电气控制与PLC-PLC基本逻辑指令及其应用

风力发电工程技术《电气控制与PLC》课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是电力系统自动化、热能动力的核心课程。

将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体的综合性、应用型课程。

要求学生掌握三菱FX2N系列PLC的应用，初步具备PLC自动控制系统的设计、安装与调试等方面能力。

三、教学目标（一）知识目标1.掌握PLC技术的基础知识；2.熟练掌握PLC编程软件的使用方法；3.熟悉PLC的I/O端口分配及PLC外部接线和安装；4.熟练掌握PLC的三种编辑方法，特别是图形编辑；5.掌握PLC的编程语言和编程指令；6.掌握常用控制程序的编制方法及调试；（二）能力目标1.具有基本硬件模块的识别、检测和选用方法的能力；2.能读懂常用的控制程序；3.能按要求设计简单的控制程序；4.具有对一般控制程序进行分析和调试的能力；5.具有查阅手册、技术参数、产品说明书、产品目录等资料的能力；6.能用可编程控制器的基本指令对相关项目进行编程与调试。

（三）素质目标1.学会一定的沟通、交际、组织、团队合作的社会能力；2.具有一定的自学、创新的能力；3.具有一定的解决问题、分析问题的能力；4.具有良好的职业道德和高度的职业责任感。

5.具有良好的职业道德、敬业精神和社会责任心；6.具有守时诚信、严谨踏实的工作作风和吃苦耐劳的精神；.四、课程设计本课程标准以相关专业学生的就业为导向，根据行业专家对有关专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，按照核心技术教学环境一体化的理念，通过3～4个不同层次要求的PLC应用技术实训室的学习与实践，由浅入深，由初学者的入门到最后的专家型方向逐渐递进，使学生通过设定好的教学任务按照“资讯→计划→决策→实施→检查→评估”这一行动导向六步教学法，在逐步掌握PLC的基本组成、工作原理、指令系统及编成方法，形成较强的PLC程序的设计、编程、安装、调试及维护技术和方法的专业能力的同时，也锻炼和培养学生的方法能力与社会能力。

电气控制与PLC应用一、教学目标1. 了解电气控制的基本概念、原理和应用。

2. 掌握可编程逻辑控制器（PLC）的基本结构、工作原理和编程方法。

3. 学会使用PLC进行电气控制系统的设计和调试。

4. 能够分析解决电气控制与PLC应用过程中的实际问题。

二、教学内容1. 电气控制概述电气控制系统的组成常用控制电器及其功能电气控制原理及基本环节2. PLC基本知识PLC的定义、分类和发展历程PLC的硬件结构及其功能PLC的编程语言及编程软件3. PLC编程技术顺序控制编程方法功能指令及其应用典型控制程序的设计与分析4. PLC控制系统设计PLC选型及硬件配置电气控制系统设计原则和方法PLC与电气设备的连接与调试5. PLC在电气控制中的应用实例常用电气设备及控制系统的PLC改造PLC在工业生产中的应用案例分析PLC在电气控制领域的创新应用三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理、方法和应用案例。

2. 实践教学：动手操作PLC控制系统，培养实际操作能力。

3. 案例分析：分析实际工程案例，提高解决实际问题的能力。

4. 讨论与问答：激发学生思考，巩固所学知识。

四、教学资源1. 教材：选用权威、实用的教材及相关参考资料。

2. 实验室：提供PLC实验设备，进行实际操作训练。

3. 网络资源：利用网络平台，获取相关信息和资料。

五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、提问、讨论等参与程度。

2. 实践操作：评估学生在实验室的实际操作能力。

3. 期末考试：采用闭卷考试，检验学生对知识的掌握程度。

4. 综合能力：分析学生在案例分析和实际问题解决中的表现。

六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。

2. 教学计划：按照教学大纲和教学内容进行合理安排，确保每个知识点都能得到充分讲解和实践。

七、教学过程1. 理论教学：第1-8课时：讲解电气控制概述及PLC基本知识。

第9-16课时：教授PLC编程技术、控制系统设计和应用实例。

电气控制与PLC应用第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和作用1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理分析各种低压电器在电气控制系统中的应用和选择方法1.3 电气控制电路图的识读解释电气控制电路图的符号和表示方法指导学生识读简单的电气控制电路图，理解其工作原理第二章：可编程逻辑控制器（PLC）概述2.1 PLC的基本概念介绍PLC的定义、发展和应用领域解释PLC与传统继电器控制系统的区别和优势2.2 PLC的组成与工作原理介绍PLC的硬件组成，包括中央处理单元、输入/输出模块、电源模块等解释PLC的工作原理，包括扫描周期、输入输出处理、程序执行等2.3 PLC编程软件的使用介绍PLC编程软件的功能和界面指导学生使用编程软件进行简单的程序编写和仿真调试第三章：基本指令及其应用3.1 基本指令介绍解释PLC基本指令的分类和作用介绍常用的逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令等3.2 基本指令的应用实例通过实际案例分析，展示基本指令在电气控制系统中的应用和实现方法指导学生编写简单的PLC程序，实现特定的控制功能3.3 编程规则与技巧介绍PLC编程的基本规则和技巧分析常见的编程错误和问题，并提供解决方法第四章：功能指令及其应用4.1 功能指令概述介绍PLC功能指令的分类和作用解释功能指令的使用条件和限制4.2 常用功能指令的应用实例通过实际案例分析，展示功能指令在电气控制系统中的应用和实现方法指导学生编写复杂的PLC程序，实现高级控制功能4.3 功能指令编程实例提供具体的编程实例，指导学生运用功能指令解决实际问题分析编程实例中的关键步骤和注意事项第五章：电气控制与PLC应用案例分析5.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制系统的需求和功能设计PLC程序，实现电动机的启动、停止、正反转等控制功能5.2 案例二：工业控制介绍工业的基本原理和结构分析工业控制系统的需求，设计PLC程序，实现的运动控制和任务执行5.3 案例三：自动化生产线控制分析自动化生产线的工艺流程和控制需求设计PLC程序，实现生产线的自动化控制，包括物料传送、装配、检测等功能5.4 案例四：楼宇自动化系统控制介绍楼宇自动化系统的组成部分和功能分析楼宇自动化系统的控制需求，设计PLC程序，实现照明控制、空调控制、安防等功能5.5 案例五：环保设备控制分析环保设备的工作原理和控制要求设计PLC程序，实现环保设备的精密控制，包括排放监测、故障诊断等功能第六章：PLC编程技术进阶6.1 顺序功能图（SFC）编程介绍顺序功能图的概念和基本组成指导学生如何使用SFC描述复杂控制过程分析SFC到PLC程序的转换方法6.2 功能块图（FB）和顺序控制图（SO）编程解释功能块图和顺序控制图的概念和用途展示如何使用功能块图和顺序控制图编写PLC程序讨论在实际应用中选择这些编程方法的优缺点第七章：PLC通信技术7.1 PLC通信基础介绍工业通信的标准和协议，如Modbus、Profibus、Ethernet/IP 等解释PLC通信网络的拓扑结构和通信介质讨论通信故障的诊断和解决方法7.2 PLC网络配置与调试指导学生如何配置PLC网络，包括选择合适的通信协议和设置参数展示如何进行PLC网络的调试和测试分析网络通信在实际应用中的问题和解决方案第八章：人机界面（HMI）与PLC应用8.1 HMI基础介绍人机界面的功能、类型和基本组成解释HMI与PLC的连接方式和数据交换机制讨论HMI在工业自动化中的应用和优势8.2 HMI编程与组态指导学生如何使用HMI编程软件进行界面设计和程序编写展示如何配置HMI与PLC的数据连接和通讯参数分析在实际项目中，如何根据需求设计HMI界面第九章：电气控制与PLC系统的维护与故障诊断9.1 电气控制系统的维护介绍电气控制系统维护的基本内容和注意事项讨论维护过程中常用的工具和技术分析维护过程中常见的问题和解决方法9.2 PLC系统的维护与故障诊断解释PLC系统维护的重要性，包括硬件和软件的维护指导学生如何进行PLC系统的故障诊断，包括故障排查和修复分析不同故障类型及其原因，提供相应的解决策略第十章：电气控制与PLC应用案例实操10.1 PLC控制系统的设计与实施分析实际项目需求，指导学生进行PLC控制系统的设计讨论控制系统实施过程中的注意事项和技术要点分析项目实施过程中可能遇到的问题和解决方案10.2 PLC控制系统的调试与优化介绍PLC控制系统调试的基本方法和流程指导学生如何对控制系统进行优化，提高性能和稳定性分析调试和优化过程中，如何根据实际情况调整参数和程序第十一章：高级PLC应用技术11.1 运动控制与PLC介绍PLC在运动控制中的应用，包括步进电机、伺服电机控制解释运动控制相关的PLC指令和功能模块分析运动控制程序的设计方法和实例11.2 数据处理与PLC讲解PLC在数据处理方面的应用，如数据采集、处理、存储等介绍PLC的数据处理指令和功能模块探讨数据处理在工业自动化中的应用实例第十二章：PLC在特殊应用领域的应用12.1 PLC在过程控制中的应用介绍PLC在工业过程控制中的应用，如温度、压力、流量控制解释过程控制相关的PLC指令和功能模块分析过程控制程序的设计方法和实例12.2 PLC在分布式控制系统中的应用讲解PLC在分布式控制系统（DCS）中的应用介绍PLC在DCS中的角色和功能分析DCS系统中PLC程序的设计和实施方法第十三章：PLC与工业网络13.1 PLC在工业网络中的作用介绍PLC在工业网络中的地位和作用解释工业网络的基本结构和通信协议分析工业网络中PLC的通信和数据交换方法13.2 PLC网络的安全性与可靠性讲解PLC网络的安全性和可靠性重要性介绍提高PLC网络安全性和可靠性的方法和技术分析PLC网络在工业自动化中的挑战和解决方案第十四章：PLC编程软件的高级应用14.1 编程软件的高级功能介绍PLC编程软件的高级功能，如仿真、调试、维护等讲解如何利用编程软件进行高级编程和项目管理的技巧分析高级功能在实际项目中的应用实例14.2 编程软件的二次开发讲解如何进行PLC编程软件的二次开发，以扩展软件功能介绍常用的编程语言和开发工具分析二次开发在特定应用场景中的优势和挑战第十五章：电气控制与PLC应用综合案例实操15.1 PLC控制系统的设计与实施实例分析一个综合性的PLC控制系统项目需求指导学生进行控制系统的设计和实施，包括硬件选择、编程、调试等分析项目实施过程中的关键步骤和经验教训15.2 PLC控制系统的性能优化讲解如何对PLC控制系统进行性能优化指导学生对控制系统进行调试和优化，提高性能和稳定性分析优化过程中遇到的问题和解决方案重点和难点解析本文主要介绍了电气控制与PLC应用的教学教案，涵盖了基础概念、硬件组成、编程技术、通信技术、人机界面、系统维护与故障诊断等多个方面，并通过案例实操进行了深入的讲解。

大学PLC电气控制与PLC原理及应用-PLC在
工业中的应用(1)
PLC，即可编程逻辑控制器，它是一种基于数字化电子技术的专业控制装置。

它具有可编程、可控制的特点，在现代工业中被广泛应用。

本文将从大学PLC电气控制与PLC原理及应用出发，介绍PLC在工业中的应用。

一、大学PLC电气控制
大学PLC电气控制是让学生能够掌握PLC控制器的工作过程，以及PLC 在电气控制中的应用。

在学习本科PLC电气控制时，学生一般从PLC 的概念、功能、结构等方面着手。

学生学习过程中还学习了PLC基本指令的编写，运算符的使用，以及如何设计PLC程序等内容。

二、PLC原理与应用
PLC原理与应用是研究PLC的基本知识、原理及其应用方面的内容。

在PLC原理的学习中，学生将深入了解PLC的硬件组成，CPU，通道，输入/输出电路等。

在PLC的应用中，学生将进一步了解如何使用PLC来进行自动化控制，如何建立PLC系统的配置画面等。

三、PLC在工业中的应用
在现代工业中，PLC作为一种先进的自动化控制设备，被广泛应用于各种自动化装备中。

PLC在控制系统中的应用使工业生产线的稳定性得到了保证，减少了出现故障的概率。

同时，PLC在工业中的应用还大大提高了工作效率，缩短了产品的制造周期。

PLC还经常被用来控制温度、
压力、流量等物理量，从而达到控制生产操作的目的。

综上所述，大学PLC电气控制与PLC原理及应用是学生学习PLC知识的重要基础。

而PLC在工业中的应用，也使工业自动化技术得到进一步的推广和发展。

课堂教学设计表课程名称：可编程控制器应用技术课程所属专业电气自动化/机电技术授课（编写）人：授课学期：学年第2 学期步骤一：引入课题（ 10分钟）从实际的2个任务引入：通过具体的要求让学生实现任务1.3、任务1.4的PLC控制并接线、调试和实操？训练：学生的自学、观察比较能力、实际操作能力、编程设计能力，激发学习主动性和自觉性。

1、用起-保-停的编程方法如何对2个任务进行编程?2、用置位复位指令又如何对2个任务进行编程?3、用继电器-接触器实现任务和PLC编程有何不同？分组讨论：以上问题针对学生讨论的结果进行补充或讲解步骤二：任务实施任务2.1 设计一个单台电动机的正/反转互锁PLC控制系统（35分钟）训练：学生简单逻辑电路的编程的能力。

一、用继电器-接触器是如何实现一个单台电动机的正/反转互锁PLC控制系统？（动手设计操作和实施）1、电路设计2、系统实现二、用可编程控制器如何实现一个单台电动机的正/反转互锁PLC控制系统？（动手设计操作和实施）1、软件设计1）画图形图。

2）写语句表。

3）软件输入和编辑。

2、硬件连接1）输入信号的处理。

2）输出信号的处理3）电源的连接。

3、综合调试4、尝试（1）启保停逻辑电路的的编程方法；（2）置位复位指令的编程方法实现用可编程控制器进行控制。

5、用用继电器-接触器方法和用可编程控制器进行控制的方法进行比较分析。

三、总结分析根据大家做的情况进行点评分析，进一步加深大家对编程的认识和理解任务2.2 设计一个工作台自动往复的PLC控制系统（ 40分钟）训练：学生简单逻辑电路的编程的能力。

3一、用继电器-接触器是如何实现设计一个工作台自动往复的PLC控制系统？（动手设计操作和实施）1、电路设计2、系统实现二、用可编程控制器如何实现设计一个工作台自动往复的PLC控制系统？（动手设计操作和实施）1、软件设计1）画图形图。

2）写语句表。

3）软件输入和编辑。

2、硬件连接1）输入信号的处理。

plc基本逻辑指令及编辑方法
PLC的基本逻辑指令及编辑方法包括以下几个部分：
1. LD（读取）：表示一个与输入母线相连的常开接点指令，用于常开接点接到母线上的逻辑运算起始。

2. LDI（读取反）：表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，用于常闭接点接到母线上的逻辑运算起始。

3. AND（与指令）：用于单个常开接点的串联。

4. ANI（与非指令）：用于单个常闭接点的串联。

5. OR（或指令）：用于单个常开接点的并联。

6. ORI（或非指令）：用于单个常闭接点的并联。

7. OUT：输出指令，目标元件是Y,M,S,T,C。

8. SET（置位指令）：使动作保持。

9. RST（复位指令）：使操作保持复位。

10. PLS（输入信号上升沿产生脉冲输出）：目标元件为Y,M，但特殊辅助继电器不能作为目标元件。

11. PLF（输入信号下降沿产生脉冲输出）：目标元件为Y,M，但特殊辅助继电器不能作为目标元件。

12. INV：该指令用于运算结果的取反。

此外，还有NOP（无操作指令）和END（结束指令）等基本逻辑指令。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅PLC编程相关书籍或咨询专业人士。

《电气控制与PLC应用》教学大纲（56课时）西门子S7-200系列PLC版1课程编码：课程类别：职业核心能力课课程归属：信息与控制技术学院编制人：徐文编（修）制日期：2008年10月审定组（人）：审定日期：2008年10月适用专业：计算机控制技术一、课程的性质与任务《电气控制与PLC应用》课程是计算机控制技术专业的职业核心能力课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。

目前PLC 集三电（电控、电仪、电传）为一体，性能价格比高、高可靠性的特点已使其成为自动化工程的核心设备。

PLC作为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。

PLC目前是现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM ）之一。

本课程的任务是让学生学习和掌握低压电器的基本知识、电气控制系统的基本控制环节、典型电路的基本原理，具有电气控制系统分析和阅读电气系统图的基本能力；掌握可编程控制器工作原理、系统构成、指令系统及编程方法（包括开关量控制、模拟量控制、数据通信及网络），具备一定的PLC程序设计和PLC 应用能力，能熟练使用一种典型的PLC设备进行控制系统的结构组成设计、I/O 地址分配设计、以梯形图为主的PLC程序设计、控制系统的软件调试以及故障分析。

教学内容大致分为低压电器（模块一）、电气控制基本环节（模块二）、PLC 基础知识（模块三）和PLC控制系统设计与编程实现（模块四）部分。

其中PLC 控制系统设计与编程实现（模块四）部分可以根据教学条件和教师资源选择三菱FX2N系列或西门子S7-200系列可编程控制器。

二、教学基本要求1本教学大纲中涉及PLC实际教学的部分均采用西门子S7-200系列PLC《电气控制与PLC应用》具有很强的实践性，要求学生具有良好的电子、电工基础知识和操作技能，并具备基本的逻辑判断能力和计算机软件的基础知识。

在教学中注意该课程的理论与实践、应用相结合，采用启发式、讲练结合式、案例式等多种教学方法，培养学生针对实际应用工程的项目开发能力。