三相异步电动机单向连续运行的PLC控制
宜都职教中心蔡鹏
授课内容：三相异步电动机的单向连续运行的PLC控制
授课班级：12级电子班授课时间：2013年10月11日第3、4节学生人数：40人授课地点：PLC实训室
授课使用教材：《可编程序控制器技术与应用（西门子系列）》
丛书主编：程周主编：常辉电子工业出版社
教学目的及要求：
知识目标：
1、深入理解输入继电器I及输出继电器Q；
2、掌握PLC启保停形式的梯形图；
能力目标：
1、培养学习能力和对知识的应用能力。
2、培养学生动手能力和实践能力。
过程与方法目标：
1、体验PLC控制系统设计的基本步骤；
2、学会硬件连接的方法；
3、熟悉STEP 7-MICRO/WIN编程软件；
4、初步学会用梯形图语言编写应用程序；
5、体验“做中学”、“学中做”的学习方法。
德育渗透目标：
（1）、培养协作精神和团队意识
（2）、培养认真细致的工作态度
课程类型：实验课
教学方法：观察法、演示法、讲授法、实习法。
教学重点及难点
1、输入继电器I和输出继电器Q;
2、硬件连接；
3、启保停形式的梯形图；
教学过程：
【复习】
输入继电器I
(如：
输出继电器Q
（如：）
接触器
（硬元件）
组成
（编程时不使
用）
对应的
I/O点
开关量输入点开关量输出点在存
储器中的
位地址
线圈驱动来源外部开关信号
程序执行的结
果
辅助控制电路
功能接受外部开关
信号
驱动外部负载
主触点开闭电
路，辅助触点开闭
控制回路。
触点使
用次数
无数次无数次有限
是通过输入继电器I来获得的。输入继电器I是专门用来获取PLC外部开关信号的元件。PLC通过输入单元电路将外部输入信号的状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存储到输入映像寄存器对应的位中。
②输出继电器Q是如何驱动PLC外部的负载的
输出继电器Q由程序执行的结果驱动，其线圈的状态（接通时为“1”，断开时为“0”）传送给输出单元电路，由输出单元电路接通或断开PLC外部的负载。
③PLC的软元件与继电控制元件有哪些相似之处
PLC的软元件具有继电控制特性，在编程时可以替代继电控制元件（硬元件）。
2、复习由纯继电控制元件所构成的电机单向连续运行电路。
①请指出这个电路图的哪一部分为主电路哪一部分为辅助电路
②在辅助电路中含有哪些元件这些元件其功能是什么是如何连接的
热继电器FR常闭触点（过载保护）、按钮SB1（停止）、按钮SB2（启动）、接触器KM常开辅助触点（自锁）串联
【引入】
如果用PLC来对三相异步电动机进行单向连续运行控制，我们应该怎么做
【实验】
一、分析系统控制要求
（1）分析实验所需元件及设备：（需要哪些元件及设备）
启动按钮、停止按钮、热继电器、接触器、PLC
（2）选择实验元件及设备（为硬件连接作准备）
按钮SB2（绿色）、按钮SB3（红色）、接触器KM1、热继电器FR、西门子PLC(226CN) （3）明确系统控制要求：（有哪些控制要求）
给启动信号，电机连续运转；
给停止信号，电机停止运转；
给过载信号，电机停止运转；
概括为启保停。
二、画I/O分配表（这些硬元件应当连接到PLC的什么位置）
引导学生对外部元件进行I/O分配，画出I/O分配表。
三、画PLC外部接线图（为了施工和维修方便）
(1)画CPU模块简图
①CPU模块的型号：CPU 226CN；②3个输入点、、及对应的输入单元电路方框、输入公共点L；③画1个开关量输出点、输出单元电路方框及输出公共点M。
(2)画输入回路：把每个外部开关元件与输入点及对应的输入单元电路、输入公共点、输入传感器电源串联成回路。（为什么要把输入部分画成回路因为PLC外部开关元件就是通过输入回路对输入继电器产生影响的）
①将按钮SB2的常开触点与输入点及的输入单元电路、输入公共点1M、DC24V电源串联成回路。
②将按钮SB3的常开触点与输入点及的输入单元电路、输入公共点1M、DC24V电源串联成回路。
③将热继电器FR的常开触点与输入点及的输入单元电路、输入公共点1M、DC24V 电源串联成回路。
思考：在由PLC构成的控制电路中，为什么没有采用按钮SB3的常闭触点作停止信号为什么没有采用热继电器的常闭触点作过载停机信号（只是为了符合编程习惯，其实采用常闭触点也是可以的，只是编程时对相应的输入继电器所采用的触点正好相反）
(2)画输出回路：把每个外部负载与输出点及对应的输出单元电路、输出公共点、输出电源串联成回路。（为什么要把输出部分画成回路因为外部负载是通过输出回路来驱动的。）
把接触器KM1的线圈、输出点及的输出单元电路、输出公共点1L、输出电源为AC 220V，
思考：PLC控制电路与纯继电控制电路硬件连接上有哪些区别（在PLC控制电路中，启动按钮、停止按钮、热继电器的触点并不直接参与驱动接触器的线圈，只是给PLC提供信号输入，而接触器的线圈由PLC的输出点驱动，因此不能象纯继电控制电路那样来进行硬件连接。）
这里指出这两者在硬件连接上的区别，是为了克服由纯继电控制电路带来的思维定势。
（4）画主电路接线图（略）
四、硬件连接
(1)切断实验台电源。
在接线之前，先把实验台左侧的空气开关（带漏电保护）扳到OFF位置，这是为了防止学生在接线时触电，同时防止因错误接线发生短路而导致的烧保险。
（2）硬件连接。
技巧①：分部接线，先接由PLC及外部元件所构成的控制电路，后接主电路。在接控制电路时，先接输入回路，后接输出回路。
技巧②：先指定每个回路电流的参考方向，顺着回路电流的参考方向接线。这样就可以避免因各部分交叉接线而造成的电源短路、漏接、错接。
五、检查、通电
检查接线有无电源短路、漏接、错接，无误后通电。检查接线的方法与硬件连接的方法相同。
六、编程：
（1）新建项目；
系统默认的项目名为项目1
（2）画梯形图:
①分析控制要求，指定编程所需的软元件。（需要哪些软元件）
输入继电器，输入继电器，输入继电器，输出继电器
②对照前面由纯继电控制元件构成的辅助电路，用软元件替代硬元件，画出梯形图（如何画梯形图）
（3）保存项目
项目名：三相异步电动机单向连续运行的PLC控制
（4）编译
编译完成后，看输出窗口中显示的编译结果，程序有无错误或警告。
（5）下载
如果在下载的过程中出现通信错误，则检查通信设置（通常采用默认设置）。
（6）运行程序
七、系统调试（程序能否达到设计的控制要求如何调试程序）
（1）开始程序状态监控，观察梯形图中软元件的状态和能流（梯形图中的能流相当于实体电路中的电流），看程序运行的结果是否达到系统设计要求。
按下启动按钮SB2，观察电机是否运转，观察电脑屏幕上软元件的状态和能流。如果该网络从左母线开始到网络末端的软元件及软元件间的连接都变成蓝色，就说明该网络形成了通路，相当于实体电路通了电，这条蓝色的通路就是网络中能流的通路。
按下停止按钮SB3，观察电机是否停止，观察电脑屏幕上软元件的状态和能流。
（2）打开状态表，观察软元件的值，看程序运行的结果是否达到系统设计要求。
在状态表中填入程序中四个软元件的地址，观察在对电动机进行操控的过程中这些软元件在对应存储器位（bit）中的二进制值的变化。加深对输入继电器I、输出继电器Q的理解。
（3）修改和完善程序
说明：程序状态监控和状态表所起的作用是一致的，只是表达问题的方式不同，程序状态监控采用的是模拟方式，很形象、很生动，而状态表是用软元件在存储器中的状态（数值）来表示的
八、根据实验现象，概括启保停形式的梯形图
①指出梯形图中有负责启动、保持、和停止的触点
②分别指出启动环节和保持环节能流经过的路径及停止时能流被切断的过程。
教学反思：请学生谈谈本次实验课的收获。
作业：
1、三相异步电动机单向连续运行的PLC控制外部接线图；
三相异步电动机单向连续运行的PLC控制外部程序。
2、
电气控制与PLC 教学案
教学设计 课程全程贯穿教学做相结合的教学理论，课堂上讲解与演示相结合，“我教”与“你做”相结合，在讲解、演示某一模块的基础知识和操作方法后，让学生自己做一遍，并加以总结；在此基础上，提出进一步要求，让学生独立完成后续的调试过程， 老师再予以总结提炼，如此不断反复循环，层层递进，改“抱着走”为“拉着走”直 至“自己走”，充分调动学生自主学习的积极性。 全书配有四个综合实训项目，以项目教学法为中心，主要培养自主学习能力、职业能力、团结协作能力和创新能力。选择中小规模的实际工程项目案例作为设计任务，全班学生分成若干组，将自主策划、任务分解、“教、学、做”和总结有机结合。在实施过程中，尽量模拟企业真实工作环境和氛围，使学生在校就感受到企业的真实情况，体验到企业的氛围，更好地学以致用。将传统的“学生”和“教师”的角色转换 为企业的“员工”与“车间主任或部门经理”，层层负责制，让学生有企业工作的真实情景感。 模块一常用低压电器 一、教学目标 1．知识目标：熟悉常用低压电器的结构、工作原理、用途及主要参数 2．能力目标：能正确选用、安装、检测和维修常用低压电器。 二、教学内容 1. 低压电器的基本知识 2. 接触器 3. 继电器 4. 熔断器 5. 断路器 6. 主令电器 三、教学重点和难点
重点：每种电器作用、结构、工作原理。 难点：保护电器和控制电器的使用 四、教学方法与手段 本模块主要介绍常用的开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器 的作用、结构、工作原理、主要参数及图形符号。适合采用多媒体教学和理实一体化教学，用实物图片来演示低压电气及其图形符号，并在课堂上展示实物，采用“演示法”这种形象直观的教学手段和方法，设法提高学生学习的积极性和主动性，使其对本模块介绍的电器留下深刻的印象。 根据教学要求，突出重点，突破难点，运用行动导向教学中的案例、启发式、大脑风暴法等教学方法，方法具体应用举例如下： (1)了解电器的结构，如了解接触器，运用实物讲解，通过对接触器进行拆装，并 利用摄像投影图片，再要求学生把拆下的零件与图片进行对照，并说出它们的名称， 加深了印象，这样就可以快速记住接触器，根本不用死记硬背。 (2)理解电器的工作原理，取一个CJl0-20／380V的接触器，把接触器的线圈两端加上电压，此时立刻听到“啪”的一声，接触器衔铁被吸合，带动触点动作；一断 开电源，又“啪”的一声，接触器触点很快复位，关键是让学生仔细观察刚才接触器的动作顺序，然后用贴切的话描述出接触器的动作过程，工作原理就很自然地写出来了。 (3)掌握图形符号、文字代号，是为模块二学习控制线路打下基础，必须在课堂 内要掌握。了解电器的主要技术参数，进行对低压电器的选用，这是本章的关键点， 要求学生必须掌握的内容，也是学生解决实际问题的能力反映。 (4)实训教学——低压电器的拆装。首先进行现场教学：组织学生到校内机加工车间进行现场观摩，通过现场操作和观摩实际电控柜，让学生进行体验性学习，对电控柜内的元器件外形、安装、布线及机电结合留下深刻印象，有助于学生理解本课程的理论知识和技术应用，开阔了眼界，感受真实的职业环境。然后回到低压电器拆装实训室，通过边讲边做、讲练结合的方式，将理论与操作有机结合。在讲练过程中，以电气安装、检测、维修岗位技术员的角色进行情境体验。
授课计划 授课时数:2 授课教师: 授课时间: 课题：第一章常用低压电器 教学目的：了解低压电器的分类，熟悉各个低压电器的图形符号，掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学重点：掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学难点：正确地画出各低压开关的符号 教学类型：一体化 教学方法： 情景模拟法 教学过程： 引入新课：小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？ 讲授新课： [一] 引入新课 小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？今天我们要学习的就是低压电。 [二]讲授新课 一、概述
电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压在1200V以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。 二、低压电器的分类 1、按用途分：在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 2、按动作方式分：自动切换电器和非自动切换电器两大类。 3、按有无触点分：有触点和无触点电器两大类。 4、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 三、低压电器的型号表示法： 四、低压电器的主要技术数据 在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。主要技术指标有： 1、额定电流：在规定条件下，保证开关器正常工作时的电流值 2、额定电压：在规定条件下，保证电器正常工作的电压值 3、绝缘强度：指电器元件的触头处于分段状态时，动静触头之间耐受的电压值 4、耐潮湿性：指保证电器可靠工作的允许环境潮湿条件。
教师课时授课计划
学习情境一：送料小车自动往返PLC控制系统的设计与调试（西门子S7-200基本知识及基本指令应用）
（Programmable Logic Controller）。 在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC的定义：是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。。。。 总之，PLC不论从内部构造、功能及工作原理上看都是不折不扣的计算机，是工业现场用的计算机。 2．PLC结构 （1）组成结构 ① CPU单元 CPU是可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。 ②存储器 可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 ③ I/O单元及I/O扩展接口 a:I/O单元 PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光电耦合电路送至PLC内部电路。根据输入单元形式的不同，可分为基本I/O单元、扩展I/O单元两大类。 b：输入输出接口电路 输入接口电路
小型继电器输出形式 大功率晶体管输出形式 c :I/O扩展接口 可编程控制器利用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的基本单元实现连接，当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用时，可以用I/O扩展单元来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。 ④外设接口 外设接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC 的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。 ⑤电源 电源单元的作用是把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。 （2）型号及含义 S7-200 CPU226 CN含义：如西门子200系列中226类型，中国大陆制造。 DC/DC/DC AC/DC/RLY 第一组字母标注PLC工作电源在PLC侧面标识出来。 DC:21~28V，常用24V 电源端子在输出侧，标为L+、M AC:85~264V，常用市电220V电源端子在输出侧，标为L1、N 注意在输入侧有端子也为L+、M,但这是PLC的一组输出电源，注意和工作电源区分 第二组字母表示输入回路电源为直流24V 第三组字母表示： DC：PLC输出类型为晶体管，外接电源为直流0~30V，每点允许电流0.75A RLY:PLC输出类型为继电器，每个输出继电器提供一对干接点用于与外部电路相连，外接电源直流或交流，由负载决定，直流0~30V，交流0~250V. 注意：继电控制中原励磁电源电压为380的接触器不用由PLC输出回路直接驱动。 （3）输入输出及分组 输入器件标为I，输出标为Q 公共端：输入1M、2M。。。 输入：晶体管输出标1L+，1M 继电器输出标 1L、2L… （4）工作状态
《电气控制与PLC应用》 课程单元教学设计 ——《电动机正反转控制电路的分析与安装》 2．教学内容 (1）组织教学 检查学生出勤情况、填写教学日志。 (2）导入主题，明确任务,提出我们做什么（任务驱动，任务来源生产型案例，课件展示）（10分钟）（该阶段教师提出问题，学生疑问思考） ①任务导入 在工矿、企业，经常看到工业运料车，往返送料，那么这种控制怎么实现的呢？ ②任务描述 运料车由三相异步电动机控制，当按下装料按钮时，小车向右行驶，去装料处装料；当按卸料按钮时，小车左行，前往卸料处卸料。任意时刻按下停止按钮，小车停止。 ③任务动画效果
(3）需要什么？相关知识点讲解及动画演示。（45分钟）（该阶段教师的角色是讲，通过以往介绍过的实现方法引入今天要讲解的主要内容，之后分析电路知识点。学生的角色是听，理解电路所学知识点实现知识目标。） ①可以采用的解决方案。 方案1、利用倒顺开关实现正反转。（教师引导回顾） 特点：手动控制，不能频繁操作。 方案2、利用接触器直接实现正反转。 特点：自动控制，操作方便。但不能安全可靠工作。
方案3、利用接触器互锁实现正反转。 ②接触器互锁实现正反转电路工作原理分析 a、主电路分析（引导学生分析） b、控制电路分析 首先合上电源开关QS。 ③总结： a、互锁的概念 b、为什么要引入互锁？ c、怎么实现互锁？ (4)怎么做?（讨论决策）(20分钟)(教师引导学生讨论确定如何去做) ①电路安装方法？ ②电机接线方法？ ③安全操作方法？
（5）能做吗？（任务实施，工作流程）（75分钟）（该阶段学生做（主体）动手操作训练技能达到技能目标。教师巡回指导个别讲解实现素质目标。） 将学生两人分为一组，每组一个实验台，一套工具，开始进行动手操作，操作过程如下： （6）做的可以吗？考核评价（20分钟）（该阶段学生作为主体，学生互评交流学习实现素质目标，教师评优填考核表） ①评价策略 小组互评→小组结论→教师评价→教师结论 ②评价考核表 （7）评定反馈（5分钟）（教师总结效果，学生准备实验报告） 回到任务实例，总结控制过程，师生不断互动，相互提高，提出更合理高效的控制方案，引入知识拓展。 ①接触器双重互锁怎么实现？
课程教学设计 课程名称电气控制与PLC 授课对象高职院校在校学生（高中后、单招）总学时（参考）48（“光伏发电技术及应用”专业）课程性质专业核心课程 所属二级学院电子与电气工程学院 设计（人）团队PLC应用技术课程教学团队 审核人 批准人
《电气控制与PLC》课程教学设计 一、课程目标设计 1、总体目标 本课程以西门子S7-200 PLC 为基础，以岗位职业能力培养为目标、任务驱动为导向、项目为载体，将课程知识点与能力点融入到各个教学项目中，完成课程总体设计及子项目设计。通过本课程的学习和训练，能够具有初步的可编程控制器（PLC）工程应用能力和解决现场实际问题的能力。基于工作过程要求，重点培养学生工控项目构建、编程、调试能力，培养学生的创新能力与组织协调能力，提高电气自动化类学生的专业素质与操作技能。 2、知识目标： (1)、了解可编程控制器的基本结构，懂得PLC工作方式，熟悉PLC的编程软元件，掌握PLC编程软件的常用功能和使用方法。 (2)、熟悉PLC的基本指令、编程规则与典型程序块，弄清PLC编程的一般过程，通过对事件的分析、比较、归纳认知活动，学会经验编程法。 (3)、熟悉顺序功能图及顺序编程方法，理解数据处理类应用指令、程序控制类应用指令的含义，熟悉功能指令的应用方法。 (4)、领悟PLC编程思想，清楚PLC系统开发过程，熟悉PLC在工程中的一般应用方法。 (5)、掌握基于MPI现场总线的相关知识，掌握现场总线的编程调试、故障排除、设备维护等知识。 3、技能目标：
(1)、能够用STEP7编程软件进行梯形图、指令表的编辑、程序的读写、运行监视和调试工作。 (2)、能够根据PLC输入电路和输出电路，完成PLC输入、输出端口与设备间的连接。 (3)、能够使用PLC内部软元件、基本指令、步进指令及功能指令编写电动机正反转控制、工作台自动往返、昼夜报时器控制、抢答器控制、等开关量PLC控制程序。(4)、能够应用PLC知识和技能构建PLC控制系统，解决一定的PLC实际工程问题。 4、素质目标： (1)、培养5S日常管理素养，能独立进行实验实训室日常管理； (2)、培养学生团队协作与沟通交流能力，在工作过程中进行相互配合与协作； (3)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (4)、培养真诚做人、塌实做事的美好人格； (5)、培养独立自主的对新事物的探索精神，具备一定的创新能力； (6)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (7)、培养严格劳动纪律和安全规范； (8)、培养信息收集与文档整理能力； (9)、培养项目方案设计与管理能力； 二、课程定位 “电气控制与PLC”是工业电气自动化专业众多专业课程、专业基础课程相关知识的综合、集成与利用，能够较好的达到专业知识系统化学习与实践的目的，能够比较充
电气控制与PLC 教案
教学设计 课程全程贯穿教学做相结合的教学理论，课堂上讲解与演示相结合，“我教”与“你做”相结合，在讲解、演示某一模块的基础知识和操作方法后，让学生自己做一遍，并加以总结；在此基础上，提出进一步要求，让学生独立完成后续的调试过程，老师再予以总结提炼，如此不断反复循环，层层递进，改“抱着走”为“拉着走”直至“自己走”，充分调动学生自主学习的积极性。 全书配有四个综合实训项目，以项目教学法为中心，主要培养自主学习能力、职业能力、团结协作能力和创新能力。选择中小规模的实际工程项目案例作为设计任务，全班学生分成若干组，将自主策划、任务分解、“教、学、做”和总结有机结合。在实施过程中，尽量模拟企业真实工作环境和氛围，使学生在校就感受到企业的真实情况，体验到企业的氛围，更好地学以致用。将传统的“学生”和“教师”的角色转换为企业的“员工”与“车间主任或部门经理”，层层负责制，让学生有企业工作的真实情景感。 模块一常用低压电器 一、教学目标 1．知识目标：熟悉常用低压电器的结构、工作原理、用途及主要参数 2．能力目标：能正确选用、安装、检测和维修常用低压电器。 二、教学内容 1. 低压电器的基本知识
2. 接触器 3. 继电器 4. 熔断器 5. 断路器 6. 主令电器 三、教学重点和难点 重点：每种电器作用、结构、工作原理。 难点：保护电器和控制电器的使用 四、教学方法与手段 本模块主要介绍常用的开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器的作用、结构、工作原理、主要参数及图形符号。适合采用多媒体教学和理实一体化教学，用实物图片来演示低压电气及其图形符号，并在课堂上展示实物，采用“演示法”这种形象直观的教学手段和方法，设法提高学生学习的积极性和主动性，使其对本模块介绍的电器留下深刻的印象。 根据教学要求，突出重点，突破难点，运用行动导向教学中的案例、启发式、大脑风暴法等教学方法，方法具体应用举例如下： (1)了解电器的结构，如了解接触器，运用实物讲解，通过对接触器进行拆装，并利用摄像投影图片，再要求学生把拆下的零件与图片进行对照，并说出它们的名称，加深了印象，这样就可以快速记住接触器，根本不用死记硬背。 (2)理解电器的工作原理，取一个CJl0-20／380V的接触器，把接触器的线圈两
烟台机械工程学校教案 课程名称：电气控制与PLC 教师姓名：尹旭涛 系别：机电一体化
课程概况 课程名称: 电气控制与PLC 总学时：52 周学时：4 教学起始周：第1周——第13周 授课班级及时间： 班级：高二机电1班 时间： 教材概况（主编、出版社、版次等）： 主编：吴丽 出版社：高等教育出版社 版次：2009年9月第2版 教辅概况：
课时授课计划 一、授课具体时间：第1周 二、授课课题：第3章PLC概述 三、教学目的要求： （1）了解 PLC的产生、 PLC的特点、PLC的分类 （2）掌握PLC的编程语言、PLC的应用领域及发展趋势 四、教学重点难点： （1）（重点）PLC的产生 （2）（重点）PLC的特点 （3）（重点）PLC的分类 （4）（难点）PLC的编程语言 五、教学方法、用具： 教学方法：多媒体教课 教学用具：三角板 六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：
第3章可编程控制器概述 3.1 可编程控制器的产生 3.1.1 PLC的由来 可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC。 3.1.2 PLC的定义 国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义。 3.2 可编程控制器的特点 1．可靠性高，抗干扰强 2．功能强大，性价比高 3．编程简易，现场可修改 4．配套齐全，使用方便 5．寿命长，体积小，能耗低 6．系统的设计、安装、调试、维修工作量少，维修方便 3.3 可编程控制器的分类 3.3.1 按输入/输出点数分 根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可将PLC分为以下3类。 1．小型机 小型PLC I/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右。 2．中型机 中型PLC的I/O总点数在256～2048点之间，用户程
课程教学设计 课程名称电气控制与 授课对象高职院校在校学生（高中后、单招）总学时（参考）48（“光伏发电技术及应用”专业）课程性质专业核心课程 所属二级学院电子与电气工程学院 设计（人）团队应用技术课程教学团队 审核人 批准人
《电气控制与》课程教学设计 一、课程目标设计 1、总体目标 本课程以西门子S7-200 为基础，以岗位职业能力培养为目标、任务驱动为导向、项目为载体，将课程知识点与能力点融入到各个教学项目中，完成课程总体设计及子项目设计。通过本课程的学习和训练，能够具有初步的可编程控制器（）工程应用能力和解决现场实际问题的能力。基于工作过程要求，重点培养学生工控项目构建、编程、调试能力，培养学生的创新能力与组织协调能力，提高电气自动化类学生的专业素质与操作技能。 2、知识目标： (1)、了解可编程控制器的基本结构，懂得工作方式，熟悉的编程软元件，掌握编程软件的常用功能和使用方法。 (2)、熟悉的基本指令、编程规则与典型程序块，弄清编程的一般过程，通过对事件的分析、比较、归纳认知活动，学会经验编程法。 (3)、熟悉顺序功能图及顺序编程方法，理解数据处理类应用指令、程序控制类应用指令的含义，熟悉功能指令的应用方法。 (4)、领悟编程思想，清楚系统开发过程，熟悉在工程中的一般应用方法。 (5)、掌握基于现场总线的相关知识，掌握现场总线的编程调试、故障排除、设备维护等知识。 3、技能目标：
(1)、能够用7编程软件进行梯形图、指令表的编辑、程序的读写、运行监视和调试工作。 (2)、能够根据输入电路和输出电路，完成输入、输出端口与设备间的连接。 (3)、能够使用内部软元件、基本指令、步进指令及功能指令编写电动机正反转控制、工作台自动往返、昼夜报时器控制、抢答器控制、等开关量控制程序。 (4)、能够应用知识和技能构建控制系统，解决一定的实际工程问题。 4、素质目标： (1)、培养5S日常管理素养，能独立进行实验实训室日常管理； (2)、培养学生团队协作与沟通交流能力，在工作过程中进行相互配合与协作； (3)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (4)、培养真诚做人、塌实做事的美好人格； (5)、培养独立自主的对新事物的探索精神，具备一定的创新能力； (6)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (7)、培养严格劳动纪律和安全规范； (8)、培养信息收集与文档整理能力； (9)、培养项目方案设计与管理能力； 二、课程定位 “电气控制与”是工业电气自动化专业众多专业课程、专业基础课程相关知识的综合、集成与利用，能够较好的达到专业知识系统化学习与实践的目的，能够比较充分的
电气控制及PLC 控制技术 教案 2012 年 2 月
理论教学：36 学时实验教学：18 学时 教学目的、教学要求： 一、教学目的： 1、通过电气控制技术的学习，达到会分析机械设备电气控制原理，设计简单设备电气控制柜的原理图、接线图。 2、通过可编程控制器的学习，达到会设计可编程控制器外部电气接 线图，会编制PLC应用程序，以及掌握系统的调试运行能力。 二、教学要求： 在注重理论知识学习的同时，注重设计和制造的工艺过程，注重学生实践能力的培养。 总体说明： 教学单元分为电气控制技术和可编程控制器原理及应用等两部分。 考虑到专科教学的特点，以及国内具体应用情况，选择日本三菱公司的FX系列小型可编程控制器为主要教学对象，以基本指 令应用为主，讲解可编程控制器的使用方法。 选用教材： 周军主编，《电气控制及PLC》（第二版），机械工业出版社，总2007年12 月第二版。 体 说 明 及 教 材
第1 讲绪论、第 1 章1.1 学时：2 目的要求： 1、介绍电气自动控制在现代生产、生活中的地位、发展概况和课程的性质、主要内容和要求 2、常用低压电器，如主令电器、配电电器、保护电器以及其它控制电器的结构、工作原理、图形、文字符号、应用场合。 主要教学内容： 1、电气自动控制的发展概况 2、本课程的研究对象、内容和要求 3、常用低压电器概述 教学重点： 1、电气控制技术的发展概况 2、常用低压电器概述 教学难点： 作业题： 教学形式与教学手段： 多媒体课件教学 备注：
第2 讲第1 章1.2 学时：2 目的要求： 认识接触器、开关类电器中间继电器、电压电流继电器等电器元件的结构、原理、参数、符号、选择方法。 主要教学内容： 1、低压断路器和低压隔离器 2、低压隔离器（刀开关） 3、组合开关 4、低压断路器又称自动空气开关 5、继电器 6、中间继电器 7、电流电压继电器 8、时间继电器 9、主令电器 教学重点： 接触器、继电器等电器元件的认识。 教学难点： 各种器件的认识和选择、使用方法 作业题： 教学形式与教学手段： 多媒体课件教学 备注：
云南省曲靖应用技术学校 国家中等职业教育改革发展示范学校建设 机电设备安装与维修专业 《电气控制与PLC技术》电子教案 云南省曲靖应用技术学校 2014年7月
项目一认识低压电器
触器控制系统仍然是机械设备最常用的电气控制方式。另一 方面，PLC是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产 物，而且PLC的输入、输出仍然与低压电器密切相关，因此 掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必 需的基础。 任务分析本任务首先了解控制系统的组成，之后就电气控制技术 的发展概况进行讲解。 指导并回答学生的 提问 学生讨论， 分析该任务 要何如完成知识学习 知识点1 控制系统一个最简单而“原始”例子 图1 拖动系统 实际中，因为加工机械对产品的加工，往往不是简单地接 通和断开电源，其中包含了一定的时间、位置等因素的协调 老师运用PPT讲 授，并在讲授过程 中提问。 回答老师的 提问。
配合。为了达到以上要求，对电动机的控制，实际上是根据加工要求，由一系列的电器元件按照一定控制逻辑关系组合在一起，对电源的通断及电动机定子绕组的联接方式进行控制，以改变电动机的运行状态。 由继电器、接触器等电器元件构成的、实现对电动机的控制，这种控制系统称为继电器-接触器控制系统，如图1（b）所示，继电器控制系统在传统的工业生产中曾起着不可替代的重要作用，继电接触器控制电路通常是针对着某一固定的动作顺序或生产工艺而设计的。它的控制功能也仅仅只局限于逻辑控制、定时、计数等这样一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须进行重新设计、布线、装配和调试。随着生产规模的逐步扩大，市场经济竞争日趋激烈，继电接触器控制系统已愈来愈难以适应，无法满足日新月异且竞争激烈的市场经济发展的需要。这就迫使人们要放弃原来己占统治地位的继电接触器控制系统，研制可以替代继电器控制系统的新型的工业控制系统。 知识点2 继电器-接触器构成框图如图1-2所示 PLC作为控制器的PLC控制系统从根本上改变了传统的继电器控制系统的工作原理和方式。继电器控制系统的控制功能是通过采用硬件接线的方式来实现的，而PLC控制系统的控制功能是通过存储程序来实现的，继电器控制系统的控制线路被PLC中的程序所替代，这样一旦生产工艺发生变化，就只需修改程序就可以了。
《电气控制与PLC》教学大纲 Electrical Control & Programmable Logic Controller 一、课程的性质和任务 课程性质：可编程序控制器(PLC)是工业自动控制系统最常用的工具之一，它主要研究 以工业过程模型为被控对象、PLC为手段的工业计算机自动控制系统，是自动化类专业学生 的重要专业课之一。 课程主要任务：培养学生 1.了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，掌握用PLC控制系统替代继电器 控制系统的方法。 2.了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。 3. 掌握PLC系统的物理模型和系统结构，熟练运用梯形图语句进行编程，了解符号表语句 的编程方法。 4．掌握开关量、模拟量的采集和控制的方法，初步实现数字PID闭环控制。 5．熟练掌握系统软件的线性编程，了解系统软件的结构编程。 6．具备对工业对象进行系统硬件设计、系统软件编程和调试的基本能力。 7．了解PLC的通信原理和方法，了解用PLC作为节点实现现场总线结构的控制系统在工业 自动化领域的应用。 二、课程教学内容、重点和难点 第一章绪论 (讲课2学时) 了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，可编程序控制器在工业自动化中 的发展历史、现状和发展趋势。可编程序控制器的硬件结构原理，组成和分类。 重点：由继电器控制系统变成可编程序控制系统。 第二章可编程序控制器基本原理 (讲课4学时) 可编程序控制器基本原理，PLC扫描时间和系统响应时间，可编程序控制器替代继电器控制系统的方法，PLC替代继电器控制系统在工程中的应用举例。 重点：可编程序控制器基本原理，扫描时间和系统响应时间的计算，由继电器控制系统变成PLC控制系统。 第三章 S7-300的系统特性及硬件构成(讲课2学时) S7-300的硬件结构及地址，S7-300电源系统的设计， S7-300与输入输出设备的连接。 重点：PLC的硬件结构及地址，PLC的电源系统设计，PLC的扫描时间和系统响应时间 的计算，PLC与输入输出设备的连接。 第四章 S7-300的指令系统(讲课4学时) 熟练掌握梯形图编程(LAD)，了解语句表编程(STL)。 重点：掌握数字逻辑指令；数字传送指令；数字运算指令；定时器和计数器控制指令； 数字比较指令；判断和跳转指令；模拟输入，模拟输出控制指令等等。 第五章在微机环境下用STEP7语言进行编程(讲课1学时，实验2学时) 在微机环境下用STEP7语言进行编程，并用对微机对PLC进行调试和监控。 重点：微机环境下编程并对PLC进行编程、调试和监控。 第六章可编程序控制器控制系统的设计 (讲课4学时，实验6学时) PLC控制系统的设计举例，数字PID的设计和使用。PLC控制系统的应用举例：运料系 统PLC控制；搅拌罐系统PLC控制；红绿灯系统PLC控制；饮料自动售货机PLC控制等等。 重点：机械手PLC控制系统的设计举例；三相异步电机闭环调速（数字PID）系统的设 计。
《电气控制与PLC》教案 渤海石油职业学院 机电工程系 董瑞情
教案 任课教师：董瑞情 课程名称：电气控制与PLC 授课班级：08机械1、2 08数控 章节课题：第一章常用低压电器 学时： 教学目的：1. 掌握电器相关的基本概念。 2. 掌握几种常用低压电器 教学重点：接触器、继电器、低压断路器结构和工作原理教学难点：万能转换开关 教学方法：课堂讲授，辅以多媒体电子课件 教学效果：
教学过程 第一章常用低压电器 第一节低压电器基本知识 一低压电器分类 1 电器定义：电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。低压电器用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中。 2、低压电器分类 按用途分：低压配电电器：输送和分配电能，刀开关、低压断路器、熔断器等。 低压控制电路：用于控制线路和系统，接触器、继电器、控制器、按钮等。 按动作原理：手动 自动 按工作原理：电磁式接触器、电磁式继电器等。 非电磁式速度继电器、行程开关 二、低压电器作用 1、控制作用 2、保护作用 3、测量作用 4、调节作用 5、指示作用 6、转换作用 三、低压电器基本结构 电磁式低压电器分感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）。 1、电磁机构组成：吸引线圈、铁心、衔铁 按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。如图1-1 2、交流电磁机构和直流电磁机构 1）直流电磁机构的铁芯不发热，线圈发热，线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。 铁芯为整体结构的软钢和工程纯铁制成，以增加磁导率和增强散热； 2）交流电磁机构的铁芯、线圈都发热，线圈为有骨架、短而厚的矮胖型。 铁芯采用硅钢片叠制而成，目的是减少在铁芯中产生的涡流，使铁芯发热。此外交流电磁机构 的铁芯有短路环，以防止电流过零时（滞后90°）电磁吸力不足使衔铁振动。 3、触头系统触头是用来接通或断开电路的 1）按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种(桥式和指型)。如图1-4
欢迎阅读 授课计划 授课时数:2 授课教师: 授课时间: 课题：第一章常用低压电器 教学目的：了解低压电器的分类，熟悉各个低压电器的图形符号，掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 [一] [二] 一、概述 电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压在1200V以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。 二、低压电器的分类 1、按用途分：在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 2、按动作方式分：自动切换电器和非自动切换电器两大类。 3、按有无触点分：有触点和无触点电器两大类。
4、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 三、低压电器的型号表示法： 四、低压电器的主要技术数据 在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。主要技术指标有： 1、额定电流：在规定条件下，保证开关器正常工作时的电流值 2、额定电压：在规定条件下，保证电器正常工作的电压值 3、绝缘强度：指电器元件的触头处于分段状态时，动静触头之间耐受的电压值 教学重点：接触器的工作原理
教学难点：接触器的工作原理及选用方法 教学类型：一体化 教学方法：讲授法、启发法 教学过程： 引入新课： 今天我们一起来学习电路中一个有趣的原件——接触器。 讲授新课： 接触器： 图所示。 1 2 3 使电4 用力，将衔铁吸合，通过传动机构带动触头动作。当线圈断电后或电压显着下降时，由于电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用弹簧的作用复位，带动各触头恢复到原始状态。 （1）图形符号、文字符号 （2）主要参数P13表1-8 二、直流接触器 1、直流接触器主要用于控制直流用电设备，它的结构和工作原理与交流接触器基本相同。直流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置三部分组成。