《可编程序控制器及运用》实验大纲.docx
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《可编程序控制器及运用》实验大纲
《可编程序控制器及运用》教学大纲
大纲说明
课程代码：
3335055
总学时：
32学时（讲课0学时，实验32学时）
总学分：
2
课程类别：
专业模块选修课
适用专业：
机械设计制造及其自动化专业
预修要求：
《微机原理及应用》、《机电传动控制》
一、课程的性质、目的、任务：
1．性质
《可编程序控制器及运用》是机械设计制造及其自动化专业的专业技术课，属模块选修课。
2．目的
可编程控制器是一种工业控制用计算机，具有可靠性高、使用灵活方便等特点，在各行业中获得了广泛应用，PLC技术、数控技术、机器人技术并称为工业自动化的三大支柱。
通过本课程的学习，可初步掌握PLC应用技术及小型PLC控制系统的硬件设计和软件开发。
3．任务
本课程以可编程序控制FX2N系列PLC为背景，介绍可编程序控制器的特性、系统结构、编程语言、编程方法和应用实例。
使学生通过学习掌握可编程序控制器的基本工作原理、使用方法以及利用可编程序控制器控制生产过程的系统设计方法，初步了解PLC的监控组态的概念及相应组态软件。
二、课程教学的基本要求：
本课程为实验教学课程，教学环节包括：
实验理论讲授和上机实验共32学时，本课程采用上机考试。
通过实验教学环节重点培养学生实际应用能力和系统设计能力。
三、实验室讲授：
采用多媒体教学，在实验室进行，采用边上课、边演示、边实践的教学方法。
鼓励学生在课堂上讨论，调动学生的学习主动性和积极性，并可通过实验验证讲述理论。
四、实验环节：
实验是《可编程序控制器及运用》课程的主要教学环节，可在PLC实验室完成，学生主要通过实验掌握PLC指令的运用、程序的编制和系统的设计，通过实验可加深学对课程内容的理解，掌握对PLC的实际运用能力。
实验要求学生独立完成。
五、大纲的使用说明：
本大纲适用于本科机械设计制造及其自动化专业，因为本课程涉及《微机原理及应用》、《机电传动控制》等学科基础课，建议在第七学期开课。
本教学大纲所列内容通过课堂教学、实验等教学环节完成，具体教学内容可根据教学对象作适当增删，《可编程序控制器及运用》课程在PLC实验室进行。
大纲正文
第一章：
可编程控制器的基本知识学时：
讲课0学时实验2学时
要点：
可编程控制的基础知识、基本概念、基本组成及发展趋势。
重点：
可编程控制的工作原理和技术性能。
难点：
可编程控制的工作原理。
内容：
1可编程序控制器的产生和发展；
2可编程序控制器的基本结构；
3可编程序控制器的原理及技术性能；
4PLC的分类及功能；
5可编程序控制器的特点应、用场合和发展趋势；
6PLC的几种编程语言；
第二章：
三菱电工可编程控制产品学时：
讲课0学时实验4学时
要点：
介绍三菱电工可编程控制器产品。
重点：
FX2N系列产品的技术性能。
难点：
FX2N系列产器的内部配置。
内容：
1FX2N系列产品及技术性能；
2FX2N的内部寄存器及I/O配置；
实验：
PLC认识实验；
第三章：
FX2N的指令系统学时：
讲课0学时实验4学时
要点：
介绍三菱电工可编程控制器产品的基本指令和高级指令。
重点：
FX2N系列产品的基本指令。
难点：
FX2N系列产器高级指令的使用。
内容：
1指令系统概述；
2FX2N的基本指令系统；
3高级指令概述；
4FX2N的高级指令；
实验：
PLC高级指令实验；
第四章：
PLC的编程及应用学时：
讲课0学时实验10学时
要点：
PLC编程的方法。
重点：
PLC的实际应用举例。
难点：
PLC系统的设计。
内容：
1PLC编程特点和原则；
2基本电路；
3PLC编程实例；
实验：
1数码显示控制实验；
2四节传送带控制实验；
3天塔之光控制实验；
4红绿灯控制实验；
第五章：
FX2N的特殊功能及高级模块学时：
讲课0学时实验6学时
要点：
PLC的A/D及D/A转换模块和通信模块。
重点：
PLC高级模块的实际应用。
难点：
PLC高级模块编程。
内容：
1FX2N的特殊功能；
2FX2N的高级模块；
3FX2N的通信功能；
实验：
1水塔水位的控制实验；
2PLCD/A转换实验；
第六章：
三菱电工PLC编程工具及三维力控监控组态软件简介学时：
讲课0学时实验6学时
要点：
PLC的A/D及D/A转换模块和通信模块。
重点：
PLC高级模块的实际应用。
难点：
PLC高级模块编程。
内容：
1三菱电工PLC编程工具简介；
2监控组态软件简介；
实验：
PLC简单组态实验；
章节
内容
讲课
学时
实验
学时
小计
1
第一章可编程控制器的基本知识
0
2
2
2
第二章三菱电工可编程控制器产品
0
4
4
3
第三章FX2N的指令系统
0
4
4
4
第四章PLC的编程及应用
0
10
10
5
第五章FX2N的特殊功能及高级模块
0
6
6
6
第六章三菱电工PLC编程工具
0
6
6
合计
0
32
32
课时数分配表：
考试环节：
考试为考查形式，建议采用上机考试，考试题型为PLC控制系统设计和PLC控制程序设计。
推荐教材与参考书目：
建议教材
周美兰主编，《PLC电气控制与组态设计》科学出版社
主要参考书
杨长能主编，《可编程序控制器基础及应用》，重庆大学出版社；
弭洪涛主编，《可编程序控制制器（PLC）原理及应用》，中国水电水利出版社；
齐占庆主编，《机床电气控制技术》，机械工业出版社；
三菱公司主编《FX2N系列微型可编程控制器使用手册》，MITSUBISHIELECTRICCORPORATION；
《可编程控制器（三菱）实验指导书》，浙江求是科教设备有限公司；
《可编程序控制器及运用》实验大纲
一、总则
本大纲的适用范围
1本大纲相关的课程名称及课程属性
本实验大纲属《可编程序控制器及运用》课程实验，《可编程序控制器及运用》是机械设计制造及其自动化专业的专业技术课，属机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。
2本大纲适用范围
本大纲适用嘉兴学院机电工程学院机械设计制造及其自动化专业学生在学习《可编程序控制器及运用》课程时实验使用。
3实验总时数
按《可编程序控制器及运用》课程教学大纲要求，该实验总时数32个学时。
本大纲的实验目的和要求
《可编程序控制器及应用》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力。
根据教学大纲的要求，学生必须完成本实验大纲要求的PLC实验。
本实验要求学生经过实验训练，应能对所选PLC机型相关的编程软件熟练使用；应掌握PLC输入/输出端子与控制对象的连接方式，以及PLC与外接电源的连接方式；应学会PLC控制程序的调试、监控方法。
通过实验训练，掌握PLC的基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。
本实验课程的重点和内容
1PLC认识实验；
2PLC基本指令实验；
3PLC高级指令实验；
4数码显示控制实验；
5四节传送带控制实验；
6天塔之光控制实验；
7红绿灯控制实验；
8水塔水位的控制实验；
9PLCD/A转换实验；
10PLC简单组态实验；
本大纲的所需实验设备
本实验所需设备由工程训练中心机电实验室PLC实验分室提供。
二、实验项目及学时安排
实验项目一PLC认识实验；；
1实验类型：
验证性实验
2实验开设属性：
必开实验
3学时数：
4
4实验目的：
认识并熟悉三菱电工FX2N系列PLC机型、学习PLC编程软件的使用，提高学生对《可编程序控制器原理及应用》的学习兴趣。
5实验要求：
完成PLC与PC机、直流稳压电源的接线，打开电源开关。
观察当PLC接通电源（上电）时，PLC自检情况及面板上各LED的显示。
学会PLC编程软件的安装，操作和使用。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目二PLC基本指令实验；
1实验类型：
验证性实验
2实验开设属性：
必开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC及FX2N系列PLC编程软件的使
进一步了解PLC实验操作台的结构及使用。
编制简单控制程序，用外接开关作模拟输入，用指示灯作模拟输出进行模拟调试。
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器及实验操作台之间的连接线，在老师检查无误的前提下接通电源，完成下列两个实验。
三相交流异步电动机Y—△起动控制模拟实验
智力竞赛抢答装置模拟实验
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目三PLC高级指令实验；
1实验类型：
验证性实验
2实验开设属性：
必开实验
3学时数：
2
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
掌握数据传输指令、算术运算指令的功能及运用。
掌握用MELSEC-FFXAPPLICATIONS软件监控功能进行程序调试的方法。
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器及实验操作台之间的连接线，在老师检查无误的前提下接通电源，完成下列两个实验。
数据传输指令的功能调试
数据移位指令的功能调试
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目四数码显示控制实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
巩固、掌握I/O端子的接线方法。
对采用可编程序控制器解决一个实际控制问题的全过程有初步了解。
用PLC构成数码显示控制系统
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
按要求设计数码显示的PLC程序。
用MELSEC-FFXAPPLICATIONS软件调试控制系统，实现设计要求。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目五四节传送带控制实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
巩固定时器、计数器的用法，进一步掌握I/O端子的接线方法。
对采用可编程序控制器解决一个实际控制问题的全过程有初步了解。
用PLC构成四节传送带控制系统
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
按要设计四节传送带控制的PLC程序。
用MELSEC-FFXAPPLICATIONS软件调试控制系统，实现设计要求。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目六天塔之光控制实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
熟悉PLC高级指令的用法。
对采用可编程序控制器解决一个实际控制问题的全过程有初步了解。
用PLC构成天塔之光控制系统
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
按要设计天塔之光控制的PLC程序。
用MELSEC-FFXAPPLICATIONS软件调试控制系统，实现设计要求。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目七红绿灯控制实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
巩固定时器、定时器的使用知识，掌握I/O端子的接线方法。
对采用可编程序控制器解决一个实际控制问题的全过程有初步了解。
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
按要求设计红绿灯控制的PLC程序。
用FPWIN-GR软件调试红绿灯控制系统，实现设计要求。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目八水塔水位的控制实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
进一步熟悉PLC的应用及利用编程器编制梯形图的方法。
熟悉PLC高级指令的用法，输入/输出信号源的用法。
对采用可编程序控制器解决一个实际控制问题的全过程有初步了解。
用PLC构成水塔水位控制系统
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
按要设计水塔水位控制的PLC程序。
用MELSEC-FFXAPPLICATIONS软件调试控制系统，实现设计要求。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
实验项目九PLCD/A转换实验；
1实验类型：
设计性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
4
4实验目的：
了解PLC实验台模拟量输入/输出部分的接线及工作原理。
熟悉有关模拟量指令的功能及梯形图程序设计。
5实验要求：
按要求完成PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
自行设计梯形图程序，实现温度到数字的转换。
自行设计梯形图程序，实现数字到温度的转换。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，作出实验数据表格，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
画出上述实验的理论数据曲线，与实验数据曲线比较，讨论误差原因。
实验项目十PLC简单组态实验；
1实验类型：
验证性实验
2实验开设属性：
选开实验
3学时数：
2
4实验目的：
了解组态软件，对PLC控制的计算机仿真有一个概念性的认识。
熟悉一维位置控制的PLC编程及调试。
5实验要求：
按要求完成计算机、PLC、电源、编程器、实验台之间的连线。
写出I/O分配表和调试好的实验程序。
画出一维位置控制系统的工作时序图。
认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。
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