PLC课程设计专用周IO.docx
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PLC课程设计专用周IO
机电系实践性教学资料审批单
____2010__至___2011___学年第__二__学期
课程、实训项目名称
PLC
专业班级
电气0801
辅导时间
第17、18周
任课老师
熊小艳
审批内容
1.实训教学大纲
2.实训指导书
3.实训任务书
4.实训考核标准
5.实训教师辅导安排表
教研室审核意见
签名：
年月日
教学系部审批意见
签名：
年月日
教务处实训中心审核意见
签名：
年月日
说明:
1、以上五项资料提前一周到教研室审核，提前三天到教师所在系部和教务处审批,签字同意后方可实施；
2、以上五项资料请辅导教师和教研室自行留底，其中提交的资料必须准备2份（教务处实训中心、学生所在系部）；
3、如为相同专业、相同项目，应注明适用班级，每周只提交教师指导安排表。
PLC实训教学大纲
课程名称：
PLC控制专业实训
实训周数：
二周
适用专业：
电气自动化专业
一.PLC实训的性质和任务
可编程序控制器技术是一门实用性很强的学科。
本大纲从PLC的基础应用着手，根据现有实验设备，针对性的讲解和练习三菱公司生产开发的FX系列的PLC机型，对PLC的组成、工作原理、现场调试以及基于网络化工作模式的PLC的基本配置与应用等有一个系统的认识和提高。
同时结合实际情况，通过图纸设计、布线、程序调试、检查和运行，完成一个接近实际工程项目的课题，以培养学生的实际操作能力，适应生产一线工作的需要。
做到能检查出错误，熟练解决问题。
二.PLC实训的主要内容和基本要求
主要教学目标：
（一）、掌握可编程序控制器技术应用过程中的一些基本技能。
（二）、巩固、加深已学的理论知识。
（三）、了解可编程序控制器的装配、调试的全过程。
（四）、培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生把理论和实际结合起来分析和解决问题的能力。
适应实际生产的需要。
培养出一批既有理论又有动手能力的人才。
主要内容
1、编程器的认识及指令练习
（1）、熟悉可编程序控制器的基本结构及工作原理。
（2）、掌握可编程序控制器及编程软件的操作方法。
（3）、掌握指令的应用。
2、程序设计方法（经验设计法、时序设计法、顺序设计法）
3、控制系统设计应用
三层电梯能根据需要自动升降。
4、可编程序控制器PLC系统接线、安装与调试
掌握如何进行系统安装、接线、调试。
PLC实训教学方法手段的基本要求：
将该实训分成教学模块，由老师逐块讲解示范，再由学生动手实际操作，老师布置实训任务，学生在规定时间内完成，教师随时指导检查，最终使学生熟练掌握该实训的全部内容，并写出实训总结报告。
PLC实训教学考核方法的基本要求：
在规定时间内完成实训任务，并且设计准确合理的，成绩优秀；
在规定时间内完成实训任务，但有错误能及时发现并改正者，成绩良好；
在规定时间内完成实训任务，但错误未能改正者，成绩及格；
未能在规定时间内完成实训任务者，成绩不及格。
各次考核成绩最终汇总量化，同出勤、课堂表现成绩一同计入总成绩。
三、推荐实训教材及教学参考书：
1、《PLC操作实训》机械工业出版社孙德胜李伟单主编
2、《电气控制与PLC》中南大学出版社王少华主编
实训指导书
见《THPLC可编程控制器系列实训指导书》
湖南城建职业技术学院机电工程系
（09电气班）
PLC控制课程设计任务书
时间：
2010-2011年度第二学期第17、18周
指导教师；熊小艳
PLC控制课程设计专用周
设计任务及安排
一、设计项目：
（一）、三层电梯PLC控制
1、项目目的：
熟练PLC的编程和程序调式方法。
熟悉三层楼电梯程序分段设计的编程方法。
2、项目内容：
对一个三层电梯采用PLC，变频器控制，电梯的起停平稳度、加减速度和运行速度由变频器的加减速时间和运行频率来控制。
其主要控制要求如下：
1）电梯运行到位后具有手动或自动开门和关门的功能。
2）轿厢位置要求用七段数码管显示，上行，下行用上下箭头指示灯显示，楼层呼梯用指示灯显示，电梯的上行、下行能通过变频器控制电动机的正反转。
3）能自动判别电梯运行方向，并发出响应的指示信号。
4）电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。
5）电梯停一层或二层时，按（三楼下呼）则电梯上行至三楼停止。
6）电梯停在三层或二层时，按（一楼上呼）则电梯下行至一楼停止。
7）电梯停在一层时，按（二楼上呼）或（二楼下呼）则电梯上行至二楼停止；
8）电梯停在三层时，按（二楼上呼）或（二楼下呼）则电梯下行至二楼停止；
9）电梯停在一层时，按（二楼上呼）、（三楼下呼）则电梯上行至二楼停止T秒，然后继续自动上行至三楼停止；
11）电梯停在一层时，先按（二楼下呼），后按（三楼下呼），则电梯上行至三楼停止T秒，然后自动下行至二楼停止。
12）电梯停在三层时，按（二楼下呼）、（一楼上呼）则电梯运行至二楼停T秒，然后继续自动下行至一楼停止。
13）电梯停在三层时，先按（二楼上呼），后（按一楼上呼），则电梯下行至一楼停T秒，然后自动上行至二楼停止。
14）电梯最大运行区间为三层距离，若一次运行时间超过30s，则电动机停转，并由HA报警。
15）检修开关SB7接通时，电梯下行停在一层位置，进行检修，其他所有动作均不相应。
3、I/O分配表
输入
输出
输入点
电路元件
说明
输出
电路元件
说明
X000
SB1
电梯内一层按钮
Y000
H1
电梯内一层按钮指示灯
X001
SB2
电梯内二层按钮
Y001
H2
电梯内二层按钮指示灯
X002
SB3
电梯内三层按钮
Y002
H3
电梯内三层按钮指示灯
X003
SB11
一层上升呼叫按钮
Y003
H11
一层上升呼叫按钮指示灯
X004
SB21
二层上升呼叫按钮
Y004
H21
二层上升呼叫按钮指示灯
X005
SB22
二层下降呼叫按钮
Y005
H22
二层下降呼叫按钮指示灯
X006
SB32
三层下降呼叫按钮
Y006
H32
三层下降呼叫按钮指示灯
X010
SB5
电梯开门按钮
Y010
YA1
电梯开门电磁铁
X011
SB6
电梯关门按钮
Y011
YA2
电梯关门电磁铁
X012
SB7
检修开关
Y012
KM1
电动机正转接触器
X013
SQ1
电梯一层到位限位开关
Y013
KM2
电动机反转接触器
X014
SQ2
电梯二层到位限位开关
Y014
H4
上行方向灯
X015
SQ3
电梯三层到位限位开关
Y015
H5
下行方向灯
X016
SQ4
电梯开门到位限位开关
Y016
HA
电梯故障报警电铃
X017
SQ5
电梯关门到位限位开关
Y20
H6
一层指示灯
X020
SP
电梯载重超限检测
Y21
H7
一层指示灯
X021
FR
电动机过载保护热继电器
Y22
H8
一层指示灯
4．设计任务
1）根据控制要求进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2）分析所有可能运行的方式，并依此编制电梯运行PLC控制程序，调试程序，模拟运行。
3）编写设计说明书，内容包括：
①设计过程和有关说明。
②基于PLC的电气控制系统电路图。
包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
③PLC控制程序（梯形图和指令表）。
④其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。
（二）铣床的PLC改造和安装调试
1、项目目的：
通过对X6132万能铣床PLC改造，掌握万能铣床的工作原理，和排故，及PLC改造的方法及步骤。
2、项目内容
X6132万能铣床继是器控制系统的电器系统的电气原理图。
其电力拖动方式和控制要求如下：
1）X6123万能卧式铣床的主运动和进给运动之间没有速度比例协调的要求，工作台各自采用单独的笼型异步电动机拖动。
2）主轴电动机M1是在空载时直接运动的，为完成顺铣和逆铣，要求其有正反转，可根据铣刀的种类预先选择转向，在加工过程中不变换转向。
3）为了减少负载波动对铣刀转速成的影响以食品店加工质量，主轴上装有飞轮，其转动惯量较大。
为此，要求主轴电动机有停车制动控制，以提高工作效率。
4）工作台的纵向，横向和垂直三个方向的进给运动由一台进给电动机M2拖动，三个方向的选择同操纵手柄改变传动链来实现，每个方向有正反向运动，要求M2能正反转。
同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有联锁保护。
5）为了缩短调整运动的时间，提高生产效率，工作台应有快速移动控制。
X6132万铣床是采用快速电磁铁吸合改变传动链的传动比来实现的。
6）使用圆工作台时，要求圆工作台的旋转转动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动这间有联锁控制，即工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。
7）为适应加工的需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。
X6132万能铣床采用机械变速的方法，改变变速箱的传动比来实现的。
为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动（短时转动）控制。
8）根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有先后顺序控制之后才能进行，加工结束时必须在铣刀停转停止进运动，即进给运动要地铣刀旋转停止前停止。
9）冷却泵由一台电动机M3拖动，为主轴加工时提供冷却液，冷却泵电动机M3应在主轴电动机M1起动后才能起动，可与电动机M1同时停车。
10）为使主轴电动机的起动与停止操作方便及工作台能够快速移动，可以采用两处控制。
3、设计步骤及任务
1）分析，熟悉原有的继电器-接触器控制线路的工作原理。
2）确定I/O点数，种类，选择PLC机型，并绘制I/O端子接线图。
3）用编号确定的PLC输入输出继电器代替继电器-接触器控制线路中的对应元件。
4）继电器-接触器控制线路中的时间继电器和中间继电器分别用PLC中的定时器和辅助继电器代替。
5）对于不同回路的共用触头，可通过增加软触头来实现。
6）画出全部梯形图，最后进行简化和整理。
7）将编制好的程序先进行模拟调试，然后再进行现场连机调试。
4、电气控制原理图
输入部分
输出部分
输入地址
元件
功能
输出地址
元件
功能
X000
SB1
主电动机起动按钮
Y000
KM1
主电动机用接触器
SB2
主电动机起动按钮
Y001
KM2
工作台快速进给用接触器
X001
SB3
快速进给起动按钮
Y002
KM3
进给电动机用接触器
SB4
快速进给起动按钮
Y003
KM4
进电动机用接触器
X002
SB5
主电动机停止、制动按钮
Y004
YC1
主轴制动电磁离合器
SB6
主电动机停止、制动按钮
Y005
YC2
工进电磁离合器
SA1
上刀制动转换开关
Y006
YC3
快进电磁离合器
X003
SA2
圆、矩形工作台选择开关
EL
照明灯
SA4
照明选择开关
X004
SQ1
主轴变速冲动位置开关
X005
SQ2
进给变速冲动位置开关
X006
SQ3
垂直下/横向右位置开关
X007
SQ4
垂直上/横向左位置开关
X015
SQ5
纵向右进给位置开关
X016
SQ6
纵向左进给位置开关
X017
FR1
M1电动机过载保护
X020
FR2
M2电动机过载保护
X021
FR3
M3电动机过载保护
5、I/O口分配表
三、进度安排
课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到PLC实验室和机房进行实训,每人一台电脑,仿真调试完后，再用综合实训箱模拟调试。
或接电路控制盘调试。
程序可分为几个模块设计和调试，再汇总。
如电梯的程序可分为，1）开门，关门程序；2）电梯到层指示程序；3）电梯到层呼叫指示程序；4）电梯起动和运行程序。
严格考勤制度,在实训期间累计旷课达到6节以上,或者迟到,早退累计达到6次以上的学生,该课程考核按不及格处理.在实训期间需要外出,必须向指导老师请假,经同意后方可外出.
课程设计共安排2周,合计48学时,具体分配如下:
时间
内容
17周项目一，18周项目二
星期一
上午
讲解设计任务及注意事项，总体设计方案
下午
分析控制原理及要求PLC硬件电路设计
星期二
上午
局部程序设计及调试
（一）
下午
局部程序设计及调试
（二）
星期三
上午
局部程序设计及调试（三）
下午
局部程序设计及调试（四）
星期四
上午
局部程序设计及调试（五）
下午
总体模拟调试
星期五
上午
总体模拟调试
下午
做扫尾工作，撰写设计报告，教师评定成绩
五、成绩评定
成绩分为优秀,良好,中等,及格和不及格五等,分数在90-100之间为优秀,80-89分之间为良好,70-79分之间为中等,60-69分之间为及格,60分以下为不及格.详细评定方法看考核标准。
考核标准
考核分五个方面进行详表如下：
考核名称
考核项目
建议考核
方式
考核内容及要求
PLC综合技能考核
1.根据任务引导制定项目设计方案（15％）
教师评价＋互评
项目中方案可实施，细节详细无缺陷，并有一定创新点
2.详细设计（20％）
教师评价＋互评
系统设计方案合理，系统输人、输出分配正确，梯形图设计条理清晰、简洁明了，程序编写正确规范有新意
3.操作实施（30％）
教师评价+自评
熟练操作PLC，能正确地将所编程序输人PLC。
按照被控设备的动作要求利用按钮、开关等器件进行调试，达到设计要求。
很好完成了引导文要求的项目功能
4.项目总结报告（10％）
教师评价
格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议
5.项目公共考核点（25％）
教师评价＋自评＋互评
安全、文明工作，能按时上课，遵守课堂纪律，具有良好的团队合作精神，能根据工作任务，对资源进行合理分配，同时正确控制、激励和协调小组活动过程。
辅导安排表
17，18周
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
1-2
熊小艳
熊小艳
熊小艳
熊小艳
熊小艳
3-4
熊小艳
熊小艳
熊小艳
熊小艳
熊小艳
5-6
熊小艳
熊小艳
熊小艳
升级会员 