三菱PLC原理及综合实训.docx
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三菱PLC原理及综合实训
《PLC原理及综合实训》教学大纲（实习）
一、教学性质和任务
“可编程控制器技术及应用”是工科类专业的一门专业技术课，是为下一步进一步学习控制技术打下基础。
本课程的主要任务是：
了解PLC的结构、工作原理及正确选择PLC的型号；掌握PLC的接线方法；掌握PLC的基本指令；掌握PLC的步进指令及部分功能指令；掌握梯形图的设计方法。
学生通过实验可以在实践中锻炼实践应用能力，达到理论联系实际的作用。
在实验中使学生在掌握机电设备继电器控制的基础上，能够近一步可编程序控制器原理及在机电控制系统中的应用；掌握常用的低压电器的基本原理和控制方法，电器控制系统的设计基础和原理，PLC的开发软件的使用，以及可编程终端和变频器等知识。
二、课程教学目标：
本课程主要是能力的培养。
1.总体目标：
（1）增强现代意识，培养专门人才
（2）围绕核心技术，培养创新精神
（3）关注全体学生，营造自主学习氛围
2.具体目标：
（1）在专业能力方面，使学生能够使用PLC对工业生产设备进行控制，具备PLC控制系统硬件设计、软件编程和调试的能力。
具备PLC控制系统的维护能力，能够诊断、排除各类PLC控制系统的问题及故障。
（2）在学习方法能力方面:
通过本课程使学生具有查阅图书资料进行自学习的能力，具有提出问题、分析问题、解决问题的能力。
具备通过一种类型PLC的应用能迁移到另一种类型PLC的应用，能够通过阅读设备的使用手册，对不同类型PLC的内存分配、硬件接线及指令系统具有较强的理解运用能力。
能够对生产现场的各类机械进行电气控制要求的分析，并通过分析提出PLC的解决方案。
对于PLC控制的各类设备，能够很快了解其工作过程，了解电气线路，从而能够对各类软硬件系统故障进行诊断和处理。
（3）在情感态度与价值观方面：
对于从事PLC应用设计、安装、调试、维护工作充满热情；
具有实事求是的科学态度，具有较强的求知欲，善于使用所学PLC技术解决生产实际问题，具有克服困难的信心和决心。
具有与人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于改正自己的错误观点。
热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。
三、教学内容和要求：
第一单元PLC的基本知识
介绍PLC的发展、应用及PLC的结构。
掌握PLC的扫描的工作方式，PLC的型号的正确选择，PLC的输入、输出的接线方法，能够根据PLC的工作原理对梯形图进行正确的分析。
第二单元FX2N系列PLC概述
介绍FX2N系列PLC的硬件构成、软元件分配。
掌握FX2N系列PLC的软件梯形图使用操作。
第三单元FX2N系列PLC的基本指令
介绍梯形图的一般设计方法及注意事项。
掌握PLC的开关量基本指令，包括LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ANB、ORB、SET、RST、PLS、PLF、MPS、MRD、MPP、MC、MCR等指令，能够根据要求应用这些基本指令设计出正确、简洁的控制程序。
第四单元FX2N系列PLC的步进指令
介绍顺序控制的概念。
掌握功能图的意义、画法，以及由功能图转化为梯形图的几种方法。
掌握单一顺序、选择顺序、并行顺序等常见的顺序控制，能够根据控制要求正确地进行功能图的设计及梯形图的设计。
第五单元FX2N系列PLC的功能指令
介绍PLC的软元件、字元件和位元件等概念，讲授PLC的功能指令的作用及意义。
掌握程序流向控制指令、传送和比较指令、四则运算和逻辑运算指令、循环移位与移位指令、数据处理指令等常用的功能指令，能够运用这些指令熟练、灵活地编写控制程序。
四、学时分配建议
序号
教学顺序
教学内容
学时
1
第一单元
PLC的基本知识
5
2
第二单元
FX2N系列PLC概述及软件使用
5
3
第三单元
FX2N系列PLC的基本指令
40
4
第四单元
FX2N系列PLC的步进指令
25
5
第五单元
FX2N系列PLC的功能指令
25
6
第六单元
综合应用
25
合计
100~125
五、教学方法
教法：
一体化教学为主
科学合理的教学方法能使教学效果事半功倍，达到教与学的和谐完美统一。
而教学方法的确定又是与学生的具体情况相结合。
根据课程教学的培养目标和高职学生乐于动手的实际情况。
我们采用了
理论和实践一体化
课程的进行全部是在实训室中完成，上课注重讲练结合，讲授理论的同时，学生当场就能进行实验和实训，边教边练，环境真实，教学互动，没有传统意义上的纯理论教室和实验室，将教与学在一个综合环境下完成。
项目引导和任务驱动相结合
在教学中打破章节的限制，根据满足各项教学任务的实际需求，统筹考虑和选取教学内容，融教、学、做相结合为一体。
通过项目引导和任务驱动，激发学生解决问题的兴趣，引导学生逐步完成项目中的每个任务。
除了实训设备上的任务训练，还充分利用各种多媒体教学软件，引入大量工程项目，以提高学生的工程实践能力。
启发式及互动式教学方法
课堂教学注重师生交流，方式灵活多变，以活跃课堂气氛。
由若干问题启动课堂教学，经过启发式的推理，最后归纳总结，引导学生循问题而思考，提高对知识的领悟力，加强对关键内容的理解；在练习环节加强师生互动活动，活跃课堂气氛，促进学生自主思考提出问题，分析问题，解决问题的能力，激发学生潜能；情景式教学，使学生身处实践现场，讲练结合、交互渗透。
六、考核及成绩评定方式
1、每单元布置相应的练习项目，以实用工程为主，进行评出等级。
2、课题成绩评定以课题考试+平时成绩+课题实习报告的方式进行。
其中课题考试成绩占60%，平时成绩（含实验）占20%，课题实习报告占20%。
七、教学教材
PLC应用技术；主编：
瞿彩萍，出版社：
中劳社保出版社
八、教学条件
PLC实训场地、多媒体教室等
第一单元PLC基本知识
一、教学要求
1、熟悉PLC产生、发展、定义、特点、分类、生产厂家；
2、掌握PLC的基本结构、工作原理；
3、掌握PLC的编程语言。
二、教学内容
1、PLC的概述；
2、PLC的硬件基本结构及工作原理；
3、PLC的编程语言。
三、教学重点与难点
1.PLC的循环工作方式“串行”；
2.梯形图的绘制原则及编程方法。
四、教学过程及建议（含时间分配）
（一）PLC的地位（10分钟）
（二）教学内容分析（5分钟）
（三）教学过程实施：
（5课时）
1、PLC的概述（2课时）
2、PLC的硬件基本结构及工作原理（2课时）
3、PLC的编程语言（1课时）
（四）小结、布置作业、答疑（10分钟）
五、其他事项：
可以列出本次课考核的重点、方式以及讲课时应注意的关键问题等。
第二单元三菱FX系列PLC
1.教学要求
掌握三菱FX系列PLC的硬件构成；
掌握FX系列PLC的软元件；
掌握三菱PLC的编程软件的使用。
二、教学内容
1.三菱FX系列PLC的硬件构成；
2.FX系列PLC的软元件；
3.三菱PLC的编程软件的使用。
三、教学重点与难点
1、用户手册的使用及阅读；
2、编程软件的使用操作。
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.学生通过阅读FX2N-48MT机型的用户手册，掌握三菱PLC的硬件及接线、FX系列PLC的内部软继电器。
（2课时）
2.上机学习三菱编程软件的使用。
（2课时）
3.操作练习：
完成点动控制（2课时）
五、其他事项：
可以列出本次课考核的重点、方式以及讲课时应注意的关键问题等。
第三单元FX系列PLC基本指令
课题一基本逻辑指令
一、教学要求
1.掌握逻辑取、与、或、非及输出指令的使用。
2.掌握梯形图绘制规则。
3.掌握梯形图编程方法。
二、教学内容
1.逻辑取、与、或、非及输出指令的使用。
（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI指令）
2.梯形图的绘制规则。
3.梯形图的编程方法。
三、教学重点与难点
1、梯形图的编程方法的掌握
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授指令的基本知识；（2课时）
2.教师举例电机的点动、连续控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
课题二块指令和堆栈指令
一、教学要求
1、掌握ORB、ANB指令的使用；
2、掌握MPS、MRD、MPP指令的使用。
二、教学内容
1、ORB、ANB指令的讲解及应用；
2、MPS、MRD、MPP指令的讲解及应用。
三、教学重点与难点
1、
2、
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授指令的基本知识；（2课时）
2.教师举例电机的正反转控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时
课题三置复位指令
一、教学要求
1、掌握SET、RST指令的使用；
2、掌握MC、MCR指令的使用。
二、教学内容
1、SET、RST指令的讲解及应用；
2、MC、MCR指令的讲解及应用。
三、教学重点与难点
SET、RST指令的应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授指令的基本知识；（2课时）
2.教师举例电机的顺序控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
课题四定时器
一、教学要求
1、掌握定时器的使用。
二、教学内容
1、定时器的讲解及应用。
三、教学重点与难点
1、掌握定时器的应用。
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授定时器的基本知识；（2课时）
2.教师举例多台电机顺启逆停控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）自动闪烁信号（方波输出）；
（2）三个灯的循环点亮控制；
（3）电机的Y/Δ启动控制。
课题五基本指令
一、教学要求
1、掌握PLS、PLF指令的使用；
2、掌握NOP、END指令的使用。
二、教学内容
1、PLS、PLF指令的讲解及应用；
2、NOP、END指令的讲解及应用。
三、教学重点与难点
1、PLS、PLF指令的应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授指令的基本知识；（2课时）
2.教师举例消除电机的故障自启动控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）单按钮控制启停（翻转电路）；
（2）单按钮控制顺启逆停。
课题六计数器
一、教学要求
1、掌握计数器的使用
二、教学内容
1、掌握计数器的讲解及应用
三、教学重点与难点
1、计数器的使用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授指令的基本知识；（2课时）
2.教师举例计数器控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）单按钮控制启停；
（2）三个灯的亮灭控制。
（3）电子钟
课题七基本指令综合练习
一、教学要求
1、综合掌握基本指令的使用；
2、掌握PLC程序的编程方法。
二、教学内容
1、交通信号灯的控制；
2、数码管的显示控制。
三、教学重点与难点
2.1、综合基本指令的使用；
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授交通信号灯、数码管的控制过程；（1课时）
2.教师举例数码管显示数字并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（4课时）
课题八课题小结考试
【教学目标】
1.考核学生对基本指令应用的掌握能力；
2.考核学生对现有程序的分析能力。
【练习项目】
1.设计运料小车的运行；
2.天塔之光控制；
3.程序分析。
【教学时数】
5课时
【教学过程】
1.教师给出控制要求并进行分析。
2.学生上机操作并做出题目分析、I/O分配、梯形图程序、调试结果。
第四单元FX2N系列PLC的步进指令
课题一步进顺控概述
一、教学要求
1、掌握顺序功能图的构成及基本规则
2、掌握用SFC设计法
3、掌握单流程控制设计
二、教学内容
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、顺序功能图的构成及基本规则
3、单流程控制设计
三、教学重点与难点
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、单流程控制设计
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授顺序控制设计法、SFC设计法；（2课时）
2.教师举例单流程控制设计并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）运料小车控制
（2）组合机床动力头控制
课题二单流程循环控制设计
一、教学要求
1、掌握顺序功能图的构成及基本规则
2、掌握用SFC设计法
3、掌握单流程循环控制设计
二、教学内容
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、单流程循环控制设计
三、教学重点与难点
单流程循环控制设计
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授单流程循环控制设计；（1课时）
2.教师举例液体混合控制设计并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（4课时）
（1）运料小车循环控制
（2）数码管显示
课题三跳转分支流程控制
一、教学要求
1、掌握顺序功能图的构成及基本规则
2、掌握用SFC设计跳转分支流程控制法
3、掌握跳转分支流程控制设计
二、教学内容
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、跳转分支流程控制设计
三、教学重点与难点
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、跳转分支流程控制设计
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授顺序控制设计法、SFC设计法；（1课时）
2.教师举例顺启逆停控制设计并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（4课时）
（1）自动配料传送带控制
（2）天塔之光多效果控制
（3）自动门控制
课题四并行分支流程控制
一、教学要求
1、掌握顺序功能图的构成及基本规则
2、掌握用SFC设计法
3、掌握并行分支流程控制设计
二、教学内容
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、并行分支流程控制设计
三、教学重点与难点
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、并行分支流程控制设计
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授顺序控制设计法、SFC设计法；（1课时）
2.教师举例按钮式人行道控制流程设计并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（4课时）
（1）十字路口交通灯控制
（2）组合钻床控制
课题五多种工作方式的控制设计
一、教学要求
1、掌握顺序功能图的构成及基本规则
2、掌握用SFC设计法
3、掌握多种工作方式的控制设计设计
二、教学内容
1、顺序控制设计法、SFC设计法
2、IST指令应用
三、教学重点与难点
1、IST指令应用
2、多种工作方式的控制设计
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授多种工作方式的控制设计法及IST指令应用；（2课时）
2.教师举例大小球分选系统控制设计并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）机械手控制
第五单元功能指令应用
课题一传送指令
一、教学要求
1.掌握功能指令的组成及执行方式
2.掌握软元件组合方式
3.掌握传送指令的应用
二、教学内容
1、功能指令的组成及执行方式
2、软元件组合方式
3.MOV传送指令的应用
三、教学重点与难点
1、功能指令的组成及执行方式
2、MOV传送指令的应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授功能指令的基本知识及MOV传送指令的设计应用；（2课时）
2.教师举例传送指令控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）控制8个灯交替闪烁，间隔时间2秒。
（2）数码管0~f循环显示。
（3）多种液体混合装置控制（改变定时器定时值）
课题二取反传送指令应用
一、教学要求
1.掌握变址寄存器（V、Z）功能和结构
2.掌握拨码器的使用方法
3.掌握CML取反传送的应用
二、教学内容
1.变址寄存器（V、Z）功能和结构
2.拨码器的使用方法
3.CML取反传送的应用
三、教学重点与难点
1、变址寄存器（V、Z）功能和结构
2、拨码器的使用方法
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授变址寄存器（V、Z）功能和结构及拨码器的使用方法和CML取反传送指令的设计应用；（2课时）
2.教师举例传送指令控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）闪烁时间控制（拨码器）
（2）手动控制六盏灯Y5~Y0的变化
课题三比较指令的应用
一、教学要求
1.掌握CMP、ZCP比较指令的应用
2.掌握批复位指令ZRST的应用
3.掌握接点比较指令的应用
二、教学内容
1.CMP、ZCP比较指令的应用
2.批复位指令ZRST的应用
3.接点比较指令的应用
三、教学重点与难点
1、比较指令的应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授比较指令设计应用；（2课时）
2.教师举例钢卷仓库控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）按照作息时间表设计铃声
（2）拨码器控制九盏灯Y10~Y0的变化
课题四数值输入及显示指令应用
一、教学要求
1.掌握数据变换指令BIN、BCD的应用
2.掌握七段译码指令SEGO的应用
二、教学内容
1.数据变换指令BIN、BCD的应用
2.七段译码指令SEGO的应用
三、教学重点与难点
1.拨码器
2.掌握七段译码指令SEGO的应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授功能指令的基本知识及MOV传送指令的设计应用；（2课时）
2.教师举例传送指令控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）控制8个灯交替闪烁，间隔时间2秒。
（2）数码管0~f循环显示。
（3）多种液体混合装置控制（改变定时器定时值）
课题五数据运算指令应用
一、教学要求
1.掌握加1inc、减1dec指令应用
2.掌握加法add、减法sub、乘法mul、除法div指令应用
二、教学内容
1.加1inc、减1dec指令应用
2.加法add、减法sub、乘法mul、除法div指令应用
三、教学重点与难点
1、功能指令的组成及执行方式
2、数据运算指令应用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授数据运算指令的基本知识及数据运算指令的设计应用；（2课时）
2.教师举例改变定时器定时值控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）数据奇数/偶数判断
（2）交通信号灯通行时间控制
课题六移位指令应用
一、教学要求
1.掌握移位指令的设计应用
2.掌握循环移位指令的设计应用
二、教学内容
1.移位指令的设计应用
2.循环移位指令的设计应用
三、教学重点与难点
1、数据区移位的过程分析。
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授数据移位指令的基本知识及数据移位指令的设计应用；（2课时）
2.教师举例彩灯变化控制并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）彩灯左右变化闪烁
（2）流水线控制
第六单元液晶屏控技术应用
课题一液晶屏的基本操作
一、教学要求
1.掌握液晶屏使用方法
2.掌握液晶屏画面设计
二、教学内容
1.液晶屏的概述和使用
2.液晶屏画面设计软件的使用
三、教学重点与难点
1、液晶屏画面设计软件的使用
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授液晶屏的基本知识及使用方法；（2课时）
2.教师演示液晶屏编辑软件的使用过程并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
（1）液晶屏编程软件练习
（2）液晶屏画面设计
课题二自动售货机设计
一、教学要求
1.掌握液晶屏设计方法
2.掌握综合控制功能的设计
二、教学内容
1.液晶屏画面设计及数据通讯
2.自动售货机控制过程
三、教学重点与难点
1、综合分析设计过程
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授液晶屏的数据通讯方法；（1课时）
2.教师讲述自动售货机的控制过程分析；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（4课时）
（1）液晶屏设计
（2）自动售货机控制设计
课题三直流电机控制
一、教学要求
1.掌握模拟量输入输出控制方法
2.掌握直流电机速度控制
二、教学内容
1.模拟量输入输出模块FX0N-3A及控制指令
2.直流电机速度控制
三、教学重点与难点
1.模拟量输入输出模块FX0N-3A及控制指令
2.掌握直流电机速度控制
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授模拟量输入输出模块FX0N-3A基本知识、使用方法及模拟量控制指令的应用设计；（2课时）
2.教师演示模拟量输入输出模块FX0N-3A的使用过程并现场演示程序的执行过程及结果；（1课时）
3.学生上机练习操作。
（3课时）
直流电机速度控制并显示速度
课题测验综合设备应用
机械手控制
一、教学要求
1.掌握气动控制过程
2.掌握机械手设计调试
二、教学内容
1.气动控制过程
2.机械手设计调试
三、教学重点与难点
1、机械手设计调试过程
四、教学过程及建议（含时间分配）
1.教师讲授机械手的基本知识及控制方法；（2课时）
3.学生进行综合设计调试操作。
（10课时）
（1）液晶屏监控软件设计
（2）机械手控制程序设计
（3）综合调试
（4）课程设计总结报告
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