《可编程控制器技术及应用》训练项目任务书

《可编程控制技术与应用》实训教学指导书适用专业：电气自动化技术（卓越）机电一体化技术（卓越）二〇一五年八月绪论一、实训教学任务在人才培养的课程体系中，《可编程控制技术与应用实训》是一门理论性和与实践性都很强的专业课，是高等职业技术教育专业核心课程之一，直接面向技术应用领域，属于理论实践一体化课程。

对学生运用基本知识、训练专业技能，掌握分析方法和控制设计过程，达到高等职业技术教育培养目标的要求有着十分重要的意义和作用。

《可编程控制技术与应用实训》课程任务是通过一体化教学模式，培养学生了解西门子S7-200系列PLC或三菱FX2n系列PLC的基础知识，掌握正确选择PLC的型号及接线方法；掌握PLC的指令系统；掌握常用的低压电器的基本原理和控制方法，电器控制系统的设计基础和原理。

学生通过实训可以在实践中锻炼实践应用能力，达到理论联系实际的作用。

提高学生的综合应用能力、创新能力和计算机应用能力；巩固加深重要的基础理论，提高综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力，为进一步学习专业课程及后续的课程打下坚实的实践基础。

二、实训教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）1．知识目标（1）了解PLC的发展、应用、分类及PLC的硬件结构。

掌握PLC的扫描工作方式，西门子S7-200系列PLC或三菱FX2n系列PLC的型号的正确选择，PLC的输入、输出的接线方法，能够根据PLC的工作原理对梯形图进行正确的分析。

（2）了解PLC的硬件构成、软元件分配。

掌握PLC的软件使用操作。

（3）了解梯形图的一般设计方法及注意事项。

掌握PLC的开关量基本指令，能够根据要求应用这些基本指令设计出正确、简洁的控制程序。

（4）了解顺序控制的概念。

掌握顺序功能图的意义、画法，以及由功能图转化为梯形图的几种方法。

掌握单流程控制、选择分支流程控制、并行顺序控制等常见的顺序控制，能够根据控制要求正确地进行功能图的设计及梯形图的设计。

（5）掌握PLC程序控制指令、传送和比较指令、四则运算和逻辑运算指令、循环移位与移位指令、数据处理指令等常用的功能指令，能够运用这些指令熟练、灵活地编写控制程序。

可编程控制器（PLC）实验任务书实验一PLC软硬件介绍硬件部分主要了解TVT-90A箱式PLC学习机的基本配置及其机构、基本工作原理，掌握输入输出接口及各种指示灯的连接方法。

软件部分主要学会使用FPWIN GR软件的安装、程序输入、编辑、下载与上传、参数设置、打印等功能。

实验二基本指令编程方法及训练学会逻辑指令、定时指令的输入方法；初步掌握如何应用逻辑指令、定时指令来解决实际程序设计问题。

1．逻辑指令任务1：程序输入练习（见指导书P17）；任务2：根据时序图（见指导书P17）编写程序。

2．定时指令任务1：利用TM指令编程，产生连续方波信号输出，其周期设为3s，占空比为2：1。

任务2：根据时序图（见指导书P18）采用TM指令进行编程。

实验三高级指令编程方法及训练（计数、传送指令）学会基本指令计数及高级传送指令的输入方法；初步掌握如何应用计数指令、传送指令来解决实际程序设计问题。

1．计数指令任务1：采用CT指令实现上述定时指令任务2的加工工序要求；任务2：用一个按钮开关控制三个灯，按钮按一下1灯亮，再按三下2灯亮，再按三下3灯亮，再按一下全灭，如此反复。

任务3：用可逆计数指令实现图示时序图（见指导书P17）的控制过程。

（根据学生知识掌握水平可增删）。

2．传送指令任务1：用传送指令实现当按钮X1按下时，将“1949，10，1”这组数据分别送入DT0~DT2中，当X0按下时又可全清且清零优先。

任务2：用传送指令实现输入开关对输出灯亮多少的控制：X7=OFF时Xn=ON：输出端n个灯亮，其余灭；X7=ON时Xn=ON：输出端n个灯灭，其余亮。

实验四高级指令编程方法及训练（移位、算术运算指令）学会移位、算术运算指令的输入方法；初步掌握如何应用移位、算术运算指令来解决实际程序设计问题。

1．数据移位指令任务1：利用移位指令使输出的8个灯从左到右以s速度依次亮；当灯全亮后再从左到右依次灭。

如此反复运行。

任务2：利用左右移位指令，使一个亮灯以0.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回最左侧，如此反复。

可编程控制器原理与应用课程设计任务书文天学院电气系2012.12一、课程设计的目的（1）培养学生具有从事可编程控制器组成的自动控制系统的设计与科学研究的方法和能力；（2）培养学生阅读和绘制二次回路的能力；（3）培养学生翻阅查找资料的能力，独立思考问题和解决问题的能力。

二、课程设计的基本要求（1）掌握PLC控制器的组成及工作原理。

（2）掌握基于PLC的自动控制系统的设计及设备选择方法。

（3）掌握PLC自动控制系统的工程应用及注意事项。

三、设计时间：1.0周四、设计成果：水电站自动化课程设计报告一份，内容包括设计说明书及设计图纸。

设计说明书要对你设计的控制系统进行总体介绍，特别是抽水泵的控制方式和工作方式要进行介绍。

控制系统设计图纸有电气控制原理图、端子接线图和安装布置图。

电气控制原理图用来说明控制系统工作原理，主要包括电动机主回路图，PLC 及传感器电源接线图、PLC外部接线图。

端子接线图用来说明控制系统的接线和布线，本设计主要绘制控制柜的进出线端子图，安装布置图不绘制。

五、课程设计原始资料某厂蓄水池有二台相同的抽水泵，一台工作，一台备用。

每台水泵配套电动机功率：50KW，电压：AC380V。

两台水泵共用一条出水管道，出水管道上安装一只电动阀门，水泵抽水时电动阀门打开，水泵停止时电动阀门关闭。

蓄水池水位和高程：蓄水池高程3.0m，停泵水位高程5.0m，工作泵启动水位高程11.5m，备用泵启动水位高程12.0m，报警水位高程12.2m。

控制要求（1）抽水泵和阀门均由PLC自动控制，也可手动起停。

（2）控制柜柜面上要有电源指示灯，运行指示灯和故障指示灯。

控制柜有电时电源指示灯亮，抽水泵电动机运转时运行指示灯亮，控制柜有故障时故障指示灯亮，其中接触器故障在设计中必须考虑。

（3）抽水泵工作方式：自动/切除/手动。

自动方式时，控制装置依据控制流程要求自动实现水泵的启/停控制。

切除方式用于设备的检修。

手动方式时，通过操作控制柜柜面上的按钮起停水泵，该方式仅供设备调试或检修使用。

《可编程序控制器应用技术实训》课程标准一、课程名称可编程序控制器应用技术实训二、内容简介《可编程序控制器应用技术实训》课程是应用电子技术专业的一门课程设计实训。

本课程通过课程设计，主要考察学生PLC的基本工作原理，硬件接线、梯形图或语句表编程，伺服电机和步进电机的运动控制，简单的WINCC组态，以及PLC和WINCC触摸屏、变频器的综合控制技能。

三、课程定位可编程序控制器（PLC）作为现代化的工业控制已普遍应用于工业企业的各个领域，是生产过程自动化必不可少的智能控制设备。

它综合了计算机技术、电气控制技术、自动控制技术和通信技术，具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰性强的特点。

《可编程序控制器应用技术》作为核心课程，是应用电子技术专业学生必须学习的课程。

四、课程设计指导思想及原则以职业能力培养为重点，与企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

本课程根据五个由简单到复杂的典型控制过程设计教学过程，以此五个项目作为教学载体，将每一项目又分解为若干任务，设计了技能循环训练，能力逐步提高，知识理论由浅入深的教学内容。

五、建议课时：该课程实训学时为16学时。

六、课程目标：（一）课程能力目标1、总体目标结合应用电子技术专业人才培养方案，根据课程内容和定位，规范课程教学的基本要求，制定本课程目标。

《可编程序控制器应用技术实训》课程宗旨是使学生掌握PLC的基本编程方法，同时具有一定的低压电器、变频器、伺服步进电机、触摸屏的知识，能够实现其综合应用。

为学生毕业后从事电子和自动化方向编程方向打下良好的基础。

并培养学生良好的职业道德和职业素养，具备团队合作和人际交往的能力，能吃苦耐劳、诚实守信、精益求精、创新发展。

2、具体能力目标（1）能熟练使用西门子S7-200和S7-300的编程软件；（2）能熟练运用西门子S7-200和S7-300的各种编程指令；（3）掌握变频器的工作原理，能够熟练对变频器进行接线和开关量、模拟量控制以及多段速控制。

可编程控制器应用实训形考任务二实训报告基本逻辑指令实训一、实训目的:1.掌握基本逻辑指令的相关知识。

2.进一步掌握编程软件中绘制含有基本逻辑指令的梯形图的方法。

3.进一步熟悉编程软件的通信设置和程序下载。

4.熟悉运用编程软件进行控制系统联机调试。

二、实训要求:1.根据功能控制要求，编写PLC程序，并通过编程软件进行程序的编制、编译、调试相关的组态等工作;2. PLC的基本逻辑指令是PLC编程的基础，是使用最多的指令，因此必须熟练掌握。

三、实训内容:学习牢记这些指令,并通过下面一个小任务来深入了解基本逻辑指令的应用。

使用S7-200 PLC 的基本指令编写一个电动机连续运行的程序，并进行下载，监控和调试。

四、实训器材:所需的工具、设备及材料(1)常用电工工具、万用表等。

(2) PC机。

(3)所需设备、材料见表。

五、实训步骤: .(一)硬件连线操作实训本次任务涉及的内容极为简单,因此接线时主要将PLC的电源线和通信线连接上即可。

PLC电源线:连接PLC的L和N端，见图1。

PLC通信线:一端连电脑串口，另外一端连PLC串口，见图2和图3。

(二)调试实训程序.通信读取PLC，下载程序并监控。

仔细监控状态下触点和线圈的情况，观察程序是否正常运行，若有异常现象应马上断电，重新修整程序，直到PLC能正常运行程序。

图5为读取PLC，图6所示为程序下载界面，图7所示为程序调试界面。

六、实训总结1.“与”和“与非”(A, AN)指令逻辑“与”在梯形图里用串联的触点回路表示，被扫描的操作数则表示为触点符号，操作数标在触点上方。

在PLC中规定:如果触点是常开触点(动合触点)，则常开触点“动作”认为是“1”状态，常开触点“不动作”认为是“0”状态。

如果触点是常闭触点(动断触点)，则常闭触点“动作”认为是“0”状态，常闭触点“不动作”认为是“1”状态。

2. “或”和“或非”(O，0N)指令逻辑“或”在梯形图里用并联的触点回路表示，被扫描的操作数标在触点上方。

可编程控制器课程设计任务书
1.任务目标
本课程设计任务书旨在为学员提供一个全面系统的可编程控制器(PLC)基础理论及实践操作的学习机会。

学习者完成本次课程设计任务，可以掌
握PLC编程基础知识，学会基本的PLC编程操作，掌握PLC编程应用规则，最终达成控制系统的设计、编程、调试与维护的能力。

2.课程内容
（1）可编程控制器的基础理论：
a.PLC简介及其历史发展；
b.PLC的结构：CPU，模块，I/O模块，输入模块，输出模块；
c.PLC控制系统的特点及应用领域；
d.PLC编程语言：结构化文本语言，梯形图，功能表，联动表；
（2）PLC编程操作基础：
b.PLC编程步骤：设定控制逻辑，实现系统逻辑，配置操作手册；
c.PLC编程调试：配置PLC现场控制信号，模拟运行，检查调试；
（3）PLC编程应用规则：
a.PLC系统保护：定期检修，防止短路，电磁干扰等；
b.PLC系统维护：更换模块元件，清理老旧模块，更换备件；。

一．实训目的通过本课程的实训，使学生在学习了三菱FX系列PLC理论知识的基础上，通过上机编程和程序调试实训，进一步提高FX系列PLC 的应用能力，掌握自动化设备PLC控制的分析、设计和改进普通机械设备电气控制线路的能力，掌握可编程序控制器的基本原理和选型应用方法，能够根据设备的工艺过程和控制要求正确选用可编程控制器及配套的常用功能模块、变频器和触摸屏的综合应用，完成常用设备的电气控制系统设计，为今后从事相关的专业技术工作打下基础。

二、实训要求PLC实训是对综合应用能力的培养，因此在实训过程中要求能够主动思考，积极参与。

每个同学必须做到的是：根据工艺要求，分析控制要求，设计控制程序，然后再进行编程、调试，以满足加工所要求的基本工艺过程。

个别有能力的同学可以在原有控制要求的基础上进一步完善相应的控制环节，例如设备维修、调整时的手动程序等，或者结合实际，例如根据控制的某些特点，提出合理化建议并编程实现。

三、实训内容毛坯零件通过传送带上运输时，通过一个长度检测和分类的辅助设备，检测方法一可以采用三个光电开关；检测方法二可以采用光电编码器；检测方法三可以采用激光长度测量仪。

正常规格的毛坯零件可以通过长度测量仪传送到端面铣加工设备；超长的零件也可以通过，但先要用锯短，再进行端面铣，既需要进行2次加工；而短的毛坯零件则被长度测量仪的挡板剔除报废。

可以加工的毛坯零件到达端面铣加工设备后，首先经过定位、夹紧，然后进行端面铣加工，完成后松开夹紧，输送到传送带上进入下一个工位。

超长零件，经过定位、夹紧后，再进行上述加工，然后进入下一工位。

四、控制要求长度判别的步骤：1、毛坯零件离开A ；2、B ，C 长度判别；（3、若短料，挡板转1秒，挡板返回）；（5、超长零件进行记录）。

其中传送带正常情况下保持转动。

端面加工的步骤：1、毛坯零件进入端面加工定位块；2、夹紧；（3、超长零件锯片进；4、锯片退；）5、端面铣刀进；6、端面铣刀退；7、夹紧松开；8、零件出；9、定位居中。

可编程控制器技术及应用课程设计任务书(机自111～114班用)中原工学院信息商务学院机械工程系设计时间：13142学期（17～19周）可编程控制器技术及应用课程设计任务书课程代码：064112057学时数：3周学分数：3课程类型：专业课先修课程：《电气控制与PLC》一、课程的性质与任务电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。

二、课程教学的基本要求1、掌握可编程控制器硬件电路的设计方法。

2、熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。

3、掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。

4、通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询（图书、网络），将电气控制与PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

三、学时分配（计划安排）1、布置任务，熟悉实践环境，进行安全教育； 1天2、STEP7-Micro/WIN32的简介与安装练习（见附件一）；1天3、可编程控制器应用系统的调试、监控、运行； 3天4、综合练习；（要求逐步加大难度） 3天5、单人单机单题上机测试，（班内不重复）（见附件二）； 5天6、写设计报告和说明书（见附件三）。

2天四、实践课程考核方法（见附件四）1.考勤：20分。

每两天点名一次，每次出勤得5分，迟到得3分，旷勤得0分；累计后按满分20分折合。

2.卷面：30分。

卷面考核与上机考核共1个小时。

卷面考核按百分制计；其中接线图占30分，程序编写占70分。

累计后按满分30分折合。

3.上机：30分。

按卷面考核后的时间累计计算。

其中接线方法正确占30分，程序运行正确占70分。

每超时1分钟扣1分。

4.说明书：20分。

实验一认识性实验一、实验目的：认识并熟悉PLC机型、学习编程软件的使用，提高学生对《可编程序控制器原理及应用》的学习兴趣。

二、实验设备：1. MicroLogix 1500PLC 1台2. MicroLogix 1500PLC实验操作台 1台3. 编程器（安装有WINDOWS2000及Rockwell编程软件的PC机） 1台4. 直流稳压电源（0～30V） 1台5.导线若干三、实验程序（见图1-1）四、实验内容：1. 在教师指导下完成PLC与PC机、直流稳压电源的接线，调整直流稳压电源的输出电压为24VDC，确认电源电压极性及数值无误后，打开电源开关。

2. 观察当PLC接通电源（上电）时，PLC自检情况及面板上各LED的显示。

3. 从WIN2000的桌面进入进入编程软件，熟悉的主菜单及其各下拉菜单的使用。

4. 学习利用梯形图编辑器编写梯形图程序的方法，完成对PLC的配置（组态）并输入图1-1。

5. 退至主菜单将梯形图程序送入PLC，然后转入Online工作方式，观察程序的运行效果及能流。

6. 修正定时器时间常数（由2秒改为5秒），重新输入PLC并运行，观察程序的运行结果。

7. 在屏幕下方（Reference Data）窗口为输出寄存器40100～40103赋值，并利用它们作为定时器的预置定时值，重复上述实验，观察运行结果。

8. 利用输入寄存器30006～30009作为定时器的预置定时值，重复上述实验，观察运行结果。

五、完成实验报告：认真书写实验目的、实验设备、实验程序、实验内容及实验步骤，以及实验中的观察结果，总结实验中应注意的问题，写出实验的心得体会。

实验二编程软件的使用及梯形图编程一、实验目的：1. 进一步熟悉PLC及编程软件的使用。

2. 进一步了解PLC实验操作台的结构及使用。

3. 编制简单控制程序，用外接开关作模拟输入，用指示灯作模拟输出进行模拟调试。

二、实验设备：1. MicroLogix 1500PLC 1台2. MicroLogix 1500PLC实验操作台 1台3. 编程器（安装有WINDOWS2000及Rockwell编程软件的PC机） 1台4. 直流稳压电源（0～30V） 1台5.导线若干6. 按钮开关、钮子开关、24V指示灯各若干只，24V蜂鸣器1只三、实验线路：（见图2-1和图2-3）四、实验内容：按要求完成PLC、电源、编程器及实验操作台之间的连接线，在老师检查无误的前提下接通电源，完成下列两个实验。

《可编程控制器及应用》课程实验指导一、课程基本情况二、课程性质与作用可编程控制器是综合了计算机技术、自动化控制技术和通讯技术的一种以微处理器为核心的新型通用自动控制装置，具有功能强、可靠性高、编程简便、操作灵活、适合于工业环境的特点；在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面得到普遍应用。

是现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。

可编程控制器是自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化专业的一门专业必修课。

主要学习可编程控制器方面知识和培养工程综合实践能力。

（1）知识要求：了解PLC的基本原理和结构组成，掌握PLC指令系统、梯形图、PLC 编程的规则和编程的方法，能应用PLC进行控制系统设计。

（2）能力要求：能使用编程软件，能根据控制要求设计出控制软件，能应用PLC进行控制系统设计。

三、实验教学内容与安排实验一定时计数器实验一、实验目的1、掌握CP1H PLC控制系统梯形图设计的一般方法。

2、熟悉CX-Programmer软件的应用。

二、实验设备1、CP1H PLC实验箱一台2、PC机一台三、实验原理根据实验控制要求，分析有几个输入信号，几个输出信号，然后给这些输入/输出信号分配PLC端子号，画出程序流程图，然后画出梯形图，在PC机上用CX-Programmer编程软件将梯形图输入计算机并保存，将梯形图下载到PLC上，调试运行，直到满足控制要求。

四、实验内容及步骤1、实验内容控制要求:有两台交流电动机，按下启动按钮，启动电机1运转，运转时间为10S，10S 后电机1停止，自动启动电机2运转，运转时间为6S，6S后电机2停止，自动启动电机1运转，运转时间为10S ……，周而复始，两台电机定时交替运转。

任何时候按下停止按钮，则两台电机停止运转。

实验中以两个发光二极管代替交流电机控制电路的交流接触器线圈，发光二极管亮表示交流接触器通电，即对应电机运转，发光二极管灭表示交流接触器线圈断电，即电机停止运转。