《PLC控制系统设计安装与调试》课程教学.docx
- 文档编号:15029193
- 上传时间:2023-06-29
- 格式:DOCX
- 页数:51
- 大小:27.30KB
《PLC控制系统设计安装与调试》课程教学.docx
《《PLC控制系统设计安装与调试》课程教学.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《PLC控制系统设计安装与调试》课程教学.docx(51页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《PLC控制系统设计安装与调试》课程教学
《PLC控制系统设计、安装与调试》教学大纲
一、制定依据
本课程是电气自动化技术专业的主干专业课程。
本大纲依据《电气自动化技术应用岗位职业标准》和《电气自动化技术专业人才培养质量标准》而制定。
二、课程教学目标
1.能根据项目设计任务书,设计、安装和调试小型PLC单体控制系统,实现预定功能、达到预定指标、符合国家相关设计标准和工艺规范,并按国家标准提交全套技术资料;
2.能够检修小型PLC单体控制系统,并填写设备检修记录和检修报告;
3.能看懂英文技术手册。
三、课程教学单元及学时安排
序号
课程教学单元
学时
教学形式与课时分配
理实一体
理论
实践
习题
讨论
1
项目1:
电动机起停及正反转控制装置制作
16
14
2
2
项目2:
封口机速度控制的实现与调试
16
12
4
3
项目3:
恒温控制装置制作
16
10
6
4
项目4:
封口机控制系统设计调试
14
10
4
5
项目5:
普通车床控制系统改造
60
50
10
6
项目6:
铣床控制系统改造
60
50
10
7
项目7:
绕线机控制系统改造
60
50
10
机动
2
合计
244
196
46
四、课程教学设计
1.整体教学设计
遵循电气自动化技术应用岗位职业标准和电气自动化专业人才培养质量标准,本课程培养学生小型PLC应用技术、小型PLC控制系统的维修、电气设备安装工艺、电气控制系统技术文件编制等专业知识和相关技能,按照学生职业能力培养的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据,整合、序化教学内容,设计了7个由浅入深的学习项目,分别以电动机起停及正反转控制装置制作、封口机速度控制的实现与调试、恒温控制装置制作、封口机控制系统设计调试、普通车床控制系统改造、普通铣床控制系统改造、绕线机控制系统改造为载体。
前4个学习项目按项目驱动方式在实训室以课堂方式组织教学,主要学习小型PLC的基础知识,后3个部分按照基于真实工作过程,以完整学习项目在实习车间以集中实习方式进行,教、学、做有机融合,把理论学习和实践训练贯穿其中。
2.单元教学设计
项目1:
电动机起停及正反转控制装置制作16学时
通过对电动机完成起停及正反转控制,让学生熟悉PLC基本概念、端口电路及工作原理,熟练掌握PLC基本逻辑指令的编程与应用,并掌握PLC控制装置的设计。
该单元在PLC实训室现场教学。
项目2:
电机速度控制装置制作16学时
通过对封口机速度控制的实现,让学生熟练掌握并灵活运用PLC的定时计数器、比较指令、子程序等指令,进一步掌握PLC控制装置的设计与安装方法和工艺要求。
该单元在PLC实训室现场教学。
项目3:
恒温控制装置制作16学时
通过恒温控制装置制作,让学生熟悉PLC对模拟量的处理与控制,熟悉温度传感器的测温原理,了解PID控制算法,熟悉传感器与PLC的连接及要求,并熟悉温度控制装置的设计与安装方法和工艺要求。
该单元在PLC实训室现场教学。
项目4:
封口机控制系统设计调试14学时
通过对封口机系统的控制,让学生熟悉文本显示器的组态与应用,掌握如何在文本显示器中设定与显示温度、速度,了解PLC与文本显示器之间的通信以及控制系统的调试方法与步骤。
该单元在PLC实训室现场教学。
项目5:
普通车床控制系统改造60学时
通过普通车床控制系统改造的学习,一方面要求学生掌握小型自动控制系统的设计、安装、调试知识和技能;另一方面掌握设备改造项目实施的工作流程和要点。
同时熟悉LOGO!
的安装要求、编程技巧与应用,并学习中断指令与应用。
该单元在电气技术实训车间现场教学。
项目6:
铣床控制系统改造60学时
通过铣床控制系统改造的学习,一方面要求学生进一步掌握小型自动控制系统的设计、安装、调试知识和技能;另一方面进一步掌握设备改造项目实施的工作流程和要点。
同时熟悉PLC在较复杂控制系统中的安装要求、编程技巧与应用。
该单元在电气技术实训车间现场教学。
项目7:
绕线机控制系统改造60学时
通过绕线机控制系统改造的学习,进一步巩固、提升PLC的应用知识和技能,掌握用PLC控制较复杂设备的方法,以项目承包方的角色组织、主导整个改造工程的实施工作,同时还要熟悉HMI的安装连接要求、组态方法的步骤以及应用。
该单元在电气技术实训车间现场教学。
3.教学方案设计
序号
教学单元
学时
教学内容及要求
教学顺序
授课要点
教学实施说明
1
电动机起停及正反转控制装置制作
16
1.了解以下国家/行业相关规范与标准
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
◆机械安全机械电气设备:
通用技术条件GB5226.1-2002
◆用电安全导则GBT13869-92
2.掌握PLC结构与工作原理,理解循环扫描的工作过程
◆S7-200的外部端子及控制原理图
◆S7-200的内部电路结构框图
◆S7-200的输入输出电路工作原理
◆S7-200的循环扫描工作过程特点
4.学会使用编程软件(Micro/Win)
◆操作界面各区域的功能和设置方法
◆程序编写及修改的方法和步骤
◆上传程序、下载程序及在线监测的方法
5.熟悉基本位逻辑指令的功能与用法
◆触点及线圈的概念
◆正负跳变指令的功能与用法
◆置位与复位指令的功能与用法
6.能正确编写调试简单逻辑控制程序
◆电机起停控制程序
◆电机正反转控制程序
7.巩固规范编写技术文件
◆原理图
◆程序流程图
1.PLC概述
(6学时)
◆学科介绍
◆PLC基本概念
◆PLC接口电路
◆PLC工作原理
◆PLC控制原理图绘制
◆PLC使用手册的学习
该部分主体采用引导文教学
教师:
◆主要讲解PLC的原理与应用(多媒体、动画)
◆演示并指导PLC工作原理图绘制
◆指导学生搜集资料(网站)
◆提供PLCs7-200使用手册
学生:
◆在教师指导下学习并掌握知识要点
◆掌握设备手册的使用方法
2.基本逻辑指令编程
(4学时)
◆Micro/Win软件使用
◆PLC通信参数设置
该部分总体采用四阶段教学
教师:
◆讲解并演示Micro/Win软件使用及PLC通信参数设置方法
◆指导学生使用Micro/Win软件及通信参数设置
学生:
◆模仿教师操作,熟悉编程软件使用及通信参数设置
◆PLC数据位寻址方式及输入、输出过程映像寄存器
◆取指令、输出指令
◆自锁、互锁的实现
◆置位指令、复位指令
◆上升沿指令、下降沿指令
该部分总体采用引导文教学
教师:
◆讲述PLC数据位寻址方式及输入、输出过程映像寄存器
◆讲述基本逻辑指令功能
◆演示基本逻辑指令的使用
◆指导学生模仿教师操作和练习基本逻辑指令应用
(启发式教学:
点动→自锁→起停→两点控制→互锁方式逐步深入)
学生:
◆掌握PLC数据位寻址方式及输入、输出过程映像寄存器的使用,解决引导文中的问题
◆模仿教师操作,掌握基本逻辑指令的功能
◆练习基本逻辑指令的使用
3.电机起停及正反转控制(4学时)
◆PLC程序调试方法
◆程序流程图的设计方法
◆复习巩固本项目知识要点
主体采用项目教学
教师:
◆引导学生实现电机起停及正反转控制
◆讲解并演示程序流程图的设计方法
◆讲解并演示PLC程序调试方法
学生:
◆实现电机起停及正反转控制
◆模仿教师操作,掌握程序流程图的设计方法
◆练习基本逻辑指令的使用
◆掌握PLC程序调试方法
4.总结与评估
(2学时)
◆总结整个工作过程
◆提出改进意见
◆对整个项目给出一个评价成绩
教师:
◆组织学生对此部分学习内容进行讨论、分析、总结
学生:
◆分小组讨论、分析、总结
◆提出改进意见
2
封口机速度控制的实现与调试
16
1.了解以下国家/行业相关规范与标准
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
◆机械安全机械电气设备:
通用技术条件GB5226.1-2002
◆用电安全导则GBT13869-92
2.熟悉PLC控制系统输入输出点的布线方法
◆按照以上标准与规范进行元件安装与布线
3.熟悉常用指令的功能与用法
◆定时/计数器指令的功能与用法
◆比较指令的功能与用法;
◆子程序编写与调用
◆中断程序与中断指令
4.能熟练使用Micro/Win编程软件
◆能熟练运用编程软件完成编程、调试及监控
5.能正确编写调试较复杂逻辑控制程序
◆电机延时起停控制程序
◆电机起停次数记录程序
◆电机运行时间控制程序
1.PLC外围电路连接
(2学时)
◆按照PLC控制原理图接线
◆电气接线规则
主体采用四阶段教学
教师:
◆讲解线路连接的要求
◆演示线路的连接方法
◆指导学生按照PLC控制原理图完成外围设备接线
◆监督学生接线过程并检查
学生:
◆根据PLC控制原理图完成外围设备接线
2.定时器指令、计数器指令、比较指令应用与编程
(4学时)
◆PLC位存储区及特殊存储器
◆定时器指令
◆计数器指令
◆比较指令
教师:
◆讲解PLC位存储区及特殊存储器,并回答引导文中的问题
◆分段讲解并演示各指令功能和使用,实现程序功能逐步扩展(递进教学:
每讲解一个指令,利用交通灯控制程序中的一部分功能帮助学生理解,本单元指令讲解完毕后,交通灯控制程序即完成)
◆指导学生熟练掌握各指令的使用
学生:
◆掌握PLC位存储区的使用方法及特殊存储器
◆模仿教师操作理解各指令功能
◆熟练掌握各指令的灵活运用
3.中断与子程序应用与编程
(4学时)
◆子程序编写
◆子程序调用
教师:
◆讲解并演示子程序编写和子程序调用指令的功能和使用
◆指导学生熟练掌握子程序编写和子程序调用指令的使用
学生:
◆模仿教师操作理解子程序编写方法和子程序调用指令的使用
◆熟练掌握子程序编写方法和子程序调用指令的使用
◆中断程序编写
◆中断指令
◆实现封口机速度控制
教师:
◆讲解并演示中断程序编写和中断指令的功能和使用
◆指导学生熟练掌握中断程序编写和中断指令的使用
学生:
◆模仿教师操作理解中断程序编写方法和中断指令的使用
◆熟练掌握中断程序编写方法和中断指令的使用
4.封口机速度控制(4学时)
◆实现封口机速度控制
◆复习巩固本单元知识要点
教师:
◆指导学生使用本单元知识点完成封口机速度控制
学生:
◆完成封口机速度控制
5.总结与评估
(2学时)
◆总结整个工作过程
◆提出改进意见
◆对整个学习单元给出一个评价成绩
教师:
◆组织学生对封口机速度控制进行讨论、分析、总结
学生:
◆对自己设计的封口机速度控制讨论、分析、总结(优缺点)
◆提出改进意见(各抒己见)
3
恒温控制装置制作
16
1.了解以下国家/行业相关规范与标准
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
◆机械安全机械电气设备:
通用技术条件GB5226.1-2002
◆电热设备的安全:
第一部分通用要求GB5959.1-86
◆用电安全导则GBT13869-92
2.熟悉PLC控制系统安装与布线工艺
◆按照以上标准与规范进行元件安装与布线
3.熟悉模拟量扩展模块功能与参数
◆EM231AI4×热电偶扩展模块的安装与连接
◆EM231AI4×热电偶模块的输入特性
◆EM231AI4×热电偶模块的DIP开关设置
4.熟悉热电阻、热电偶的安装与应用
◆热电阻、热电偶基本知识及选用
◆热电阻、热电偶的安装方式
◆热电阻、热电偶与EM231模块的连接与要求
5.熟悉运算指令的功能与用法以及编程调试
◆ADD、SUB、MUL、DIV、PID等指令的字、双字以及实数运算功能
◆能运用上述指令编写温度PID控制程序
◆模拟量的读取
◆模拟量的输出
6.能编写技术文件(参照规范与标准)
◆原理图、程序框图及程序清单等
1.扩展模块的应用
(4学时)
◆收集并阅读热电阻、热电偶资料/说明书
◆收集并阅读国家/行业相关标准与规范
◆理解热电阻、热电偶的温度补偿
◆掌握热电阻、热电偶的种类
◆掌握热电偶的分度号
教师:
◆解答学生提出的问题
◆为学生提供热电阻、热电偶资料/说明书以及对应的国家/行业相关标准与规范
◆讲授热电阻、热电偶基本知识
◆演示热电阻、热电偶的安装
学生:
◆课前先预习手册/说明书以及相关标准
◆向教师咨询阅读资料中的问题
◆收集并阅读模拟量扩展模块手册/说明书
◆收集并阅读国家/行业相关标准与规范
◆确定模拟量模块与热电偶的安装连接标准与规范
◆掌握EM231AI4×热电偶扩展模块的参数及其设置
教师:
◆为学生提供模拟量模块的资料/说明书以及对应的国家/行业相关标准与规范
◆讲授模拟量模块基本知识
◆演示模拟量模块的功能与线路连接
◆指导学生对模块进行设置与接线
学生:
◆课前先预习手册/说明书以及相关标准
◆向教师咨询阅读资料中的问题
◆进行模拟量模块线路连接与设置
2.模拟量的处理
(10学时)
◆阅读S7-200使用手册
◆掌握PLC数据类型种类
◆ADD、SUB、MUL、DIV、等运算指令的基本概念与实际运用
教师:
◆讲解数据类型种类
◆讲解ADD、SUB、MUL、DIV、等运算指令的基本功能
◆演示运算指令的实际使用(案例教学:
以求解两数之差的绝对值为例,帮助学生理解指令功能、灵活运用指令并拓宽编程思路)
◆指导学生使用运算指令
学生:
◆学习ADD、SUB、MUL、DIV、等运算指令的功能与用法
◆模仿实例学习运算指令的实际用法
◆练习运算指令的使用
◆搜集并阅读S7-200使用手册
◆PID指令的基本概念
◆PID指令的传统使用方法
◆PID向导的使用方法及步骤
教师:
◆讲授PID指令的基本概念,重点讲解PID三个参数的意义与作用
◆演示PID指令的传统使用方法并引申出PID向导的使用方法、步骤
◆指导学生完成PID指令向导的使用练习
学生:
◆学习PID指令的相关知识,重点掌握三个基本参数的意义与作用
◆模仿教师操作
◆掌握PID的向导方法的使用
3.总结与评价
(2学时)
◆总结、评价整个单元学习过程
◆提出改进意见
教师:
◆组织学生进行讨论、分析、总结,提出改进意见
◆对单元学习过程及结果进行点评
学生:
◆分组讨论、分析、总结
4
封口机控制系统设计调试
14
1.通过该情景的学习,培养学生工程实践、自我学习的能力,以及团队协作精神
2.熟悉以下国家/行业相关规范与标准
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
◆机械安全机械电气设备:
通用技术条件GB5226.1-2002
◆电热设备的安全:
第一部分通用要求GB5959.1-86
◆电气安全管理规程JBJ6-80
◆电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB3797-1989
◆用电安全导则GBT13869-92
3.熟悉完整的小型自动化控制系统的设计、安装、调试方法
◆小型控制系统设计的工作流程及方法
◆总体设计思路
4.熟悉系统调试方法与步骤
◆调试步骤
◆调试内容
5.掌握STEP7-Micro/Win编程软件的使用
◆设置与TD400C的通信参数
6.熟悉文本显示器的应用
◆TD400C安装、功能与通信设置
◆TD400C按键定义
◆TD400C组态S7-200PLC
◆TD400C操作
1.文本显示器的组态应用
(4学时)
◆收集并阅读国家/行业相关标准与规范
◆收集并阅读文本显示器手册/说明书
◆阅读S7-200使用手册
◆正确使用文本显示器向导
◆掌握文本显示器对相关参数的显示及设定
教师:
◆解答学生提出的问题
◆讲解文本显示器相关知识
◆演示文本显示器的安装与组态步骤(案例教学:
用文本显示器给定加数和被加数,并显示求和结果)
◆指导学生使用文本显示的相关操作
学生:
◆课前先预习手册/说明书以及相关标准
◆向教师咨询阅读资料中的问题
◆学习文本显示器的使用并模仿教师操作
◆练习文本显示器的使用
2.封口机系统控制
(8学时)
◆收集并阅读封口机资料
◆阅读S7-200使用手册
◆总结已学知识
◆封口机控制的实现
教师:
◆讲解封口机与PLC的连接原理,演示接线操作
◆总结已学知识并运用到本学习单元中
◆指导学生使用文本显示器实现显示温度、速度并控制温度与速度之间的关系
学生:
◆学习封口机与PLC的连接原理
◆复习巩固已学知识并提炼本单元所学指令
◆运用所学指令完成封口机控制
3.总结与评价
(2学时)
◆总结、评价整个单元学习过程
◆对本单元的学习和教学提出改进意见
教师:
◆组织学生进行讨论、分析、总结,提出改进意见
◆对单元学习过程及结果进行点评
学生:
◆分组讨论、分析、总结
5
普通车床控制系统改造
60
1.了解设备改造工程的工作流程
◆正确分析改造对象和改造任务
◆设备改造工作流程及方法
2.掌握完整的小型自动化控制系统的设计、安装、调试方法
◆正确分析设计要求和设计指标
◆设计图纸、编写相关技术文件
◆控制系统安装调试工艺规范
◆排除调试过程中的问题,修正设计缺陷
3.掌握相关国家标准与规范
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
◆机械安全机械电气设备:
通用技术条件GB5226.1-2002
◆电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82
◆用电安全导则GBT13869-92
◆电气安全管理规程JBJ6-80
◆电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB3797-1989
◆外壳防护等级(IP代码)GB4208-93
◆工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83
4.学会设备技术文件的编写与整理
◆编写技术文件
◆绘制控制系统原理图
◆绘制元件布置图
◆绘制连接图及布线图
◆编制施工进度表
◆编写调试方案、调试记录
1.信息搜集
(6学时)
◆分析改造项目任务书
◆复习车床的运动和机械结构
◆复习车床控制特点和操作要求
◆收集机床控制线路相关标准
◆收集机床说明书,整理与控制有关的信息
◆查阅相关国家标准
教师:
◆提供改造任务书(讲解任务与改造要求)
◆根据项目需求,引导学生多渠道获得资料
◆现场讲解车床的动作与传动(参观教学:
参观机加工车间,了解车床的动作)
◆帮助学生复习车床运动控制
◆提供改造类的工程案例范本
◆头脑风暴法:
如何进行改造,要用到的知识
◆互动教学:
改造中的注意事项与安全操作
学生:
◆课前阅读常用PLC样本、低压电器选型样本
◆课前预习相关标准
◆收集车床相关资料
◆分析读解改造任务书和其他技术资料
◆熟悉车床的动作与运动
◆列出车床的动作(运动)间关系结构
◆初步拟出改造方案构想
2、LOGO!
的基本应用(8学时)
◆LOGO!
基础知识
◆LOGO!
SoftComfort软件
◆LOGO!
的编程与应用
◆中断指令与应用
教师:
◆互动教学:
什么是LOGO!
◆讲解LOGO!
知识
◆演示编程软件的使用与编程的方法
◆指导学生编写LOGO!
程序
◆讲解中断
学生:
◆练习软件的使用
◆练习LOGO!
编程
◆学习并掌握中断指令及应用
3.方案设计
(10学时)
◆拟定改造方案
◆绘制控制系统结构框图
◆电路设计、元件选型
◆编制项目进程表
◆确定主要配置与初步预算
◆场地等辅助设施的要求
教师:
◆头脑风暴法:
改造车床的I/O点统计与方案设计
◆设计改造方案的引导文
◆指导学生拟定进程表和预算
◆提供技术支持
学生:
◆统计I/O点数
◆绘制控制系统结构框图
◆电路设计与元件选型
◆绘制改造电路图
◆主要配置与初步预算
◆拟定项目进程表
4.方案审核与完善
(4学时)
◆讨论、审查设计方案
◆修改设计方案,最终形成设计方案
教师:
◆教师审核学生设计的改造方案,并与学时讨论,提出修改意见
学生:
◆叙述自己小组的改造方案
◆讨论、修改、完善改造方案
5.组织与实施
(24学时)
◆编写施工工艺文件
◆按工艺标准图安装、连接控制线路
◆编写并调试LOGO!
控制程序,修正设计缺陷
◆整机调试
◆电气安全检查
教师:
◆监督学生操作中的规范与安全,强调安全
◆提供技术支持
学生:
◆编制施工工艺文件
◆元件安装与配线
◆编程并调试
◆编写技术文件
6.检查验收
(4学时)
◆检查任务的完成情况
◆检查工作质量检查
◆检查图纸是否符合标准、整洁
◆检查技术文件是否完整、规范
◆检查安全警示标志使用是否正确
教师:
◆监督学生检查操作中的规范与安全
◆组织学生交叉检查、点评
学生:
◆演示系统的各项功能
◆自我检查、互相检查和评价
◆做好记录
7.总结与评估
(4学时)
◆总结、评价整个项目工作过程
◆提出改进意见
教师:
◆组织学生进行讨论、分析、总结,提出改进意见
◆教师对项目过程及结果进行点评
学生:
◆讨论、分析、总结
6
铣床控制系统改造
60
1.了解设备改造工程的工作流程
◆正确分析改造对象和改造任务
◆设备改造工作流程及方法
2.掌握完整的小型自动化控制系统的设计、安装、调试方法
◆正确分析设计要求和设计指标
◆设计图纸、编写相关技术文件
◆控制系统安装调试工艺规范
◆排除调试过程中的问题,修正设计缺陷
3.掌握相关国家标准与规范
◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92
◆电气设备安全设计导则GB4064-83
◆国家电气设备安全技术规范GB19517-2004
4.学会设备技术文件的编写与整理
◆编写技术文件
◆绘制控制系统原理图
◆绘制元件布置图
◆绘制连接图及布线图
◆编制施工进度表
◆编写调试方案、调试记录
1.信息搜集
(6学时)
◆分析改造项目任务书
◆复习铣床的运动和机械结构
◆复习铣床控制特点和操作要求
◆收集铣床控制线路相关标准
◆收集铣床说明书,整理与控制有关的信息
◆查阅相关国家标准
教师:
◆提供改造任务书(讲解任务与改造要求)
◆根据项目需求,引导学生多渠道获得资料
◆现场讲解铣床的动作与传动(参观教学:
参观机加工车间,了解铣床的动作)
◆帮助学生分析铣床运动控制
◆提供改造类的工程案例范本
◆头脑风暴法:
如何进行改造,要用到的知识
◆互动教学:
改
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PLC控制系统设计安装与调试 PLC 控制系统 设计 安装 调试 课程 教学