教 案4.1.docVIP

教 案 章节 课题 4．1可编程序控制器的概述 课型 新课 课时 2 教具学具 电教设施 课件 教学目标 知识 教学点 1．掌握PLC的一般组成原理； 2．了解PLC的技术指标。 能力 培养点 培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。 德育 渗透点 学好专业知识，为社会服务 教学重点 难点 重点 PLC的一般组成原理。 难点 PLC的技术指标。 学法引导 引导学生课前预习，在自主探究基础上同学间互相讨论，课上通过启发加强学生训练，课后要求学生在阅读教材的基础上独立完成作业。 教学内容 更新、补 充、删节 补充简介各部分原理 参考资料 FP0使用手册； 机械工业出版社出版《可编程序控制器原理应用实验》。 课后体会 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 学生活动内容 时间 导入新课 1、自我介绍、点名、稳定学生情绪 2、简介PLC课程的性质。 3、简介PLC课程主要的内容及学习要求。 4、强调该专业学习目的及方法。 5、介绍本课程的学时安排。 6、说明本课程的考核方法。 讲授新课 一、PLC的产生和特点及其发展动向 PLC的产生和特点 在60 年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969 年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1．编程方便现场可修改程序； 2．维修方便采用模块化结构； 3．可靠性高于继电器控制装置； 4．体积小于继电器控制装置； 5．数据可直接送入管理计算机； 6．成本可与继电器控制装置竞争； 7． 输入可以是交流115V； 8．输出为交流115V 2A 以上能直接驱动电磁阀接触器等； 9．在扩展时原系统只要很小变更； 10．用户程序存储器容量至少能扩展到4K。 1969 年，美国数字设备公司（DEC） 研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。 以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了PLC 标准的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通过了对它的定义： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工 学生听讲并记录 学生自己看书总结，教师进行归纳 5′ 65′ 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 学生活动内容 时间 业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 其主要特点为： 1)PLC的软件简单易学 2)使用和维护方便 3)运行稳定可靠 4)设计施工周期短 二、PLC的国内外现状及发展动向 虽然PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段： 早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此，早期的PLC 的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC 特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。 2．中期的PLC（70 年代中期—80 年代中后期） 在70 年代微处理器的出现使PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC 的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC 得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特