可编程控制器技术及应用.docx

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可编程控制器技术及应用

课程名称：

可编程控制器技术及应用

课程归口单位：

电气工程系

台式钻床电机正反转PLC控制软件编程与调试

作者姓名：

   李泽明    

         部  门：

  电气工程系  

项目课程教案（首页）周次：

第2周

科目

可编程控制器技术及应用

（二）

项目一台式钻床电机正反转PLC控制技术应用

任务2台式钻床电机正反转PLC控制软件编程与调试

授课

日期

2011.9.9

课时

6

班级

XX电气G5

授课方式

项目教学、工作过程导向、

工作情境模拟、小组讨论、

作业

题数

完成实训报告

拟用

时间

1小时

教学目的

知识目标：

1.掌握电机正反转互锁的概念和程序编写方法

2.掌握试运行记录的编写方法

3.掌握技术应用文档的编写方法

能力目标：

1.会编写启保停电路PLC程序

2.会编写电机正反转互锁程序

3.会编写台式钻床电机正反转PLC控制程序

4.会排除台式钻床电机正反转的PLC应用硬、软件一般故障

5.会编写、整理台式钻床电机正反转的PLC应用技术文档

职业素养

1.团队合作意识

2.良好的操作规范

3.积极向上的工作态度

4.按时完成工作

选用教学媒体

黑板＋ppt+计算机

重点

1．编写台式钻床电机正反转PLC控制程序

2．排除台式钻床电机正反转的PLC应用硬、软件一般故障

难点

编写台式钻床电机正反转PLC控制程序

教学回顾

说明

本次课程以项目为单元，通过教师引导、学生主动学习绘制电气原理、编写程序、联合调试，在小组合作中完成项目所要求的内容，提高学生的综合能力和素质。

审阅：

年月日

教学准备

课前准备：

教师

学生

1、课件准备；

2、准备PLC手编器、

3、准备PLC实训台；

4、准备相关导线、螺丝刀；

1、完成课本预习；

2、带上万用表等电工工具；

3、准备课堂笔记本。

教学过程

教学环节

教学内容

教学组织

一、

课题引入

（45分钟）

1.本次任务的主要内容

（1）学习编写启保停电路PLC程序

（2）学习编写电机正反转互锁程序

（3）学习编写台式钻床电机正反转PLC控制程序

（4）学习排除台式钻床电机正反转的PLC应用硬、软件一般故障

（5）学习填写故障处理表

（6）学习编写、整理台式钻床电机正反转的PLC应用技术文档

2.硬件电路设计连接的完成情况检查

请每个小组进行硬件电路绘制图纸的自查；

请2-3组同学展示并讲述技术要点，其他同学提出自己的看法

综合意见

3.布置启保停电路的程序设计要求

一个启动按钮，一个停止按钮，一台电机，按下启动按钮，电机正转，按下停止按钮电机才停止。

【教师】介绍本次任务的内容。

【教师】点评

【教师】通过PPT向学生发布本次课任务

二、

资讯与决策

（45分钟）

1.FX-20P-E编程器的使用方法讲解

FX-20P-E手持式编程器可以用于FX系列的FX2、FX0、FX1N、FX2N等机型，也可以通过FX-20P-E-FKIT转换器用于F1和F2系列机型。

FX-20P-E手持式编程器由液晶显示屏、ROM写入器接口、存储器卡合接口以及功能键、指令键、元件符号键和数字键等组成，如图2-1所示。

图2-1FX-20P-E操作面板

1．液晶显示屏

FX-20P-E简易编程器的液晶显示屏只能同时显示4行，每行16个字符，在编程操作时，显示屏上显示的内容如图2-2所示。

图2-2液晶显示屏

2．键盘

键盘由35个按键组成，包括功能键、指令键、元件符号键、数字键。

分别说明如下：

（1）功能键

RD/WR：

读出/写入键；

INS/DEL：

插入/删除键；

MNT/TEST：

监视/监测键。

（2）执行键

GO：

用于各种操作结束后的确认。

（3）其它键

OTHER：

在任何状态下按此键，将显示PLC的操作菜单。

（4）清除键

CLEAR：

用于清除显示屏上出现的提示信息，或撤消没有按执行键的指令。

（5）帮助键

HELP：

显示功能指令一览表。

或是在监视方式下，进行十进制数和十六进制数的转换。

（6）空格键

SP：

输入指令时，用此键指定元件号和常数。

（7）步序键

STEP：

设定步序号。

（8）光标键

、：

移动光标和提示符，做行滚动。

（9）指令键、元件符号键和数字键

这些键都是复用键，每个键的上面是指令符号，下面是元件符号或者数字。

上、下的功能是根据当前所执行的操作自动进行切换，其中下面的元件符号Z/V、K/H、P/I又是交替使用，反复按键时，自动切换。

【教师】通过PPT动画演示其主要特点和外形

【学生】学生观察后，讨论，总结出该设备的使用特点

【教师】根据学生在汇报中提出的难点问题进行技术分析和讲解，

【教师】布置任务

【学生】回答问题

三、

编写启保停电路PLC程序、

编写电机正反转互锁程序（60分钟）

1.启保停电路PLC程序参照一下程序编写

2.硬件接线图可参照

3.主要原理

1．电动机正反转的主电路中，交流接触器KM1和KM2的主触点不能同时闭合，并且必须保证，一个接触器的主触点断开以后，另一个接触器的主触点才能闭合。

2．为了做到上面一点，梯形图中输出继电器Y0、Y1的线圈就不能同时带电，这样在梯形图中就要加程序互锁。

即在输出Y0线圈的一路中，加元件Y1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加元件Y0的常闭触点。

当Y0的线圈带电时，Y1的线圈因Y0的常闭触点断开而不能得电；同样的道理，当Y1的线圈带电时，Y0的线圈因Y1的常闭触点断开而不能得电。

3．为了保证电动机能从正转直接切换到反转，梯形图中必须加类似按钮机械互锁的程序互锁。

即在输出Y0线圈的一路中，加反转控制信号X1的常闭触点；在输出Y1线圈的一路中，加正转控制信号X0的常闭触点。

这样能做到电动机正反转的直接切换。

当电动机加正转控制信号时，输入继电器X0的常开触点闭合，常闭触点断开。

常闭触点断开反转输出Y1的线圈，交流接触器KM2的线圈失电，电动机停止反转，同时Y1的常闭触点闭合，正转输出继电器Y0的线圈带电，交流接触器KM1的线圈得电，电动机正转。

当电动机加反转控制信号时，输入继电器X1的常开触点闭合，常闭触点断开。

常闭触点断开正转输出Y0的线圈，交流接触器KM1的线圈失电，电动机停止正转，同时Y0的常闭触点闭合，反转输出继电器Y1的线圈带电，交流接触器KM2的线圈得电，电动机正转。

4．在PLC的输出回路中，KM1的线圈和KM2的线圈之间必须加电气互锁。

主要是避免当交流接触器主触点熔焊在一起而不能断开时，造成主回路短路情况的出现。

5．电动机的过载保护一定要加在PLC控制电路的输入回路中，当电动机出现过载时，热继电器的常开触点闭合，过载信号通过输入继电器X2加入进PLC，断开程序的运行，使输出继电器Y0、Y1同时失电，交流接触器KM1、KM2的线圈断电，电动机停止运行。

【教师】提示编程方法

【学生】每组分成2人1组，讨论方案，编写。

【教师】巡堂，提醒学生，

提醒调试过程中的注意事项

【

【教师】总结学生调试过程中遇到问题和解决方法

【教师】提示PLC输入输出的接线方法

【学生】选择两组学生做成果汇报，

【教师】总结学生调试过程中遇到问题和解决方法

归纳

【教师】指导，学生互动回答，一起完成

四、

控制系统图接线、安装、测试（45分钟-）

1.控制要求

（1）用PLC的基本逻辑指令，控制电动机循环正反转。

（2）电动机正转3s，停2s，反转3s，停2s，如此循环5个周期，然后自动停止。

（3）运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。

2.参考程序1

见附录1

3.参考程序2

见附录2

4.调试

【教师】布置控制任务，明确调试时间为45分钟。

【学生】分组调试。

【学生】在调试过程中，按照工作顺序填写项目报告。

【教师】巡堂，提醒学生，

提醒调试过程中的注意事项，做好记录

【教师】选择两组学生展示并点评作品

五、

课堂总结

（30分钟）

1.对本项目整体硬件设计、软件编程、调试作整体论述

每一组同学的理解都表达出来

2.总结点评

1）小结本次项目中所用的的方法

2）强调职业素养，尤其是团队合作的重要性

3.后续任务

1）用第三种方法进行编程训练，调试结果是否正确

【教师】随机选择3位学生并引导

【学生】对软件编程、调试提出自己的想法和思路

【教师】通过PPT再次提出团队合作的重要性

六、电路的完善和测试（20分钟）

1.根据刚才优秀组别，有的组别没有完成或有需要修改完善的进行完善：

2.优秀，已经完善的进行方案撰写及项目记录的编写

3.布置课后作业和预习内容

【学生】进一步完善程序功能

七、

项目考核评价（25分钟）

考核标准：

1）任务考核表（附录3）

2）2）项目考核评价表（附录3）

【学生】填写任务表，交叉进行任务考核，教师监督

【教师】对学生每个小组调试过程进行评价，综合点评

附录1

方法一：

附录2

方法二：

附录3

任务考核表：

考核内容及要求

评分标准

扣分

得分

考评员签名

控制要求：

用PLC基本逻辑指令编程，控制电动机循环正反转。

1.电动机正转3秒钟，停2秒钟，反转3秒钟，停2秒钟，如此循环n个周期，然后自动停止。

（循环周期由考评员现场指定）

2.运行中可按停止按钮停止，热继电器动作应停止。

一、输入端、输出端的分

配接线图：

15分

1.能正确画出分配图得15分；

2.未注明输入端、输出端符号得5分。

二、编制梯形图：

20分

1.编制正确得20分；

2.字母符号表示错误每处扣2分。

三、写出指令程序：

10分

1.指令正确得10分；

2.每错一处扣2分。

四、程序的输入操作：

5分

能正确输入得5分

五、程序的修改与调试操作：

5分

能进行修改、调试得5分。

六、程序运行：

35分

（每人只有两次运行机会）

1.第一次运行正确得35分；

2.第二次运行正确得20分；

3.第二次运行不正确或放弃不得分；

七、PLC清零操作：

10分

不清零不得分；

八、安全文明操作

违反安全文明操作由考评员视情况扣分，所有在场的考评员签名有效

附录4

项目考核评价表

评价要素

评价标准

评价依据

评价方式

权重

个人

小组

老师

职业素质

1、遵守实训室管理规定和工作纪律。

2、按时完成工作任务。

3、资料查阅和沟通探讨能力。

4、有吃苦耐劳、团结协作精神。

5、工作积极主动、勤学好问。

6、积极维护和保养设备。

7、有质量和安全意识。

1、工服穿戴规范

2、安全意识及遵守规程情况

3、个人按时完成任务情况，小组整体完成任务进度情况

4、现场工具使用及摆放情况

5、考勤记录

6、连接线路美观、合理

7、不浪费、不损坏元器件

8、担任小组长并履行职责良好，可适当加分

0.3

0.4

0.3

0.2

专业能力

1、能正确绘制PLC控制系统图。

2、能独立安装线路

3、能独立编制PLC程序

4、能独立分析和判断故障原因

5、能按照技术要求调试成功。

1、各种操作规范

2、专业理论知识：

卷面考核或现场提问

3、专业技能：

独立完成项目实施过程并调试成功。

0.2

0.8

0.7

创新能力

1、根据工作要求自行查阅资料和参考书

2、在项目实施过程中提出自己的见解

3、对教学或项目实施提出意见和建议，具有创新性

1、工作过程记录表

2、工作页

3、项目总结报告。

0.2

0.3

0.5

0.1