电气控制与PLC技术课程的设计.docVIP

《电气控制与PLC》课程教学设计 一、教学设计依据 （一）使用教材 （二）人才培养方案 二、教学实施条件 （一）教学团队组成及分工 1、专职教师 2、兼职教师 （二）教学设施及配置 实验室和实训室 三、单元教学方案设计 （一）单元内容 PLC基本知识 知识点： 1、PLC概况 （1）定义及历史发展 能说清PLC的含义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 了解PLC控制系统的历史发展和未来展望，能描述发展过程中的关键技术，前期是电气控制技术，中期是计算机技术，至今是通讯技术。 （2）PLC结构 能描述PLC的主要组成部分，它有硬件和软件两部分组成，软件包括系统监控程序和用户程序，其中硬件有： ①CPU是PLC的逻辑运算和控制指挥中心 ②PLC的存储器ROM中固化着系统程序，存储器RAM中存放用户程序和工作数据 ③电源将外部电能转换为PLC内部器件使用的各种电压。 ④通信接口是PLC与外设进行交换信息和写入程序的通道。 图1 PLC的硬件结构 ⑤输入接口 输入接口用来完成输入信号的引入、滤波及电平转换。 图2 PLC输入接口电路 ⑥输出接口 图3 PLC输出接口 输出接口电路的规格 项 目 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 负载电源 AC250V以下、DC30V以下 DC 5～30V AC 85～242V 电路绝缘 机械绝缘 光电耦合绝缘 光电耦合绝缘 负载电流 2A/1点 8A/4点公用 0.5A/1点 0.8A/4点 0.3A/1点 0.8A/4点 响 应 时 间 断→通 约10ms 0.2ms以下 1ms以下 通→断 约10ms 0.2ms以下 10ms以下 2、PLC工作原理 （1）PLC的工作方式 ①PLC采用循环扫描方式。如图4 图4 PLC循环扫描过程示意图 ②PLC的扫描周期 PLC全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期，它的长短与用户程序的长度、I/O点数及CPU的处理通信过程等因素都有关系。 ③PLC的I/O滞后时间 输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。 ④PLC的编程语言 有梯形图编程语言（LD）、顺序功能图语言（SFC）、功能块图语言（FBD）、指令表语言（IL）、结构文本语言（ST） 3、PLC编程元件和基本指令 4、PLC运用实例 PLC控制的三相电动机点动与自锁控制线路与程序 PLC控制的三相电动机正反转控制线路与程序 PLC控制的三台电动机顺序启动控制线路和程序 PLC控制的电动机Y-△降压启动控制线路和程序 （二）课程目标： 1、能力目标： （1）能读懂PLC梯形图和指令表语言； （2）会编写常用的电气控制梯形图； （3）能设计简单的PLC电气控制系统，能正确使用PLC； （4）培养学生团结协作，组织管理能力。 2、知识目标： （1）会编写常用的电气控制梯形图； （2）掌握PLC控制的特征； （3）梯形图与指令表的相互转化 （4）了解PLC控制系统设计的方法。 （三）教学重点： 1、PLC的结构及工作原理 2、梯形图与指令表的相互转化 3、常见PLC电气控制系统 （四）教学难点： 1、编程元件的使用 2、梯形图与指令表的相互转化 3、控制系统的设计 （五）学生特点分析 机电一体化专业学生是高中起点三年制统招班，学生综合素质较高，学习能力较强，多数学生思想稳定，积极上进，自我发展和塑造的愿望强烈，自我表现和独立意识逐步突出，踏实肯干，勤于动脑，但是有部分同学任性、占有欲强、自私自利、集体观念淡薄,怕苦怕累,不爱动手操作。 针对课程和学生特点，教学设计要强化技能训练，要求人人都有训练的机会，进一步培养学生的自我学习能力，在教学中多给学生创造自主学习的条件。 为方便教学和使每个学生得到训练的机会均等，每3-5个人分成一组，要求每个小组男女生搭配；理论学习较好的学生和动手能力强的学生搭配。以小组为单位实行管理，学生是主体，教师主要起指导、组织协调、咨询、信息提供等作用，使学生在获得经验和能力的同时，培养服从、合作、责任感的职业素养。 （六）教学进程设计  （七）教学过程与教学内容设计 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 时间 任务布置 布置任务：每组完成给定的实训项目 分组；思考老师提出的要求，以组为单位制定实训计划