国开《电气控制与PLC课程实践》课程实践辅导资料

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国家开放大学电气自动化技术专业（专科）

《电气控制与 PLC课程实践》教学大纲

　一、课程性质、目的和任务

《电气控制与 PLC课程实践》是国家开放大学电气自动化技术专业开设的的一门专业选修课程。在学习完《电气控制与 PLC》课程后，“电气控制与 PLC课程实践”作为独立的教学环节，进一步加强使学生所学的基础理论和专业知识进一步得到巩固，并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步训练。

通过本课程实践，使学生掌握电气控制的基本线路和可编程控制器的工作原理及基本构成基础上，着重培养学生设计、安装、调试、运营、管理以可编程控制器为核心的自动控制系统的能力。要求学生能够运用可编程控制器改造继电控制系统，提高生产设备可靠性和生产效率的能力，同时提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力，培养学生运用以可编程控制器为核心的自动控制系统的技术标准、技术规范、技术手册等技术资料的能力，为今后毕业设计做必要的准备。

二、课程实践的内容和要求

（一）本课程实践的基本原则

在 PLC 控制系统设计时，应遵循以下基本原则：

（1）大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，

（2）搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。

（3）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。

（4）保证控制系统的安全、可靠。

（5）考虑到生产发展和工艺的改进，在选择 PLC 容量时，应适当留有余量。

（二）本课程设计的基本内容

PLC控制系统是由 PLC 与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC 控制系统的基本内容包括：

（1）选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其它课程及有关书籍中已有介绍。

（2）PLC 的选择。PLC 是 PLC 控制系统的核心部件，正确选择 PLC，对于保证整个系统技术经济性能指标起着重要作用。

（3）选择 PLC 应包括机型的选择、容量的选择、I/O 点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。

（4）分配 I/O 点，绘制电气连接接口图，考虑必要的安全保护措施。

（5）设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程图。

（6）控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统正常工作、安全可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。

（7）必要时还需设计控制台（柜）。

（8）编制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表等。

（9）传统的电气图，一般包括电气原理图、电气布置图及电气安装图。在 PC 控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电气图的基础上增加了 PLC 部分，因此，在电气原理图中应增加 PLC 的 I/O 输入、输出电气连线图（即 I/O 接口图）。

此外，在 PLC控制系统中，电气图还应包括程序图（梯形图），可以称之为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。

（三）本课程实践的一般步骤：

设计 PLC 控制系统的一般步骤见下图所示：

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流程图功能说明：

（1）根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）。

（2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。据此确定 PLC 的 I/O 点数。

（3）选择 PLC。

（4）分配 PLC 的 I/O 点，设计 I/O 电气接口连接图（这一步也可结合第 2 步进行）。

（5）进行 PLC 程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。

在设计传统继电器控制系统时，必须在控制线路（接线程序）设计完成后，才能进行控制台（柜）设计和现场施工。可见，采用 PLC 控制，可以使整个工程的周期缩短。

PLC程序设计的步骤：

（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。

（2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

（3）根据梯形图编制程序清单。

（4）用编程器将程序键入到 PLC 的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。

（5）对程序进行调试和修改，如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止。

三、与相关课程的衔接、配合、分工

　　《电气控制与 PLC课程实践》的先修课程是《电路分析基础》课程、《数字电子电路》课程、《电气控制与PLC 》课程、《电机拖动应用技术》课程，是电气控制系统和可编程序控制器应用的综合能力的训练。

四、课程教学总时数和学分

本课程 2 学分，课内学时为 36，开设一学期。

五、教学媒体

本课程的文字教材选用中国电力出版社由徐铁主编的《电气控制与 PLC 实训》（2012 年4月第1版）一书。教材的主要内容包括常用低压电器的识别和检测，电力拖动控制线路分析、设计、安装调试及检修，PLC 的硬件、编程指令应用于程序设计，PLC、变频器和触摸屏的综合应用等。该教材按照任务驱动教学法设计教学内容，对理论知识点的选取以提升技能操作为目的，实习理论与技能一体化教学的完美结合。

六、课程实践的教学组织形式

“电气控制与 PLC课程实践”是基于西门子 S7-200系列PLC的实际应用项目的综合实践，这门课程的学习是对学生学习知识及锻炼动手、实践能力的一次综合检验。

课程实践由分校教学部门或各级教学点按照省电大理工学院制定的教学大纲及实施细则负责实施，各级教学点在上学期结束前，按教学计划要求，提出课程设计计划，聘请课程设计指导教师，课程设计题目由指导教师根据课程设计大纲选定，经所在分校教学部门审核签字后以任务书的形式分发给学生，按时实施。

指导教师一般由专业课教师担任，要求具有中级及以上职称的教师或技术人员担任。指导教师负责学生的分组与课题选题；下达课程实践的任务书，指导、督促、检查学生课程实践的进行情况。课程实践完成后根据学生的设计资料、课程实践报告书、图纸及质疑进行成绩评定。

七、考核说明：

本课程实践考核包括实践表现、操作技能和课程实践报告三部分，课程总成绩由实践表现（出勤、安全文明操作等）占10%、操作技能占20%、实践报告成绩占70%组成。

学生在完成本课程实践的各项步骤，达到设计目标及要求，并提交一份课程实践报告。课程实践的报告或设计说明书应不低于 3000 字，要求报告或说明书中的计算准确、文字通顺、书写工整，要求程序正确清晰，符合 PLC 有关规定。

课程实践报告的主要内容必须包括以下几个部分：（1）课题名称及要求；（2）设计方案论证（包括设计框图或时序图）；（3）PLC的选择；（4）I/O 地址分配；（5）程序设计（梯形图、语句表，包括注释）；（6）PLC 的 I/O 接线图；

（7）系统调试及分析；（8）课程实践的心得；（9）参考资料；（10）附录：带功能注释的源程序等。

课程实践报告的格式，推荐题目可参看附件1，附件 2。

附件1：

福建广播电视大学

电气自动化技术（专科）专业

电气控制与 PLC课程实践报告

姓名：张三

学号： 15230938

班级： ******

项目名称：

课程实践时间： 2019.2-2019.4

指导老师：李四

年月日

电气控制与 PLC课程实践报告

实践项目名称：

一、实践项目概述（所选的项目名称及意义，用途等）

二、设计方案论证（包括设计框图或时序图）

（依据题目要求，写出总体设计方案并阐述理由，含涉及的知识点及工作原理）

三、PLC 的选择，I/O 地址分配，PLC 的电气连接图

（选择 PLC 应包括机型的选择、容量的选择、I/O 点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。针对电气连接图进行详细分析PLC对用户设备的输入输出的控制。）

四、程序设计（梯形图、语句表，包括注释）；

（控制程序是控制整个系统工作的软件，包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程图。）

五、系统调试及分析

六、课程实践的收获或心得（总结本人在设计，安装及调试过程中的收获和体会）

七、参考资料

附录：带功能注释的源程序等。

附件2

课程实践推荐题目

1、气动机械手操作控制装置

2、十字路口交通信号灯 PLC 控制系统设计与调试

3、PLC 控制变频调速系统设计与调试

4、五层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试

5、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试

6、工业铲车操作控制

7、车辆出入库管理

8、自动门控制装置

9、三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试

10、锯齿波发生器

11、十字路口交通信号灯 PLC 控制系统设计与调试

12、全自动洗衣机 PLC 控制

13、四分频电路梯形图设计

14、饮料罐装生产流水线的 PLC 控制

15、汽车自动清洗装置 PLC 控制

16、停车场车位控制

17、病床呼叫系统

18、自动双层停车场控制设计

19、自助洗车机控制设计

20、机械手臂搬运加工流程控制

21、自动售货机的控制设计

22、十人投票机设计

23、电子计算器设计

24、电动机顺序启动 /停止控制

25、三相电热器控制

26、三部电动机启动停止控制程序设计

27、两部抽水机控制程序设计

28、绕线转子电动机正逆转控制程序设计

29、三相感应电动机定时正逆转

30、直流剃车三相感应电动机 Y-△启动控制程序设计

31、台车呼叫控制

32、摇臂钻床控制器

33、液压传动组合机床控制

34、PLC 在注塑机控制中的应用

35、PLC 在 MB322 型联合烫剪机上的应用

36、自动喷泉的 PLC 控制

37、四层电梯模型的 PLC 控制

38、小车多方式运行的 PLC 控制

39、装瓶流水线的 PLC 控制

40、自动旋转检测的 PLC 控制

41、步进电机的 PLC 控制

42、交流电机的 PLC 控制

43、基于软 PLC 的步进电机控制

44、基于软 PLC 的交通信号灯控制

45、基于软 PLC 的多种液体混合控制

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