三菱PLC应用技术教案

教案授课日期9月授课班级电气1101班课题逻辑运算与PLC关系教学目的了解逻辑运算与PLC关系1.知识目标：使学生掌握及编程方法。2.操作目标：锻炼学生使用可编程控制器的编程思路。3.德育目标：培养学生养成严格遵守操作规范、安全操作规程的良好习惯，并培养其养成良好的职业道德，全程做到安全生产、文明生产。重点难点逻辑运算课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示一、PLC的编程语言可编程控制器与一般的计算机相类似，在软件方面有系统软件和应用软件之分，只是可编程控制器的系统软件由可编程控制器生产厂家固化在ROM中，一般的用户只能在应用软件上进行操作，即通过编程软件来编制用户程序。编程软件是由可编程控制器生产厂家提供的编程语言，至今为止还没有一种能适合各种可编程控制器的通用的编程语言，但是各个可编程控制器发展过程有类似之处，可编程控制器的编程语言即编程工具都大体差不多，一般有如下五种表达方式。(一)梯形图（LadderDiagram）30分(二)指令表（InstructionList）30分三）顺序功能图（SequentialChart）25分小结及作业5分组织教学复习提问新课讲授组织教学5分向学生讲授PLC在工业控制中的典型应用1、电梯2.交通灯3.自动门4.家用电器新课讲授：(一)梯形图30分1．梯形图中只有动合和动断两种触点。各种机型中动合触点和动断触点的图形符号基本相同，但它们的元件编号不相同，随不同机种、不同位置（输入或输出）而不同。统一标记的触点可以反复使用，次数不限，这点与继电器控制电路中同一触点只能使用一次不同。因为在可编程控制器中每一触点的状态均存入可编程控制器内部的存储单元中，可以反复读写，故可以反复使用。2．梯形图中输出继电器（输出变量）表示方法也不同，有圆圈、括弧和椭圆表示，而且它们的编程元件编号也不同，不论哪种产品，输出继电器在程序中只能使用一次。3．梯形图最左边是起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画。梯形图最左边还有结束母线，一般可以将其省略。4．梯形图必须按照从左到右、从上到下顺序书写，可编程控制器是按照这个顺序执行程序。5．梯形图中触点可以任意的串联或并联，而输出继电器线圈可以并联但不可以串联。6．程序结束后应有结束符。(二)指令表（InstructionList）30分梯形图编程语言优点是直观、简便，但要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号。小型的编程器一般无法满足，而是采用经济便携的编程器（指令编程器）将程序输入到可编程控制器中，这种编程方法使用指令语句（助记符语言），它类似于微机中的汇编语言。语句是指令语句表编程语言的基本单元，每个控制功能有一个或多个语句组成的程序来执行。每条语句规定可编程控制器中CPU如何动作的指令，它是由操作码和操作数组成的。操作码用助记符表示要执行的功能，操作数（参数）表明操作的地址或一个预先设定的值。欧姆龙、松下、三菱可编程控制器指令语句程序见表2。（三）顺序功能图（SequentialChart）25分顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。顺序功能图法体现了一种编程思想，在程序的编制中具有很重要的意义。在介绍步进梯形指令时将详细介绍顺序功能图编程法。图2所示为顺序功能图。国防技校教务处教案授课日期9月1授课班级电气1201课题互锁与自锁的基本概念教学目的1．掌握互锁与自锁的基本概念重点难点2．互锁与自锁的基本概念课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示1．导入新课我们先来观察实物：三菱FX2N系列PLC2．讲授新课常用位逻辑指令在程序中的使用方法：30分3.、PLC的特点30分4.可编程控制器的应用30分组织教学复习提问新课讲授复习与提问梯形图的概念的内容讲授新课（1）分析控制要求认知三菱FX系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；能正确完成PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作；拨动K0、K1，指示灯能正确显示。（2）示范分析程序流程图图1-4（3）示范I/O端口分配序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明X00K0常开触点01X01K1常开触点02Y00L0“与”逻辑输出指示Y01L1“或”逻辑输出指示Y02L2“非”逻辑输出指示主机COM0、COM1、COM2等接电源GND电源端图1-5（4）示范画出控制接线图图1-6国防技校教务处教案授课日期9月20授课班级电气1201课题三菱PLC的水位、液压控制电路教学目的三菱PLC的水位、液压控制电路重点难点液压控制课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示FX系列PLC的编程元件（一）输入继电器（X）20分作用：用来接受外部输入的开关量信号。输入端通常外接常开触点或常闭触点。编号：X000~X007X010~X017······说明：1）输入继电器以八进制编号。FX2系列PLC带扩展时最多可有184点输入继电器（X0～X267）。2）输入继电器只能输入驱动，不能程序驱动3）可以有无数的常开触点和常闭触点。4）输入信号（ON、OFF）至少要维持维持一个扫描周期。（二）输出继电器（Y）20分作用：输出程序运行的结果，驱动执行机构控制外部负载。编号：Y000~Y007Y010~Y017······说明：1）输出继电器以八进制编号。FX2系列PLC带扩展时最多可有184点输入继电器（Y0～Y267）。2）输入继电器只能程序驱动，不能外部驱动3）输出模块的硬件继电器只有一个常开触点，梯形图中输出继电器的常开触点和常闭触点可以多次使用。课堂练习20分习题册相关内容。30分课外作业课堂小结课外作业课堂练习组织教学复习提问新课讲授复习提问：回顾上次实训课的操作内容及理论知识要点。（问答形式）PLC对装配流水线的控制左移位指令的在程序中的使用导入新课我们日常生活中的水位控制是生活中离不开的。我们今天要用PLC来实现对它的控制。（一）辅助继电器（M）：中间继电器辅助继电器是用软件实现，是一种内部的状态标志，相当于继电器控制系统中的中间继电器。说明：1）辅助继电器以十进制编号。2）辅助继电器只能程序驱动，不能接收外部信号，也不能驱动外部负载。3）可以有无数的常开触点和常闭触点。辅助继电器：通用型、掉电保持型和特殊辅助继电器三种。1、通用型辅助继电器：M0～M499共500个特点：通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源断开后，其状态将变为OFF。当电源恢复后，除因程序使其变为ON外，否则它仍保持OFF。用途：中间继电器（逻辑运算的中间状态存储、信号类型的变换）。2、掉电保持型辅助继电器：M500～M1023特点：在PLC电源断开后，保持用辅助继电器具有保持断电前瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态。掉电保持是由PLC机内电池支持。3、特殊辅助继电器：M8000～M8255特点：特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器。分类：触点利用型和线圈驱动型。1）触点型特殊辅助继电器：其线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其触点。（二）状态寄存器（S）作用：用于编制顺序控制程序的状态标志。初始化用：S0S9这10个状态寄存器作为步进程序中的初始状态用。通用：S10~S127典型：S128国防技校教务处教案授课日期9月2授课班级电气1201课题三菱输送带的控制电路教学目的了解三菱输送带的控制电路重点难点PLC编程课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示输送带的主电路20输送带的控制电路30输入。输出分配表20接线图10梯形图10组织教学复习提问新课讲授复习旧课指令新课讲授分析控制要求进行输入输出点分配，并根据分配画出外部接线图。资源分配表如表。序号输入信号名称地址1开始按钮SB1（常开）I0.02停止按钮SB2（常开）I0.1控制项目1：单向手动控制：要求通过按钮SB1使得16灯泡按照HL1、HL2～HL16的顺序亮灭，移到最高位HL16以后，再回到HL1、重复循环下去。按下停止按钮SB2后，彩灯熄灭，停止工作。控制项目2：往复手动控制：要求通过按钮SB1使得16灯泡按照HL1、HL2～HL16的顺序亮灭，移到最高位HL16以后，再按HL16、HL15～HL2、HL1的顺序亮灭，如此反复循环下去。按下停止按钮SB2后，彩灯熄灭，停止工作。控制项目3：单向自动控制：彩灯亮灭的顺序与实验1要求相同，但要求彩灯能自动循环，彩灯移动的时间间隔为1秒钟（可根据实际情况修改）控制项目4：往复自动控制：彩灯亮灭的顺序与实验1要求相同，但要求彩灯能自动循环，彩灯移动的时间间隔为2秒钟（可根据实际情况修改）控制项目5：要求按下启动按钮SB1彩灯按照从小到大（HL1、HL2~HL16）的顺序自动亮灭，第一次时间间隔为1秒钟，第二次移动的时间间隔为2秒钟，第三次移动的时间间隔为3秒钟，移动三次后完成一个循环，重复循环。按下停止按钮SB2后彩灯全灭。国防技校教务处教案授课日期10月授课班级电气1201课题三菱PLC的星角降压启动教学目的掌握PLC的星角降压启动的PLC设计重点难点设计课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示一、三相异步电动机的降压启动控制

1、三相异步电动机的Y-△降压启动控制

将三相异步电动机的Y-△降压启动的继电接触器控制改造为PLC控制系统.

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图20分（2）设计三相异步电动机的Y-△降压启动梯形图70分多媒体中演示、讲解：：组织教学复习提问新课讲授到多媒体教室，点名。演示课件，说明下梯形图的含义国防技校教务处教案授课日期10授课班级电气1201课题电动机的定子串电阻的降压启动教学目的设计PLC定子串电阻的降压启动的梯形图程序重点难点梯形图程序的设计课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示.三相异步电动机的串电阻降压启动控制

将串电阻降压启动的继电接触器控制改造为PLC控制系统：

（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图30分

PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。

PLC的输出信号：运行接触器KM2、串接电阻接触器KM1。（2）设计三相异步电动机的串自耦变压器降压启动梯形图60分组织教学复习提问新课讲授确定I/O信号、画PLC的外部接线图（2）设计三相异步电动机的串自耦变压器降压启动梯形图国防技校教务处教案授课日期10月授课班级电气1201课题三菱PLC的调速电路设计教学目的了解PLC的调速电路设计内容重点难点PLC的调速电路设计方法课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示电动机调速的主电路图讲解10电动机调速的控制电路图讲解10分配表10接线图10梯形图20指令表20在计算机的三菱软件中完成程序的输入与调速10组织教学复习提问新课讲授复习提问：PLC的设计步骤是什么？电路图控制电路图梯形图国防技校教务处教案授课日期11月授课班级电气1201课题三菱PLC的制动电路设计教学目的了解三菱PLC的制动电路设计的方法。重点难点设计的方法。课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤教法提示电动机制动的方法简介20分二、电路图70分

能耗制动反接制动反馈制动电源反接倒拉反转方法断开交流电源的同时在定子两相中通入直流电流突然改变定子电源相序使定子旋转磁场方向改变定子按提升方向接通电源，转子串入较大电阻，电机被重物拖拉反转在某一转矩作用下，使电机转速超过同步转速能量关系吸收系统储存的动能并转换成电能，消耗在转子电路电阻上吸收系统储存的动能，作为轴上输入的机械功率并转换成电能后，连同定子传递给转子的电磁功率一起全部消耗在转子回路电阻上轴上输入机械功率并转换成电功率，由定子回馈到电网优点制动平稳，便于实现准确停车制动强烈，停车迅速能使位能负载在n<n1下稳定下放能向电网回馈电能，比较经济缺点制动较慢，需要一套直流电源能量损耗大，控制较复杂，不易实现准确停车能量损耗大在n<n1时不能实现反馈制动应用场合要求平稳准确停车的场合，限制位能负载的下降速度要求迅速停车和需要反转的场合限制位能负载的下放速度，并在n<n1的情况下采用限制位能负载的下放速度，并在n>n1的情况下采用组织教学复习提问新课讲授三、输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件作用I0.0SB1正启动按钮Q0.0KM1电机正运转交流接触器I0.1SB2反启动按钮Q0.1KM2电机反运转交流接触器I0.2SB3急停按钮Q0.2KM3电机全压运行交流接触器I0.3KS速度继电器

四、梯形图国防技校教务处教案授课日期11月授课班级电气1201课题三菱PLC的顺序控制电路教学目的掌握三菱PLC的顺序控制电路的设计方法重点难点PLC的顺序控制电路的设计方法课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤两台电动机顺序启动PLC控制系统设计两台电动机顺序启动控制线路30分A．顺序起动，只有M1起动后，M2才能起动B．顺序起动，只有M2起动后，M1才能起动C．顺序停止，只有M1停止后，M2才能停止D．顺序停止，只有M2停止后，M1才能停止二、分配PLC的输入、输出端子，设计PLC输入、输出接线图30分A．顺序起动，只有M1起动后，M2方能起动B．M1起动后，M2只能点动C．合上QS后，KM1接触器衔铁反复吸合、释放，M1不能转动，因而不能实现顺序起动D．合上QS后，M1立即起动，M2也可以起动三、.设计PLC控制程序(梯形图)30分A．M1能正常起动，M2则不会起动B．M2能正常起动，M1则不能起动C．M1不能起动，M2则可点动D．M1能点动，而M2则不能起动教法提示组织教学复习提问新课讲授复习提问：分配表在PLC设计中的作用和意义新课讲授一、电路图二、分配PLC的输入、输出端子，设计PLC输入、输出接线图接线图梯形图与指令表国防技校教务处教案授课日期11月授课班级电气1201课题三菱PLC的抢答题设计教学目的掌握三菱抢答题电路的设计方法重点难点PLC的抢答题电路的设计方法课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤抢答设计的步骤：一.系统的组成部分20分二.系统控制原理20分三.系统流程图﹑控制接线图与I/O分配表20分四.梯形程序图﹑过程分析30分五.指令与句表30分教法提示组织教学复习提问新课讲授1.竞赛抢答器的控制要求（1）知识竞赛抢答器能使4个队同时参加抢答。（2）设裁判队为裁判台，参赛对为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并且设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4及参赛台灯EL1-EL4。（3）知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB0后15S内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。15S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在30S内答完题，如30S内未答完，则作超时处理。（4）灯光与音响信号的意义如下：[1]音响叫（响1S）+某台灯亮，由某参赛队正常抢答。[2]音响叫（响1S）+某台灯亮+总台灯亮，某参赛队违规。[3]音响叫（响1S）+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。（5）在某个题结束后，裁判员按下台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。（6）各输出端口统一采用直流24V电源。2.输入和输出点分配表表1.表2抢答器传送系统输入和输出点分配表输入：主持人SB0X0第一个选手SB1X1第二个选手SB2X2第三个选手SB3X3第四个选手SB4X4报警指示灯SB5X5PLC接线图。输出：主持人HL0Y0第一个选手HL1Y1第二个选手HL2Y2第三个选手HL3Y3第四个选手HL4Y4报警指示灯HL5Y5停止作答指示灯HL6Y63.PLC接线图国防技校教务处教案授课日期11月授课班级电气1201课题三菱PLC的十字路交通灯控制电路教学目的掌握三菱PLC十字路交通灯控制电路的设计方法重点难点PLC的十字路交通灯控制电路的设计方法课的类型讲授课教具教学方法讲解法教学过程与时间分配教学内容与步骤交通灯控制系统的编程指令45分PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，但是小型PLC的指令系统比汇编语言的简单得多，有的PLC的指令系统仅有20来条指令。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用图形编程器，可以直接将梯形图送入PLC，并在显示器上显示出来。如果使用简易编程器，则必须将梯形图转换成指令表后再送入PLC，这种转换的规则是很简单的。在用户存贮器中，指令按步序号顺序排列。二、交通灯控制系统的梯形图45分PLC控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下:

起动时，按下起动按钮SB1,X0常开触点闭合，Y0线圈接通并自锁，KM1线圈接通主触头吸合，电动机串入限流电阻R开始起动，同时Y0的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值时，KS1的常开触点闭合，X2常开触点闭合，M1线圈接通并自锁，M1的常开触点接通Y2的线圈，KM3线圈有电主触头吸合，短接起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。制动时，按下停机按钮SB2，X1常开触点断开Y0线圈，使KM1失电释放，而Y0的常闭触点接通Y1线圈，制动用的接触器KM2线圈通电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。教法提示组织教学复习提问新课讲授输入输出SB3：X0KM1：Y1SB1：X1KM2：Y2SB2：X2SB1为正SB2为反KM1为正转接触线圈KM2为起动接触线圈KM3为制动接触线圈运行的梯形图如图5所示：图5梯形图与此同时，Y0的常开触点断开Y2的线圈，KM3失电释放，串入电阻R限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，KS1常开触点断开，X2常开触点断开M1的线圈，M1的常开触点断开Y1线圈，KM2失电释放，电动机很快停下来。过载时，热继电器FR常开触点闭合，X3的两对常闭触点断开Y0和M1的线圈，从而使KM1或KM2失电释放，起到过载保护作用。