PLC授课教案1
授课教案（一）
                                                        审批：
plc的组成
授课班级
任课教师
授课
题目
任务一、PLC应用基础知识
授    课
时间长度
270  分钟
所用教材
PLC项目教程
授课对象分析
五年制高职和中专学生，已在校两学期，有一定的专业基础
教学
目标
1.了解可编程序控制器的发展、分类、特点及应用
2.掌握PLC的基本结构和控制系统；
3.掌握PLC的工作原理；
4.理解PLC的循环扫描原理；
5.了解PLC的基本组成。
教学
重点
1.掌握PLC的基本结构和控制系统；
2.掌握PLC的工作原理；
3.理解PLC的循环扫描原理.
教学
难点
1.掌握PLC的工作原理；
2.理解PLC的循环扫描原理.
教学
方法
教学方式：讲授  探究□  问答  实验  演示  练习  其他
教学
手段
教学手段：板书□ 多媒体□  模型□  实物  标本□  挂图□  音像□  其他
过程
设计
引导  10 分钟；授新课内容  60 分钟；讨论与提问  20 分钟；演示与实操  150 分钟；总结与布置作业 30  分钟
授课
类型
理论课  讨论课□  理实一体化  练习课□  其他□
教 学 步 骤 设 计
步骤时间
引入新授内容
教师活动
学生活动
目的意图
第一步
（  20分钟）
情景模拟
提出一盏灯的PLC控制问题。
积极参与分析如何解决此类控制问题。
让学生了解PLC控制器在实际生活中的应用。
第二步
（ 70 分钟）
知识准备
1、PLC控制系统组成；
2、硬件组成；
3、软件组成；
4、PLC的工作原理；
5、PLC型号命名方式。
结合PLC控制器讲解新课内容。
学生积极思考，理解PLC的工作原理，认识PLC的组成及输入输出端口。
让学生认识PLC控制器，会识别其型号，连接输入输出端口。
第三步
（ 150分钟）
任务实施
一盏灯的PLC控制
指导学生连接线路，输入程序完成本次任务。
学生根据老师的演示完成本次练习
使学生熟悉PLC输入输出端口的连线，完成简单程序的录入。
第四步
（ 25分钟）
总结评价
带领学生回顾本次课程内容，对每组学生的的表现给与总结和评价。
学生自己总结本次实习的得与失。
学生进一步回顾本次课程内容，及时改正实习中的失误。
第五步
（ 5分钟）
布置作业
课后复习回顾所学课程内容，进一步熟知PLC的结构及应用。
内容讲解：
任务一、PLC应用基础知识
一 、引言
1、PLC的定义
1987年国际电工委员会（IEC）给出定义如下：
“可编程控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计” 
2 、可编程控制器的用途
（1）开关量的逻辑控制
（2）运动控制
（3）过程控制
（4）数据处理
（5）通信联网
（6）在计算机集成制造系统中的应用
二、情景模拟
本课题将通过完成下面指定的控制任务来使学生了解FX2N系列可编程控制器的基本结构及初步认识PLC的软硬件。
控制要求如下：
按下开关SA红灯亮，再次按动开关红灯灭。
【引导问题】
1、如果使用导线、开关控制电路完成此灯的控制任务，需要准备哪些元器件？试着运用前面所学照明电路的相关知识，画出该等的控制电路。
2、如果将该灯的电路控制改造成由PLC控制，如何实现？
三、知识准备
1、PLC控制系统的组成
PLC控制系统由硬件和软件两部分组成，如图1-1-2所示
硬件部分：将输入元件通过输入点与PLC连接，将输出元件通过输出点与PLC连接，构成PLC控制系统的硬件系统。
软件部分：即控制思想，用PLC指令将控制思想转变为PLC可接受的程序。
图1-1-2
由图1-1-2可知　一个最简单的PLC控制系统：主要由输入接口电路，PLC主机（基本单元）及输出接口电路三部分组成 。
PLC主机（基本单元）
（1）PLC主机分类
PLC按结构形式不同，可分为整体式和模块式两类。PLC按控制规模大小，可分为
小型、中型和大型三种类型 ，小型PLC的I/O点数在256点以下，存储容量在8K步以内，具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断和监控等基本功能。
（2）FX系列小型机的外部特征
    FX2N系列小型PLC其外形如图1-1-3所示
图1-1-3  FX2N系列PLC外形图
FX2N系列PLC的面板由三部分组成，即外部接线端子、指示部分和接口部分
1）外部接线端子。外部接线端子包括PLC电源(L、N 、E)、输入用直流电源（24＋、COM）、输入端子（X）、输出端子（Y）和机器接地等。
2）指示部分。指示部分包括各输入输出点的状态指示、机器电源指示（POWER）、机器运行状态指示（RUN）、用户程序存储器后备电池指示（BATT.V）和程序错误或CPU错误指示（PROG-E、CPU-E）。
3）接口部分。主要包括编程器接口、存储器接口、扩展接口和特殊功能模块接口等。在机器面板上，还设置了一个PLC运行模式转换开关SW(RUN/STOP)，RUN使机器处于运行状态（RUN指示灯亮）；STOP使机器处于停止状态（RUN指示灯灭）。
2、PLC硬件组成
一套PLC系统的硬件一般由基本单元（包括CPU、储存器、输入/输出接口及内部电源等）、I/O扩展模块、扩展单元、转换电缆接口、特殊适配器和特殊功能模块等外部设备组成。
（1）中央处理器（CPU）
目前常用的可编程机型一般多为8位或16位机。可
（2）存储器
只读存储器（ROM)和随机读写存储器(RAM)。
（3）输入输出端口
1）输入端口
数字（开关）量输入接口
（a)直流输入接口单元电路
(b) 交/直流输入接口单元电路
    (c) 交流输入电路
    2）输出端口 
    数字（开关）量输出接口
(a)继电器输出：可用于交流和直流两种电源，但接通断开效率低
(b)晶体管输出：只适用于直流驱动的场合，有较高的接通断开频率
(c)可控硅（晶闸管）输出：仅适用于交流驱动场合，有较高的接通断开频率 
（4）电源部分
FX2N系列PLC机器上有两组电源端子
1）用于PLC工作电源的输入：L、N 、E是PLC的电源输入端子，额定电压为AC100～240V
2）输入回路所用电源：24＋、COM是机器为输入回路提供的直流24V电源
3、I/O端子使用说明
FX2N系列PLC的 I/O点编号采用8进制，以FX2N-48点的PLC为例：
输入寄存器为：X000～X007、X010～X017、X020～X027共24点
输入回路连线
  输出寄存器为：Y000～Y007、Y010～Y017、Y020～Y027共24点。
输出回路连线
4、FX2N可编程控制器软件认识
  （1）系统程序：管理程序、用户指令解释程序以及供系统调用的专用标准程序
  （2）用户程序：用户使用PLC编程的软元件和编程语言（如梯形图）编制的应用程序 。
  （3）工作数据区：PLC对各类数据的存储位置有着严格的划分（详见课本附录A  FX系列PLC基本性能）
5、PLC型号命名方式
ES→输出COM端接直流电源负极
ESS→输出COM端接直流电源正极
  6、PLC的工作原理
PLC的工作过程采用串行扫描的工作方式，其工作过程分三个阶段进行。
（1）输入采样阶段
  （2）程序执行阶段
（3） 输出刷新阶段
PLC反复执行上述三个阶段。因为计算机每一瞬间只能做一件事，因此工作的次序是输入→第一步运算→第二步运算……最后一步运算→输出。这种工作方式成为扫描工作方式。每重复一次的时间就是程序的一个扫描周期。
四、任务实施
1、学生熟悉实训台，选择合适的实训模板。
2、绘制I/O接线图并连接线路。
I/O分配表：
输入
说明
输出
说明
SA
X1
开关
HL
Y1
灯
I/O接线图：
SA
3、编写梯形图或指令程序
 
4、使用计算机将指令程序录入PLC。
5、根据控制要求对控制系统进行调试，直到符合要求 。
五、小结
1、PLC控制系统的组成； 2、FX2N可编程控制器硬件认识；
3、I/O端子使用说明；  4、FX2N可编程控制器软件认识；
5、PLC型号命名方式；  6、PLC各部分的认识；
7、PLC的外部连线。
作业内容：1、FX2N可编程控制器主要由哪些部分组成，各有哪些用途？
2、FX2N可编程控制器内部寄存器有哪些？
3、简述可编程控制器的发展方向及应用领域。

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