描述复杂的步进顺控过程的设计思路，掌握单流程结构、选择与并行分支结构以及循环结构的状态编程。

5．要求掌握各类功能指令及运用功能指令编程的方法。

四、教学内容与学时安排
第一章低压电器……4学时
本章教学目的和要求：目的是对PLC的发展、特点和外部硬有一个正确的认识和了解，熟练掌握八种常见的低压电器的特点及其功能；要求领会和掌握ＰＬＣ的特点、基本工作原理和主要的性能指标，初步认识PLC的编程软件。

重点和难点：PLC的发展状况和整体结构，接触器的组成及其电路分析；继电器的各种用途；热继电器与融断器的特性；各种低压电器的选择；控制电路的分析；PLC 的基本工作原理和性能指标，接触器的原理；接触器与继电器的区别；低压控制系统电路分析。

第一节低压电器基础
一、低压电器的分类
二、低压电器的主要技术数据
三、低压电器的型号表示法
第二节电磁机构及执行机构
一、电磁机构
二、触点和灭弧系统
第三节低压配电电器
一、刀开关
二、低压熔断器和断路器
三、漏电保护开关
第四节低压控制电器
一、主令电器
二、接触器
第五节继电器
一、热继电器
二、电磁式继电器
三、时间继电器
第二章电动机的电气控制……4学时
本章教学目的和要求：对PLC的指令系统有一个全面的了解和掌握，领会和掌握PLC的基本指令和高级指令的使用方法。

掌握电动机的正反转控制方法，电动机的星三角启动控制、传送带控制和机械手的控制，学会画实际问题的功能图和程序的顺序设计法。

重点和难点：控制电路的设计与分析，互锁的的作用，功能图和顺序设计法；所有指令的使用方法。

第一节电气工程图及绘制
一、图形符号和文字符号
二、电气原理图、元件布置图和接线图
第二节电气控制系统的分析方法
一、查线读图法
二、逻辑代数法
第三节电动机的直接启动控制
一、单向点动与连续运行控制
二、多地控制
三、电动机正反转控制
四、顺序控制
第四节电动机的制动控制
一、反接制动
二、能耗制动
第五节电动机的降压启动控制
一、定子绕组串电阻降压启动
二、定子绕组串自耦变压器降压启动
三、星三角降压启动
第三章三菱FX系列PLC …… 4学时
本章教学目的和要求：熟悉FX系列可编程控制器的型号命名的基本格式，三菱FX2系列PLC内部软组件。

重点和难点：三菱FX2系列PLC内部软组件、PLC的基本组成；输入/输出继电器区域。

第一节 FX系列PLC概述
一、三菱PLC的发展历史
二、三菱PLC型号名称的含义
三、三菱PLC技术性能指标
第二节 FX系列PLC
一、FX1s系列PLC
二、FX1N系列PLC
三、FX2N系列PLC
第三节 PLC的基本组成
一、硬件
二、软件
第四节 FX系列PLC的软元件
一、软件概述
二、软元件类型
三、数据类型
第四章三菱FX系列PLC基本指令……6学时
本章教学目的和要求：学会三菱FX2系列PLC的20条基本逻辑指令，并能学会应这些指令。

重点和难点：三菱FX2系列PLC的20条基本逻辑指令；梯形图和助记符语言以及其程序设计方法。

第一节基本逻辑指令
一、LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ORB、ANB、OUT、END指令
二、MPS、MRD、MPP堆栈指令
三、SET、RST指令
四、脉冲指令
五、主控触点指令MC、MCR
六、取反和空操作指令INV、NOP
第二节 PLC的工作原理
一、循环扫描周期
二、程序执行过程
三、双线圈输出
第三节常用基本电路的程序设计
一、启保停程序
二、定时器应用程序
三、计数器应用程序
第四节 PLC程序设计方法及技巧
一、梯形图的基本规则
二、程序设计的方法
三、梯形图程序设计的技巧
第五章三菱FX2系列PLC的步进指令……6学时
本章教学目的和要求：掌握顺控过程的步进指令及其编程方法---状态转移图法。

重点和难点:状态转移图法；分析设计用SFC语言编制的分支汇合的组合状态流程。

第一节状态转移图
一、流程图
二、状态转移图
第二节步进顺控指令及其编程方法
一、步进顺序指令
二、状态转移图的编程方法
三、编程注意事项
第三节单流程的程序设计
一、设计方法和步骤
二、程序设计实例
第四节选择性流程的程序设计
一、选择性流程及其编程
二、程序设计实例
第五节并行性流程的程序设计
一、并行性流程及其编程
二、程序设计实例
第六章三菱FX2系列PLC的功能指令…… 8学时
本章教学目的和要求：了解FX2系列PLC的功能指令，掌握编程方法。

重点和难点：FX2系列PLC的功能指令；具体的控制对象，选择合适的功能指令，各类功能指令及运用功能指令。

第一节功能指令的基本规则
一、功能指令的表示形式
二、数据长度和指令类型
三、操作数
第二节功能指令介绍
一、传送与比较指令
二、算术与逻辑运算指令
三、循环与移位指令
四、数据处理和高速处理指令
五、外部设备指令
六、触点比较指令
第七章 PLC控制系统应用设计……8学时
本章教学目的和要求：通过前面的学习，掌握PLC控制系统的应用设计。

重点和难点：PLC控制系统的应用设计；PLC控制系统的应用设计
第一节 PLC控制系统设计步骤
一、了解工艺流程
二、画出IO分配表
三、画出PLC外部接线图
四、编写梯形图和指令表
第二节电动机正反转程序设计
一、分析正反转工作原理
二、画出正反转控制的IO分配表
三、编写梯形图和指令表
第三节电动机星三角降压启动程序设计
一、分析星三角控制工作原理
二、画出星三角控制的IO分配表
三、编写梯形图和指令表
第四节抢答器控制程序设计
一、分析控制要求，列IO分配表
二、编写梯形图和指令表
第五节交通灯控制程序设计
一、分析控制要求，列IO分配表
二、编写梯形图和指令表
第六节三级传送到控制程序设计
一、分析控制要求，列IO分配表
二、编写梯形图和指令表
五、实训内容与学时分配
实训一 PLC编程软件的认识 (2学时)
1.目的要求：学会编程软件的安装，掌握通信参数的设置，掌握编程软件的使用。

2.掌握要点：编程软件的安装，通信参数的设置，编程软件的使用（创建项目和打开已有项目，）
3.实训内容：
（一）安装编程软件
按步骤安装软件和汉化软件
（二）通信参数的设置
（三）编程软件的使用
1）创建项目或打开已有项目，设置PLC型号
2）选择默认的编程语言和指令助记符
3）确定程序的结构，指令的输入，定义符号地址
4）程序的注释，编译程序
5）下载程序，运行和调试程序，保存程序
（四）设置密码
实训二位逻辑指令及梯形图（2学时）
1.目的要求
学会使用编程软件的使用。

2.掌握要点
位逻辑指令的输入，梯形图的输入方法。

3.实训内容
1）菜单的使用；
2）常开、常闭指令的输入，输出线圈的输入
3）梯形图的注释
实训三交通灯闪烁实验（2学时）
1.目的要求
掌握定时器的使用方法
2.掌握要点
定时器的指令输入方法，定时器的作用
3.实训内容
1）定时器的延时功能；
2）定时器接通红绿灯的方法；
3）定时器的断电复位和使用复位指令的复位方法。

实训四计数器计数产品实验（2学时）
1.目的要求
掌握计数器的使用方法
2.掌握要点
计数器的指令输入方法，计数器的作用
3.实训内容
1）计数器的计数功能；
2）计数器根据脉冲进行计数原理；
3）计数器的复位方法。

实训五电动机正反转（2学时）
1.目的要求
掌握互锁程序的编程方法
2.掌握要点
学会编制电动机正反转的程序，互锁的添加 3.实训内容
1）用起保停的方法编制程序；
2）互锁程序的设计访求；
3）电动机的停止的方法。

实训六星三角启动的PLC控制（2学时）
1.目的要求
掌握延时器的使用；
2.掌握要点
定时器的使用、互锁程序的设计
3.实训内容：
1）用起保停的方法编制程序；
2）三种延时器的使用；
3）电动机的降压起动
实训七交通灯的PLC控制（2学时）
1.目的要求
掌握顺序控制编程法；
2.掌握要点
功能图与顺序控制编程程序的转换
3.实训内容：
1）交通灯控制分析；
2）功能图的绘制；
3）交通灯功能图转化为PLC程序；
实训八抢答器的PLC控制（2学时）
1.目的要求
比较指令的使用；
2.掌握要点
比较指令、七段数码管显示指令的使用
3.实训内容：
1）抢答器控制分析；
2）程序的自锁与互锁功能
3）程序的设计；
实训九机械手的PLC控制（2学时）
1.目的要求
跳转指令的使用；
2.掌握要点
循环和子子程序调用指令的格式及功能
3.实训内容：
1）跳转、循环、子程序调用指令的应用；
2）并行顺序控制指令的应用；
3）机械手的工程过程及程序的设计；
实训十皮带传动控制（2学时）
1.目的要求
实现三级皮带传动的顺序控制
2.掌握要点
利用定时器功能控制顺序起动，逆序停止
3.实训内容：
1）列出IO分配表；
2）定时器指令的应用；
3）定时器延时常开指令控制皮带顺序起动，常闭指令控制皮带逆序停止。

实训十一计数器计数产品实验（2学时）
1.目的要求：掌握计数器的使用方法
2.掌握要点：计数器的指令输入方法，计数器的作用
3.实训内容：
1)掌握计数器的计数功能；
2)计数器根据脉冲进行计数原理；
3)计数器的复位方法。

实训十二变频器的使用（2学时）
1.目的要求：掌握变频器的使用方法
2.掌握要点：变频器的模式切换方法和调速方法
3.实训内容：
1)掌握变频器的模式切换方法；
2)电动机与变频器的接线方式；
3)变频器的调速方法。