下载文档原格式
PLC项目教学教案第一章：PLC基础知识1.1 PLC简介1.1.1 PLC的定义1.1.2 PLC的发展历程1.1.3 PLC的应用领域1.2 PLC的组成部分1.2.1 中央处理单元（CPU）1.2.2 输入/输出模块（I/O模块）1.2.3 电源模块1.2.4 编程设备及通信接口1.3 PLC的工作原理1.3.1 PLC的工作方式1.3.2 PLC的扫描周期1.3.3 PLC的指令系统第二章：PLC编程软件的使用2.1 编程软件的安装与启动2.1.1 软件的安装步骤2.1.2 软件的启动及界面简介2.2 编程软件的基本操作2.2.1 创建新项目2.2.2 输入/编辑程序2.2.3 编译与程序2.3 编程软件的功能模块2.3.1 梯形图编程2.3.2 功能块图编程2.3.3 指令表编程第三章：PLC编程技术3.1 定时器与计数器3.1.1 定时器的使用3.1.2 计数器的使用3.2 逻辑控制指令3.2.1 常用的逻辑控制指令3.2.2 指令的编程与应用3.3 数据传输与运算指令3.3.1 数据传输指令3.3.2 运算指令3.4 功能指令3.4.1 常用功能指令简介3.4.2 功能指令的应用实例第四章：PLC控制系统设计4.1 PLC控制系统设计流程4.1.1 需求分析4.1.2 硬件选型4.1.3 软件设计4.1.4 系统调试与验收4.2 PLC控制系统硬件设计4.2.1 PLC的选型及参数确定4.2.2 I/O模块的配置4.2.3 外围设备的选型及连接4.3 PLC控制系统软件设计4.3.1 梯形图编程方法4.3.2 功能块图编程方法4.3.3 指令表编程方法第五章：PLC项目实践5.1 项目一：三相异步电动机的启停控制5.1.1 项目要求5.1.2 设计思路5.1.3 编程与实现5.2 项目二：抢答器系统5.2.1 项目要求5.2.2 设计思路5.2.3 编程与实现5.3 项目三：水位自动控制系统5.3.1 项目要求5.3.2 设计思路5.3.3 编程与实现5.4 项目四：交通信号灯控制系统5.4.1 项目要求5.4.2 设计思路5.4.3 编程与实现5.5 项目五：小型生产线自动控制系统5.5.1 项目要求5.5.2 设计思路5.5.3 编程与实现第六章：PLC的故障诊断与维护6.1 PLC故障诊断方法6.1.1 视觉检查法6.1.2 信号诊断法6.1.3 程序检查法6.2 PLC故障处理步骤6.2.1 确定故障现象6.2.2 定位故障部位6.2.3 故障原因分析6.2.4 故障排除与修复6.3 PLC的日常维护与保养6.3.1 环境要求6.3.2 硬件维护6.3.3 软件维护第七章：PLC在工业现场的应用案例分析7.1 案例一：PLC在自动化生产线的应用7.1.1 应用背景7.1.2 系统设计7.1.3 实施效果分析7.2 案例二：PLC在电梯控制系统中的应用7.2.1 应用背景7.2.2 系统设计7.2.3 实施效果分析7.3 案例三：PLC在环保领域的应用7.3.1 应用背景7.3.2 系统设计7.3.3 实施效果分析第八章：PLC技术的发展趋势8.1 PLC技术的创新点8.1.1 微处理器的升级8.1.2 通信技术的进步8.1.3 编程技术的创新8.2 PLC技术在物联网中的应用8.2.1 物联网的基本概念8.2.2 PLC在物联网中的作用8.2.3 物联网下的PLC技术发展8.3 PLC技术在智能制造中的应用8.3.1 智能制造的概念8.3.2 PLC在智能制造中的关键作用8.3.3 智能制造下的PLC技术发展第九章：PLC技术的安全性与可靠性9.1 PLC系统的安全性9.1.1 硬件安全措施9.1.2 软件安全措施9.1.3 系统安全防护策略9.2 PLC系统的可靠性9.2.1 硬件可靠性设计9.2.2 软件可靠性设计9.2.3 系统可靠性评估与改进第十章：PLC技术的未来展望10.1 新型PLC技术的发展方向10.1.1 边缘计算与PLC的融合10.1.2 与PLC的结合10.1.3 开源PLC技术的兴起10.2 PLC技术在未来的应用前景10.2.1 工业4.0与PLC技术10.2.2 智慧城市与PLC技术10.2.3 轨道交通与PLC技术重点和难点解析一、PLC基础知识重点和难点解析：PLC的定义、发展历程、应用领域以及其组成部分和工作原理是理解PLC技术的基础。
PLC教学教案(总)一、教学目标1. 了解PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念、结构和功能。
2. 掌握PLC的基本编程方法和应用。
3. 培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
二、教学内容1. PLC的基本概念PLC的定义PLC的组成与工作原理2. PLC的结构与功能PLC的硬件结构PLC的软件系统PLC的功能模块及其应用3. PLC编程方法指令系统程序设计方法编程软件的使用4. PLC的应用案例工业自动化控制电气设备控制民用设备控制5. PLC的实际操作PLC的硬件连接编程软件的操作程序的与调试三、教学方法1. 讲授法：讲解PLC的基本概念、结构和功能，引导学生掌握相关知识。
2. 案例分析法：分析PLC的应用案例，让学生了解PLC在实际工程中的应用。
3. 实践操作法：组织学生进行PLC的实际操作，培养学生的动手能力。
4. 小组讨论法：分组进行课题讨论，提高学生的团队协作能力。
四、教学资源1. 教材：选用权威、实用的PLC教材。
2. 课件：制作精美的PPT课件，辅助讲解。
3. 设备：配备PLC实验设备，供学生实际操作。
4. 编程软件：安装PLC编程软件，方便学生编程练习。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的课堂表现、作业完成情况。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和解决问题的能力。
3. 期末考试：测试学生对PLC知识的掌握程度。
六、教学重点与难点教学重点：1. PLC的基本概念及其在工业自动化中的作用。
2. PLC的硬件结构和软件系统的组成。
3. 常用的PLC编程指令及其应用。
4. PLC控制系统的设计与调试方法。
教学难点：1. PLC的内部工作原理及其指令执行过程。
2. 复杂控制逻辑的编程与调试。
3. PLC与上位机及其他设备的通信技术。
七、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括理论教学和实践操作两部分。
2. 教学计划：章节一：PLC的基本概念与结构（4课时）章节二：PLC的软件系统与编程基础（4课时）章节三：PLC的指令系统与编程实例（4课时）章节四：PLC控制系统的设计与调试（4课时）章节五：PLC的应用案例分析（4课时）章节六：PLC的实际操作与调试（4课时）章节七：PLC通信技术及应用（4课时）八、教学过程1. 课堂讲解：通过PPT课件，结合实例，详细讲解PLC的基本概念、结构、编程方法及其应用。
、模块式PLC的组成
三、PLC各部分的作用
（一）中央处理单元（CPU）的作用
(1)控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储。
(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。
(3) 用扫描的方式接收输入设备的状态（即开关量信号）和数据
（即模拟量信号)。
(4) 执行用户程序，输出控制信号。
(5)与外部设备或计算机通信。
CPU是PLC的核心部件，小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU，中型PLC多采用16
微处理器或单片机作为CPU，大型PLC多采用高
二、用户程序的循环扫描过程
与继电器控制系统对信息的处理方式是不同的！它们的区别如下：
继电器控制系统——对信息的处理是采用“并行”处理方式，只要电流形成通路，就可能有几个电器同时动作。
控制系统——对信息的处理是采用扫描方式，它是顺序地、连续地、循环地逐条执行程序
注：
PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样
操作员面板是一种中档的人机界面产品,硬键盘操作,有文本操作面板和图形操作面板二大类。
显示更多的文字和图形,适用于中小型的PLC
制系统,完成较复杂的显示与操作。
plc教案设计PLC教案设计一、课程简介本课程将介绍可编程逻辑控制器（PLC）的基本概念、工作原理和应用。
通过本课程的学习，学生将了解PLC在自动化控制系统中的作用，掌握基本的PLC编程技巧，并能够在实际项目中应用PLC技术。
二、教学目标1. 理解PLC的基本概念和工作原理。
2. 掌握PLC的基本编程指令和编程技巧。
3. 能够进行简单的PLC控制系统设计和调试。
4. 培养学生对PLC技术的兴趣和实际应用能力。
三、教学内容1. PLC的基本概念和工作原理。
2. PLC的硬件组成和软件编程。
3. 基本指令系统及其应用。
4. 顺序控制编程技巧。
5. 实际案例分析与应用。
四、教学方法与手段1. 理论教学：通过讲解和演示，使学生了解PLC的基本概念和工作原理。
2. 实验教学：通过实验操作，使学生掌握基本的PLC编程技巧和顺序控制编程方法。
3. 项目实践：通过实际项目，让学生应用所学知识解决实际问题，提高实际应用能力。
4. 小组讨论：鼓励学生分组讨论，互相学习，共同进步。
5. 教学评估：通过作业、实验报告和项目报告等手段，全面评估学生的学习效果。
五、教学资源1. PLC实验箱/模拟器：用于实验教学和实践操作。
2. PLC编程软件：用于编写和调试PLC程序。
3. 教学PPT和视频：用于辅助理论教学。
4. 学习手册和教材：提供更详细的理论知识和实例。
5. 网络资源：提供更多关于PLC的资料和案例，供学生自主学习。
六、教学安排1. PLC基础理论（2学时）：介绍PLC的基本概念和工作原理。
2. PLC硬件与软件（2学时）：介绍PLC的硬件组成和软件编程基础。
3. 基本指令系统（4学时）：讲解并演示基本指令系统的应用。
4. 顺序控制编程（4学时）：讲解并演示顺序控制编程技巧和方法。
5. 案例分析与实践（4学时）：进行实际案例的分析、设计和实践操作。
《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。
plc技术应用第3版初厚绪教案教案标题：PLC技术应用第3版初厚绪教案教案目标：1. 了解PLC（可编程逻辑控制器）技术的基本原理和应用领域。
2. 学习PLC编程的基本知识和操作方法。
3. 掌握PLC在工业自动化控制系统中的应用案例和技术要点。
教学内容：1. PLC技术概述a. 什么是PLC及其特点b. PLC的基本组成和工作原理c. PLC与传统继电器控制的比较2. PLC编程基础a. PLC编程语言和指令集概述b. 常用的PLC编程软件介绍c. PLC编程的基本步骤和注意事项3. PLC应用案例a. PLC在工业生产线中的应用b. PLC在智能建筑控制系统中的应用c. PLC在交通信号控制系统中的应用教学方法：1. 讲授与讨论相结合：通过讲解理论知识，引导学生参与讨论和思考。
2. 案例分析：通过实际案例分析，帮助学生理解PLC技术在不同领域中的应用。
3. 实践操作：组织学生进行PLC编程实践，提升他们的实际操作能力。
教学资源：1. 教材：《PLC技术应用第3版初厚绪》2. 课件：根据教学内容制作相关课件3. 实验设备：PLC编程软件及相应的硬件设备教学步骤：1. 导入：通过问题导入，引起学生对PLC技术的兴趣和思考。
2. 知识讲解：依次讲解PLC技术概述、PLC编程基础和PLC应用案例的内容。
3. 案例分析：选取一个实际的PLC应用案例进行分析和讨论。
4. 实践操作：组织学生进行PLC编程实践，提升他们的实际操作能力。
5. 总结与评价：对本节课的内容进行总结，并对学生的表现进行评价。
教学评估：1. 学生参与度评估：通过学生的课堂参与情况，评估他们对PLC技术的学习兴趣和积极性。
2. 实践操作评估：评估学生在实践操作中的PLC编程能力和应用思维能力。
3. 课堂讨论评估：评估学生在课堂讨论中的问题分析和解决能力。
拓展活动：1. 参观工业自动化控制系统的现场，深入了解PLC技术在实际生产中的应用。
一、教学目标1. 让学生了解PLC的基本概念、组成和功能。
2. 使学生掌握PLC的基本编程方法，能够根据实际需求编写简单的PLC程序。
3. 培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实践操作技能。
二、教学重点1. PLC的基本组成和功能。
2. PLC编程的基本方法。
三、教学难点1. PLC编程逻辑的编写。
2. PLC程序的调试与优化。
四、教学准备1. 教学课件：包括PLC的基本概念、组成、功能、编程方法等。
2. PLC实验设备：PLC主机、编程器、实验箱等。
3. 实验项目：根据教学需求设计实验项目。
五、教学过程1. 导入新课（1）教师简要介绍PLC的发展历程和应用领域。
（2）提问：什么是PLC？PLC有哪些优点？2. 讲解PLC基本概念（1）讲解PLC的组成：输入模块、输出模块、中央处理器、存储器等。
（2）讲解PLC的功能：控制、监控、数据处理等。
3. PLC编程方法（1）讲解PLC编程的基本步骤：需求分析、程序设计、程序下载、调试等。
（2）讲解PLC编程语言：梯形图、指令表、功能块图等。
4. 实验项目讲解（1）教师演示实验项目操作步骤。
（2）讲解实验项目中的关键点和注意事项。
5. 学生分组实验（1）学生分组，每组一台PLC实验设备。
（2）学生根据实验项目要求，编写PLC程序。
（3）教师巡回指导，解答学生疑问。
6. 实验总结（1）学生汇报实验结果，教师点评。
（2）总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
7. 课堂小结（1）回顾本节课所学内容。
（2）布置课后作业，巩固所学知识。
六、教学评价1. 课后作业完成情况。
2. 学生在实验过程中的表现，如团队合作、问题解决能力等。
3. 学生对PLC编程的掌握程度。
七、教学反思1. 教学内容是否满足学生需求。
2. 教学方法是否有效，是否需要改进。
3. 学生对PLC编程的兴趣和积极性。
通过以上教学过程，使学生掌握PLC的基本概念、组成、功能、编程方法，提高学生的实践操作技能和问题解决能力。
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。
《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制系统简介了解电气控制系统的概念、组成及分类掌握电气控制系统的图形符号和文字符号1.2 低压电器熟悉常用的低压电器元件及其功能掌握低压电器的图形符号和文字符号1.3 电气控制电路图的识读与分析学习电气控制电路图的识读方法练习分析简单的电气控制电路第二章：PLC基本原理2.1 PLC简介了解PLC的概念、发展历程及分类掌握PLC的组成、工作原理及应用领域2.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装、启动及操作界面掌握编程软件的基本功能及使用方法2.3 PLC编程基础熟悉PLC编程的基本规则和方法掌握PLC编程的基本语句和功能指令第三章：PLC控制系统设计与应用3.1 PLC控制系统设计步骤学习PLC控制系统设计的基本步骤和方法了解PLC控制系统设计中的注意事项3.2 PLC控制系统的应用案例分析实际应用案例，了解PLC控制系统在各个领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法3.3 PLC控制系统的设计与仿真学习PLC控制系统的设计与仿真方法练习使用PLC仿真软件进行控制系统的设计与调试第四章：电气控制与PLC控制系统的设计与实施4.1 电气控制与PLC控制系统的设计结合具体项目，进行电气控制与PLC控制系统的设计掌握设计过程中各环节的关键技术4.2 电气控制与PLC控制系统的实施学习电气控制与PLC控制系统的实施方法了解实施过程中的注意事项及故障处理方法4.3 电气控制与PLC控制系统的设计与实施案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统的设计与实施过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第五章：电气控制与PLC控制系统的设计与优化5.1 电气控制与PLC控制系统的设计优化学习电气控制与PLC控制系统设计优化的方法掌握设计优化过程中各环节的关键技术5.2 电气控制与PLC控制系统的性能评估与改进了解电气控制与PLC控制系统性能评估的方法学习控制系统性能改进的方法和技巧5.3 电气控制与PLC控制系统的设计与优化案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统设计与优化过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第六章：电气控制与PLC控制系统的安全与保护6.1 电气控制与PLC控制系统安全技术学习电气控制与PLC控制系统安全技术的基本知识了解常见的安全保护装置及其功能6.2 电气控制与PLC控制系统故障诊断与保护掌握电气控制与PLC控制系统故障诊断的基本方法学习故障保护措施及实施方法6.3 电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用探讨电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用问题学习相应的防护措施和技术第七章：电气控制与PLC控制系统在工业自动化中的应用7.1 工业自动化与电气控制的关系理解工业自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉工业自动化系统的分类和组成7.2 PLC在工业自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在工业自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法7.3 电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用学习电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用了解自动化生产线的构成、工作原理及运行维护第八章：电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的应用8.1 交通运输领域电气控制与PLC控制系统概述了解交通运输领域电气控制与PLC控制系统的基本应用掌握相关系统的组成和功能8.2 PLC在交通运输领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在交通运输领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法8.3 电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新与发展探讨电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新学习新技术在相关领域中的应用和前景第九章：电气控制与PLC控制系统在楼宇自动化中的应用9.1 楼宇自动化与电气控制的关系理解楼宇自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉楼宇自动化系统的分类和组成9.2 PLC在楼宇自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在楼宇自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法9.3 电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用学习电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用了解智能楼宇的构成、工作原理及运行维护第十章：电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的角色10.1 新能源与电气控制的关系探讨新能源领域电气控制的重要性及其应用学习新能源领域电气控制的技术特点和发展趋势10.2 PLC在新能源领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在新能源领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法10.3 电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的挑战与机遇探讨电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中所面临的挑战分析未来的机遇以及如何应对挑战，保持技术的持续发展。
课题：第四章 开关量控制系统梯形图设计方法4.1 梯形图的经验设计法要求：1.掌握PLC 程序设计的一般步骤； 2.掌握PLC 程序设计的常用方法。
重点：PLC 程序设计的一般步骤 难点：PLC 程序设计的常用方法 教学手段：口述、板书教学方法：多媒体、讲授法、启发式等直观教学法第四章 开关量控制系统梯形图设计方法程序设计是PLC 应用中最关键的问题。
程序设计方法是指用什么方法设计PLC 梯形图。
它们是梯形图设计的状态表法、PLC 程序设计的功能图法、PLC 程序设计的流程图法及PLC 程序设计的现代Petri 网方法等。
状态表和功能图是用于程序设计的两种表示方法。
状态表法是从传统继电器逻辑设计方法继承而来的，经过适当改进，适合于可编程控制器梯形图设计的一种方法。
它的基本思想是，被控过程由若干个状态组成，每个状态都是由于接受了某个切换主令信号而建立，辅助继电器用于区分状态且构成执行元件的输入变量，而辅助继电器的状态由切换主令信号来控制。
正确写出辅助继电器与切换主令信号之间的逻辑方程及执行元件与辅助继电器之间的逻辑关系，也就基本完成了程序设计任务。
但状态表法仅适合于单一顺序问题的程序设计，而对于具有并发顺序和选择顺序的问题就显得无能为力了。
功能图法是先将控制要求表达为功能图，用功能图来说明可编程控制器所要完成的控制功能，然后由功能图写出逻辑方程，再画出梯形图或写出指令。
在工业控制中，往往要求按确定的顺序按步操作，这时除了用基本逻辑指令编程外，还可采用移位寄存器来实现其控制，这样将大大简化程序设计。
随着PLC 技术的发展，PLC 的数据处理功能愈来愈强的数据处理功能愈来愈强。
而且，对逻辑问题，有时采用数据处理指令来解决，比单纯用逻辑指令要简单。
但是，许多逻辑设计的方法很难直接用于设计与数据处理有关的PLC 程序。
流程图是熟悉计算机高级语言的程序设计人员常用的一种解决与数据处理指令有关PLC 程序设计的有效方法。
状态表法、功能图法可以解决顺序、随机等类型问题的程序设计。
但是，这些方法不适用于具有协调、竞争等性质系统控制程序的设计。
Petri 网方法是解决并行系统程序设计的一种好方法。
4.1 梯形图的经验设计法 4.1.1 PLC 程序设计的一般步骤 1．梯形图的绘制原则1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。
每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。
每一个逻辑行起于左母线，然后是触点的连接，最后终止于继电器线圈或右母线。
绘制梯形图时应注意的是：线圈与右母线之间没有任何触点，而线圈与左母线之间必须要有触点。
2）在梯形图中某个编号继电器线圈只能出现一次，而继电器触点（常开或常闭）可无限次引用。
有些PLC ，在含有跳转指令或步进指令的梯形图中允许线圈重复输出。
3）在每一逻辑行中，串联触点多的支路应放在上方。
如果将串联触点多的支路放在下方，则语句增多，程序变长。
如图4-1所示。
4）在每一个逻辑行中，并联触点多的支路应放在左边。
如果将并联触点多的电路放在右边，则语句增多、程序变长。
如图4-2所示。
图4-15）梯形图中，不允许一个触点上有双向“电流”通过。
如图4-3a 所示，触点X002上有双向“电流”通过，该梯形图不能编程，这是不允许的。
对于这样的梯形图，应根据其逻辑功能作适当的等效变换，如图4-3b 所示。
6）梯形图中，当多个逻辑行都具有相同条件时，为了节省语句数量，常将这些逻辑行合并。
如图4-4a 所示，并联触点X000、X001是各个逻辑行所共有的相同条件。
可合并成图4-4b 所示的梯形图，可以利用主控指令或分支指令来编程。
7）如果电路结构复杂，用ANB 、ORB 等指令难以处理时，可以重复使用一些触点改成等效电路，再进行编程，如图4-5所示。
图4-2 图4-3图4-4 图4-58) 设计梯形图时，输入继电器的触点状态全部按相应的输入设备为常开进行设计更为合适，不易出错。
2．PLC程序设计的一般步骤1）详细了解生产工艺和设备对控制系统的要求。
必要时画出系统的工作循环图或流程图、功能图及有关信号的时序图。
2）将所有输入信号（按钮、行程开关、速度及时间等传感器），输出信号（接触器、电磁阀、信号灯等）及其它信号分别列表，并按PLC内部软继电器的编号范围，给每个信号分配一个确定的编号，即编制现场信号与PLC软继电器编号对照表。
3）根据控制要求设计梯形图。
图上的文字符号应按现场信号与PLC软继电器编号对照表的规定标注。
4）编写程序清单。
梯形图上的每个逻辑元件均可相应地写出一条命令语句，编写程序应按梯形图的逻辑行和逻辑元件的编排顺序由上至下、自左至右依次进行。
4.1.2程序设计的常用方法1.将继电器控制电路，改画成梯形图。
对于成熟的继电器控制系统，可用此法改画成PLC梯形图。
图4-6为三相感应电动机正反转控制电路，现以此为例来说明此法。
图4-6三相感应电动机正反转控制电路1）分析控制要求正转：按下SB2，KM1通电吸合，M正转；反转：按下SB3，KM2通电吸合，M反转；停止：按下SB1，KM1（KM2）断电释放，M停。
2）编制现场信号与PLC软继电器对照表，见表4-1。
表4-1 现场信号与PLC地址对照表类别名称现场信号PLC地址输入信号停止按钮SB1 X000正转按钮SB2 X001反转按钮SB3 X002热继电器KR X003输出信号正转接触器KM1 Y000反转接触器KM2 Y0013）画梯形图。
按梯形图的要求把原控制电路适当改动，并根据表4-1标出各触点，线圈的文字符号，见图4-7。
改用PLC软继电器后，触点的使用次数不受限制，故作为停止按钮和热继电器的输入继电器触点各用了两次。
由于梯形图中得触点代表软继电器的状态，其中X000的常闭触点只有在输入继电器X000未得电的条件下其接线图如图4-8所示。
4）列写程序清单。
根据梯形图自上而下，从左到右按它们的逻辑关系，列写程序清单如表4-2所示。
2.经验设计法。
根据被控对象对控制的要求，初步设计出继电器控制电路，或直接设计出梯形图，再进行必要的化简和校验，有时在调试过程中还需要进行必要的修改。
这种设计方法灵活性大，其结果一般不是唯一的。
例如：电动机正反转控制电路图4-7a 所示为PLC 的外部硬件接线图。
其中SB1为停止按钮，SB2为正转起动按钮，SB3为反转起动按钮，KM1为正转接触器，KM2为反转接触器。
实现电动机正反转功能的梯形图如图4-7b 所示。
应该注意的是：图4-7虽然在梯形图中已经有了内部软继电器的互锁触点(X001与X002、Y000与Y001)，但在外部硬件输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行互锁。
因为，一方面是PLC 内部软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于扫描周期，来不及响应。
另一方面也是避免接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。
表4-2 程序清单步序号 指令数据步序号指令数据0 1 2 3 4 5 6 7LD OR ANIANI ANI ANI OUT LD X001 Y000 X000 X002 X003 Y001Y000 X0028 9 10 11 12 13 14 OR ANI ANI ANI ANI OUT ENDY001 X000 X001 X003Y000 Y0014.1.3 实例设计（一）送料小车自动控制系统的程序设计题目：如送料小车系统示意图，SQ1、SQ2为运料小车左右终点的行程开关。
运料小车在SQ1处装料，20s 后装料结束，开始右行。
当碰到SQ2后停下来卸料，15s 后左行，碰到SQ1后又停下来装料。
这样不停地循环工作，直到按下停止按钮SB3。
按钮SB1和SB2分别是小车右行和左行的起动按钮。
课题：第四章开关量控制系统梯形图设计方法4.2顺序控制设计法与顺序功能图要求：1.掌握PLC程序设计的一般步骤；2.掌握PLC程序设计的常用方法。
重点：PLC程序设计的一般步骤难点：PLC程序设计的常用方法教学手段：口述、板书教学方法：多媒体、讲授法、启发式等直观教学法4.2 顺序控制设计法与顺序功能图4.2.1顺序控制设计法用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。
在设计较为复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆、连锁和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。
修改某一局部电路时，可能对系统的其他部分产生意想不到的影响，因此梯形图的修改也很麻烦，花了很长的时间还得不到一个满意的结果。
用经验法设计出的梯形图往往很难阅读、，给系统的修改和改进带来了很大的困难。
所谓顺序控制，就是按照生产预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有序地行操作。
使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。
有的PLC编程软件为用户提供了顺序功能图（SFC）语言，在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。
顺序控制设计设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经验的设计者也会提高设计的效率，程序的阅读和测试修改也很方便。
某厂有经验的电气工程师用经验设计法设计某控制系统的梯形图，花了两周的时间，同一系统改用顺序控制设计法，只用了不到半天的时间，就完成了梯形图的设计和模拟调试，现场试车一次成功。
使系统由当前步进入下一步的信号为转换条件，转换条件可以是外部的输入信号，如按扭、指令开关、限位开关的接通和断开等，也可以是PLC内部产生的信号，如定时器、记数器常开触点的接通等，转换条件还可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。
顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让他们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出继电器。
顺序功能图（Sequential function chart,简称为SFC）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。
顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言，可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。
1993年5月公布的IEC PLC 标准（IEC1131）中，顺序功能图被定为PLC位居首位的编程语言。
顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或指令）组成。
4.2.2步与动作1．步顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step）可以用编程元件（例如内部辅助继电器M和状态继电器S）来代表各步。
