机床电气控制与plc教案

机床电气控制与PLC教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、组成和作用。

2. 掌握PLC的基本工作原理、组成和编程方法。

3. 学会分析机床电气控制系统，并进行PLC编程与调试。

4. 能够运用所学知识解决实际工作中的机床电气控制问题。

二、教学内容1. 机床电气控制概述1.1 机床电气控制的基本概念1.2 机床电气控制的组成与作用1.3 机床电气控制系统的分类2. 可编程逻辑控制器（PLC）2.1 PLC的基本工作原理2.2 PLC的组成与结构2.3 PLC的编程与调试方法3. 机床电气控制电路分析3.1 常用低压电器及其功能3.2 机床电气控制电路的读图与分析3.3 典型机床电气控制电路案例分析4. PLC在机床电气控制中的应用4.1 PLC取代传统机床电气控制的优势4.2 PLC在机床电气控制中的应用案例4.3 PLC编程与调试实例5. 机床电气控制与PLC的维护与故障诊断5.1 机床电气控制系统的维护方法5.2 PLC的维护与故障诊断方法5.3 机床电气控制与PLC常见故障分析与处理三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，使学生掌握机床电气控制与PLC的基本知识。

2. 通过案例分析，培养学生分析与解决实际问题的能力。

3. 利用实验室设备，进行机床电气控制与PLC的编程与调试实践操作，提高学生的动手能力。

四、教学条件1. 教室：具备多媒体教学设施，可用于展示课件、案例分析等。

2. 实验室：配备必要的机床电气控制设备、PLC设备及其编程与调试工具。

五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等。

2. 实践操作考核：评估学生在实验室进行机床电气控制与PLC编程与调试的实际操作能力。

3. 期末考试：包括书面考试和案例分析，全面测试学生对机床电气控制与PLC 知识的掌握程度及其应用能力。

六、教学进度安排1. 机床电气控制概述（2课时）2. 可编程逻辑控制器（PLC）（3课时）3. 机床电气控制电路分析（4课时）4. PLC在机床电气控制中的应用（3课时）5. 机床电气控制与PLC的维护与故障诊断（2课时）6. 综合练习与案例分析（2课时）七、教学资源1. 教材：机床电气控制与PLC相关教材。

《机床电气控制与PLC》教课纲领课程名称：《机床电气控制与PLC》课程编码：合用专业：机电一体化、数控技术、电气技术学时：80或 64学分：5或 4编写者：刘祖其一、课程性质与任务课程性质：《机床电气控制与 PLC》课程综合了《电气控制与 PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。

主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。

是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。

经过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的构造构成及工作原理，可编程控制器的构造及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统构造与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。

培育学生初步拥有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、零件的能力，最后可以掌握一般机床、数控机床电气控制系统的整体构造和工作原理，为此后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚固基础。

二、教课目标与基本要求认识数控装置的软件、硬件构成；认识可编程控制器的的构造和工作原理；认识接口信号互相作用，典型数控装置特征、功能，采纳方法、系统连结、调试方法。

认识电磁兼容观点，运用电磁兼容采纳抗扰乱举措。

掌握《机床电气控制与 PLC》的基本理论，常用电器的构造、工作原理及用途；掌握一般机床、数控机床电气控制电路的基本剖析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用地点检测装置的构造、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O 接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。

重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。

为此后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下较好的基础。

三、教课主要内容、重点和课时安排课题理论实验课题理论实验绪论2第 6章数控系统4第 1 章常用低压控制电器6+2第 7 章 PLC 与数控机床4第 2章机床电气基本控制线路6+2第 8章伺服系统8+4第 34+4第9章 FX 系列 PLC编4章典型机床控制线路程软件及使用方法第 4章可编程序控制器4第 10 章实验与实训16+4第 5章 FX 系列 PLC及指令648+12共计60+20=80 或 48+16=64目录绪论[ 学习目标与要求 ]认识数控机床的产生及发展，认识FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的观点，认识数控机床的构成及特色、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的构成、伺服系统的分类。

克拉玛依职业技术学院
教案
（2012 -2013 学年第 2 学期）
课程名称：《机床电气控制与PLC》
第2版
编写教师：刘祖其
编写日期：
教研室主任：
负责人审核：
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(2) 开关电器、漏电保护器、刀开关、组合开关、转换开关作用
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机床电气控制与PLC课程设计前言机床电气控制是机械工业领域的重要技术之一，是机床系统中的核心控制技术。

随着计算机技术的发展，PLC已经成为了机床电气控制领域中使用最广泛的控制器。

本课程设计将着重讲解机床电气控制与PLC控制技术，并结合实际案例进行应用分析。

课程设计目标本课程设计旨在帮助学生：•理解机床电气控制的基本概念和原理；•掌握PLC的使用方法和编程技巧；•了解机床电气控制和PLC在实际工程中的应用。

课程设计内容第一章机床电气控制基础本章将介绍以下内容：•机床电气控制的基本原理；•机床电气控制中常用的元器件、电路及其工作原理；•机床电气控制中的安全措施。

第二章 PLC基础本章将介绍以下内容：•PLC的定义和工作原理；•PLC的组成和结构；•PLC的编程语言和程序设计方法。

第三章 PLC实验本章将结合具体案例，进行以下实验：•使用PLC控制门窗开关；•使用PLC控制工业机器人；•使用PLC控制自动化流水线。

第四章机床电气控制与PLC应用实例本章将通过实际案例分析，介绍以下应用：•使用PLC控制机床主轴的启停和转速控制；•使用PLC控制机床夹具的升降和夹持操作；•使用PLC控制机床加工工艺的计算和控制。

设计思路本课程设计将采用理论教学、实验演示和案例分析相结合的方式进行。

通过清晰的讲解、具体的实验和实际案例的分析，让学生对机床电气控制和PLC控制技术有更深刻的理解和了解，掌握其基本原理和应用。

设计要求学生需要：•承担实验设计和实验记录的工作、编写实验报告；•参与案例分析和课堂讨论；•参与课内考核和课程总评成绩。

结语机床电气控制和PLC技术是现代机械工业的核心技术之一，对于相关专业的学生来说，掌握这些技术至关重要。

通过本课程的学习，相信学生们能够深入理解机床电气控制和PLC控制技术的基本原理，掌握其应用方法，为将来的工作和学习打下基础。

《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、原理和分类。

解释电气控制系统的组成和作用。

1.2 低压电器介绍低压电器的分类和功能。

讲解常用低压电器的结构和工作原理。

1.3 电气控制线路分析简单的电气控制线路实例。

介绍电气控制线路的设计方法和步骤。

第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、功能和应用领域。

解释PLC的工作原理和基本结构。

2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点。

讲解PLC编程的基本规则和方法。

2.3 PLC的硬件组成介绍PLC的硬件组成部分及其功能。

讲解PLC的输入输出接口和通信接口。

第三章：PLC编程与应用3.1 基本指令讲解PLC基本指令的功能和用法。

通过实例讲解基本指令的应用。

3.2 功能指令介绍PLC功能指令的分类和功能。

讲解常用功能指令的用法和应用。

3.3 PLC控制系统设计介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。

通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。

第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析4.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制电路的工作原理。

讲解如何使用PLC实现电动机的控制。

4.2 案例二：conveyor传送带的控制分析conveyor传送带控制电路的工作原理。

讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。

第五章：PLC的故障诊断与维护5.1 PLC故障诊断方法介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。

讲解如何进行PLC故障诊断和排除。

5.2 PLC的维护与保养介绍PLC的维护保养内容和注意事项。

讲解PLC的日常维护和故障预防措施。

第六章：PLC在工业自动化中的应用案例6.1 案例三：温度控制系统的应用分析温度控制系统的工作原理和需求。

讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。

6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用分析液体自动控制系统的工作原理和需求。

讲解如何使用PLC实现液体自动控制系统的控制。

机床电气控制与PLC培训课件1. 课程简介本课程旨在介绍机床电气控制和PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用。

通过学习本课程，学员将了解机床电气控制的基本概念、电气元件的选择和布置，以及PLC编程和应用。

2. 机床电气控制基础2.1 机床电气控制的定义机床电气控制是通过电气元件和电气信号来控制机床运动和加工过程的一种技术。

它包括电气控制的基本原理、电气元件的选择和布置等内容。

2.2 机床电气控制系统的组成机床电气控制系统由电气元件、电气控制设备、电气控制回路和电气信号组成。

其中，电气元件包括电机、开关、传感器等；电气控制设备包括控制柜、开关箱等；电气控制回路包括电路连接、控制逻辑等；电气信号包括传感器信号、控制信号等。

2.3 机床电气控制流程机床电气控制流程包括信号采集、信号处理、控制执行和系统监测等步骤。

信号采集是通过传感器获取机床的状态信号；信号处理是对采集到的信号进行处理和转换；控制执行是根据处理后的信号进行相应的动作或控制；系统监测是对机床的运行状态进行监测和反馈。

3. 电气元件的选择和布置3.1 电机的选择电机是机床电气控制系统的核心组件之一。

在选择电机时，需要考虑机床的工作负载、速度要求和动力需求等因素。

常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机。

3.2 开关的选择与布置开关是电气控制系统中常用的元件，用于控制电路的开关或切换。

在选择开关时，需要考虑电流和电压的要求，以及安装环境和使用寿命等因素。

开关的布置需要合理安排在控制回路中的位置，保证控制信号的顺畅传输。

3.3 传感器的选择与应用传感器用于采集机床的状态信号，如温度、压力、位移等。

在选择传感器时，需要考虑测量范围、精度和响应时间等因素。

传感器的应用可以实现对机床运行状态的监测和控制。

4.1 PLC概述PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，它能够对输入信号进行处理和逻辑运算，输出控制信号，实现对机床电气控制系统的自动化控制。

机床电气控制与PLC教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、组成和作用。

2. 掌握PLC的基本工作原理、结构及编程方法。

3. 学会使用PLC对机床电气控制系统进行改造和维护。

4. 能够分析并解决机床电气控制与PLC实际应用中的问题。

二、教学内容1. 机床电气控制概述1.1 机床电气控制系统的组成1.2 机床电气控制电路的基本环节1.3 机床电气控制电路的分类及应用2. 常用低压电器2.1 开关与保护电器2.2 控制电器2.3 变频器与软启动器3. PLC的基本工作原理3.1 PLC的硬件结构3.2 PLC的软件系统3.3 PLC的工作过程4. PLC编程方法4.1 指令系统4.2 编程软件的使用4.3 编程实例5. PLC在机床电气控制中的应用5.1 PLC控制系统的设计步骤5.2 PLC控制系统的性能评价5.3 PLC控制系统的改造与维护三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，使学生掌握基本概念和原理。

2. 通过案例分析和实际操作，培养学生的实际应用能力。

3. 利用仿真软件和实验设备，进行实时演示和动手实践。

4. 组织课堂讨论，引导学生主动思考和解决问题。

四、教学资源1. 教材：机床电气控制与PLC教材。

2. 实验设备：PLC实验箱、机床模型、低压电器等。

3. 仿真软件：可编程逻辑控制器仿真软件。

4. 教学课件：PowerPoint、Flash等。

五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况、实验报告等。

2. 考试成绩：理论知识考试、实际操作考试、课程设计等。

3. 综合评价：学生的学习态度、团队合作能力、创新思维等方面。

六、教学安排1. 课时：共计40课时，其中理论教学24课时，实验教学16课时。

2. 授课方式：每周4课时，共10周完成。

3. 实验安排：每两周进行一次实验，共4次实验。

七、教学进度计划1. 第1-4周：机床电气控制概述、常用低压电器2. 第5-8周：PLC的基本工作原理、PLC编程方法3. 第9-10周：PLC在机床电气控制中的应用、课程总结与展望八、实验内容与要求1. 实验一：PLC基本接线与编程要求：掌握PLC的基本接线方法，学会使用编程软件进行编程。

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。

机床电气与PLC应用技术教学设计前言机床电气与PLC应用技术作为现代制造业中的重要一环，对于培养学生的实践能力，提高其在工业制造领域中的竞争力具有重要意义。

本文旨在探讨机床电气与PLC应用技术实践教学的教学设计，为教师教学提供参考。

教学目标•熟悉机床电气和PLC应用技术的基本原理和相关知识；•掌握机床电气和PLC应用技术的常规调试、维修方法；•培养学生的实践操作能力，提高其解决实际工程问题的能力及创新思维。

教学内容机床电气基础知识和电气系统概述1.机床电气系统的基本组成2.常用电器元件的类型、工作原理和特点3.电气控制回路的基本组成和功能4.电气维修的基本方法和技巧数控系统及相关电路1.数值控制在机床电气中的应用2.数值控制技术的结构和特点3.常见数控系统的概述及其应用领域4.数控系统与电机控制电路的关系及其应用PLC应用技术基础知识和PLC系统概述1.PLC的基本概念、发展历程及其优缺点2.PLC系统的基本构成和功能3.典型的PLC系统软、硬件组成LADDER语言及其应用DDER语言的基本概念和语法规则的形式DDER语言的基本指令和特点DDER语言应用的基本实验和设计教学方法以实践为重点，理论为辅助的教学方法。

对于机床电气和PLC应用技术，教师应该在实验室中向学生演示和讲解相关的知识。

然后，要求学生利用所掌握的知识在实验室中进行相关的实验和操作。

教学内容应该融入到实际工程中，使学生在接受理论知识的同时，对实际问题有一个清晰的认识。

实验室中的教学内容应该贴近实际应用，结合现代制造业的发展需求，适时地增加一些新的实验教学内容。

学生的自主学习也是非常重要的，教师应该引导学生积极参与到课堂教学中，鼓励学生开展相关的课外实验和调试工作，加深对机床电气和PLC应用技术的掌握。

教学评价教学评价是教育教学工作中的重要环节。

针对机床电气和PLC应用技术教学，可采用以下评价方式：1.课堂表现：课堂听讲、实验操作和作业完成情况的评价；2.实验分析：针对实验教学所设计的方案和实验结果的分析和评价；3.设计报告：对于学生课程设计和课程作业的评价。