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实训性质
基础技能实训■核心技能实训□综合技能实训□
面向专业
机电设备安装与维修■数控技术应用□
模具设计与制造□汽车运用与维修□
开设学期
第1、2学期
二.实训任务和目标
(一)知识目标
1.了解可编程控制器的定义、结构、特点、工作过程,熟悉软元件的使用方法及注意事项,学会GXDeveloper软件的安装及其功能和型号的选用。
2.熟悉I/O分配表和接线图的画法。
3.掌握应用基本指令编写常动控制线路的梯形图、指令表、I/O分配表和接线图并通电试车。
4.掌握应用基本指令编写自动往返控制线路的梯形图、指令表、I/O分配表和接线图并通电试车。
(二)能力目标
1.学会安装GXDeveloper软件和初步选用PLC的类型及正确使用。
2.具有灵活运用基本指令编写三相异步电动机单向启动控制的PLC程序并装配和调试控制线路的能力。
3.具有灵活运用基本指令编写PLC程序并装配和调试控制线路的能力。
(三)素质目标
1.有良好的团队协作精神与交流沟通能力,能够与他人分享成功与失败。
2.养成勇于克服困难的精神,在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,具有较强的忍耐力,战胜困难。
3.养成及时完成阶段性工作任务的习惯,言必信,行必果,信用意识、敬业意识、效率意识。
4.有良好的职业道德素养和环境保护意识。
5.能够把握问题发生的关键,利用有效资源,提出解决问题的意见或方案,并付诸实施,使问题得到解决的能力。
6.培养学生实事求是、严肃认真、踏实细致的严谨工作作风和科学工作态度,提高技术素质、思想素质和创新素质。
2.具有较强的忍耐力,具有解决问题的能力。
3.养成及时完成阶段性工作任务的习惯,言必信,行必果,信用意识,敬业意识、效率意识。
4.有良好的的职业道德素养和环境保护意识。
学生实训守则
1.严格遵守实训室各项规章制度,服从实训指导教师和管理人员的指导与管理。
2.认真预习实训教材和指导书,明确实训目的、内容和步骤,理解实训原理,了解仪器设备操作规程和所用物品特性,认真做好一切准备工作。
3.不迟到、不旷课,不把与实训无关的东西带入实训室,不动用与本实训无关的设备。
4.保持实训室安静、整洁。
不大声喧哗,不相互嬉闹,不随地吐痰,不乱扔杂物,不随意窜岗,不做与实训无关的事情。
5.严格遵守操作规程。
经指导教师允许,方可开始实训,仪器设备发生故障,应立即报告指导教师。
6.注意实训安全。
按规定穿戴好防护用品,防止发生意外,一旦发生意外事件,应立即报告指导教师,服从指导教师的指挥。
7.爱护实训仪器设备。
损坏、丢失仪器设备应书面向指导教师说明情况,听候指导教师处理。
8.实训完毕,应关闭相关水源、电源和气源;
应认真清理实训器材,将仪器设备恢复原状;
听从安排,认真做好清洁卫生工作。
9.认真总结实训情况,独立完成实训报告,并按时送交指导教师批阅。
PLC实训室实训要求
1.元件摆放时按照一定次序集中摆放,并且元器件之间留有适当间隔。
另外元件的布置讲究美观、对称,并遵循便于操作、观察、测量、分析等原则。
2.导线采用单股硬导线。
布线时应讲究横平竖直,避免交叉连接,并且考虑用线最少、最短。
3.接线要紧固,不能有裸体的线头在外。
4.故障检查一定要在断电情况下进行,必须通电检查的则注意安全问题。
5.故障检查依照先主电路,后控制电路的顺序。
例如:
若是通电后电动机不转情况,则先检查电源电路,如熔断器是否熔断;
然后查看接线是否有脱线、松动等现象。
最后检查控制电路连接,可用电压测量法,也可用电阻测量法来寻找故障点。
6.操作过程严格遵守实训规则,注意安全问题。
课程考核
课程考核分为理论教学环节考核、实践教学环节考核两个方面,具体操作如下:
一、理论教学环节考核:
包括平时作业评分、课堂考核、平时测试、期末考试等几大部分组成。
1.平时作业评分:
主要通过检查学生作业完成情况,来判断学生对课堂知识的掌握情况,要求学生积极思考,独立完成。
平时作业评分占总分的10%。
2.课堂考核:
采用提问和课堂练习的方式对所学知识的掌握情况进行考核,通过点名的方式考查学生的出勤率。
课堂考核占总分的20%。
3.平时测试:
任课教师根据所带班的实际情况,进行课堂随机考查。
平时测试占总分的20%。
4.期末考试:
采用闭卷方式,教考分离。
考试命题要求覆盖大纲,题型灵活,难易适中,重点考核学生对基本理论和概念的掌握程度和分析问题、解决问题的能力。
期末考试占总分的50%。
二、实践教学考核:
分为PLC技能考查和PLC课程设计考查。
1、技能考查:
由指导老师进行实验实训考查,考查内容包括实验预习、基本操作、调试结果调试、实验报告等几部分。
1)实验预习:
在每个实验前,充分预习实验内容,写出包括实验目的、实验原理、实验步骤的预习报告。
占总分的10%。
2)基本操作:
注重实验技能的培养,要求掌握PLC软件的操作方法及基本的实验方法。
占总分的40%。
3)实验结果:
要求学生通过调试符合控制要求。
占总分的30%。
4)实验报告:
报告书写规范,数据处理正确。
占总分的20%。
2、课程设计考查:
课程设计结束后,由指导老师根据设计成果和考勤等进行考查。
考勤:
通过点名的方式考查学生的出勤率,考勤占总分的10%。
软件使用:
指导老师对学生实验能力进行考查,占总分的20%。
程序设计:
程序能够达到控制要求,占总分的20%。
设计成果:
通过指导老师对学生实习成果的审评,对实习成果给出合理的分值,占总分的30%。
设计报告:
设计结束后,指导老师对学生撰写的设计报告进行合理评分,占总分的20%。
实验一基本指令的编程练习
在模拟实验挂箱中基本指令的编程练习实验区完成本实验。
基本指令编程练习的实验面板图
左图中的接线孔,通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。
Xi为输入点,Yi为输出点。
上图中下面两排X0~X15为输入按键和开关,模拟开关量的输入。
上边一排Y0~Y11是LED指示灯,接PLC主机输出端,用以模拟输出负载的通与断。
任务一与或非逻辑功能实验
在MF21模拟实验挂箱中基本指令的编程练习实验区完成本实验。
一、实验目的
1.熟悉PLC装置
2.熟悉PLC及实验系统的操作
3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法
二、实验原理
调用PLC基本指令,可以实现“与”“或”“非”逻辑功能
三、输入/输出接线列表
输出
接线
Y1
Y2
Y3
Y4
Y01
Y02
Y03
Y04
输入
X10
X11
四、实验步骤
通过专用电缆连接PC与PLC主机。
打开编程软件,逐条输入程序,检查无误并把其下载到PLC主机后,将主机上的STOP/RUN按钮拨到RUN位置,运行指示灯点亮,表明程序开始运行,有关的指示灯将显示运行结果。
拨动输入开关X10、X11,观察输出指示灯Y1、Y2、Y3、Y4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。
五、梯形图参考程序
任务二定时器/计数器功能实验
1.定时器的认识实验
(1)实验目的
认识定时器,掌握针对定时器的正确编程方法
(2)实验原理
定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作,然后产生控制作用。
其控制作用同一般继电器。
(3)梯形图参考程序
2.定时器扩展实验
掌握定时器的扩展及其编程方法
由于PLC的定时器都有一定的定时范围围。
如果需要的设定值超过机器范围,我们可以通过几个定时器的串联组合来扩充设定值的范围。
3.计数器认识实验
认识计数器,掌握针对计数器的正确编程方法
(2)实验原理
三菱FX2N的内部计数器分为16位二进制加法计数器和32位增计数/减计数器两种。
其中的16位二进制加法计数器,其设定值在K1~K32767范围内有效。
这是一个由定时器T0和计数器C0组成的组合电路。
T0形成一个设定值为1秒的自复位定时器,当X10接通,T0线圈得电,经延时1秒,T0的常闭接点断开,T0定时器断开复位,待下一次扫描时,T0的常闭接点才闭合,T0线圈又重新得电。
即T0接点每接通一次,每次接通时间为一个扫描周期。
计数器对这个脉冲信号进行计数,计数到10次,C0常开接点闭合,使Y0线圈接通。
从X10接通到Y0有输出,延时时间为定时器和计数器设定值的乘积:
T总=T0×
C0=1×
10=10S。
参考图2-3。
1)计数器的扩展实验
(1)实验目的
掌握计数器的扩展及其编程方法
由于PLC的计数器都有一定的定时范围。
如果需要的设定值超过机器范围,我们可以通过几个计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
此实验中,总的计数值C总=C0×
C1=20×
3×
1=60S
(3)梯形图参考程序
实验报告与考核
考评类别
安全操作
(10分)
团队合作
实训程序
(50分)
工具使用
课堂纪律
(20分)
组长评分
教师评价
备注:
总分:
实验二LED数码管
在模拟实验挂箱中LED数码显示控制实验区完成本实验。
一、实验目的
了解并掌握置位与复位指令SET、RST在控制中的应用及其编程方法。
SET为置位指令,使动作保持;
RST为复位指令,使操作保持复位。
SET指令的操作目标元件为Y、M、S。
而RST指令的操作元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。
这两条指令是1~3个程序步。
用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。
三、控制要求
按下启动按钮后,由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示:
先是一段段显示,显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H。
随后显示数字及字符,显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F,再返回初始显示,并循环不止。
四、LED数码显示控制的实验面板图:
右部面板中的A、B、C、D、E、F、
G、H用发光二极管模拟输出。
五、输入/输出接线列表
SD
X0
A
B
C
D
E
F
G
H
Y0
Y5
Y6
Y7
六、梯形图参考程序
实验三装配流水线控制的模拟
在MF22实验挂箱中装配流水线的模拟控制实验区完成本实验。
了解移位寄存器在控制系统中的应用及针对位移寄存器指令的编程方法。
使用移位寄存器指令(SFTR、SFTL),可以大大简化程序设计。
移位寄存器指令的功能如下:
若在输入端输入一连串脉冲信号,在移位脉冲作用下,脉冲信号依次移到移位寄存器的各个继电器中,并将这些继电器的状态输出。
其中,每个继电器可在不同的时间内得到由输入端输入的一连串脉冲信号。
在本实验中,传送带共有十六个工位。
工件从1号位装入,依次经过2号位、3号位……16号工位。
在这个过程中,工件分别在A(操作1)、B(操作2)、C(操作3)三个工位完成三种装配操作,经最后一个工位后送入仓库。
注:
其它工位均用于传送工件。
四、装配流水线模拟控制的实验面板图
图中左框中的A~H表示动作输出(用LED发光二极管模拟),右侧框中的A~G表示各个不同的操作工位。
启动
移位
复位
X1
X2
实验四四节传送带的模拟
在模拟实验挂箱中四节传送带的模拟实验区完成本实验。
通过使用各基本指令,进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。
二、控制要求
有一个用四条皮带运输机的传送系统,分别用四台电动机带动,控制要求如下:
启动时先起动最末一条皮带机,经过5秒延时,再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机,待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机立即停止,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障,M1、M2立即停,经过5秒延时后,M3停,再过5秒,M4停。
当某条皮带机上有重物时,该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行5秒后停,而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如,M3上有重物,M1、M2立即停,过5秒,M3停,再过5秒,M4停。
三、四节传送带的模拟实验面板图:
上图中的A、B、C、D表示负载或故障设定;
M1、M2、M3、M4表示传送带的运动。
启动、停止用动合按钮来实现,负载或故障设置用钮子开关来模拟,电机的停转或运行用发光二极管来模拟。
四、输入/输出接线列表
SB1
A
B
C
D
SB2
X0
X1
X2
X3
X4
X5
M1
M2
M3
M4
Y1
Y2
Y3
Y4
(1)模拟故障程序
(2)模拟载重程序
实验五自动配料系统的模拟
在模拟实验挂箱中自动配料系统模拟实验区完成本实验。
(1)熟练掌握PLC的编程和程序调试。
(2)了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编程方法。
系统启动后,配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料,当车装满时,配料系统能自动关闭。
三、自动配料系统模拟实验面板图
按钮
SB1
SB2
S1
SQ1
SQ2
功能
停止
料斗满
车未到位
车装满
连线
X3
X4
指示灯
D1
D2
D3
D4
料斗下口下料
料斗上口下料
L1
L2
M1
M2
M3
M4
车到位
电机M1
电机M2
电机M3
电机M4
Y10
Y11
五、工作过程
(1)初始状态
系统启动后,红灯L2灭,绿灯L1亮,表明允许汽车开进装料。
料斗出料口D2关闭,若料位传感器S1置为OFF(料斗中的物料不满),进料阀开启进料(D4亮)。
当S1置为ON(料斗中的物料已满),则停止进料(D4灭)。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
(2)装车控制
装车过程中,当汽车开进装车位置时,限位开关SQ1置为ON,红灯信号灯L2亮,绿灯L1灭;
同时启动电机M4,经过2S后,再启动启动M3,再经2S后启动M2,再经过2S最后启动M1,再经过2S后才打开出料阀(D2亮),物料经料斗出料。
当车装满时,限位开关SQ2为ON,料斗关闭,2S后M1停止,M2在M1停止2S后停止,M3在M2停止2S后停止,M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭,绿灯L1亮,表明汽车可以开走。
(3)停机控制
按下停止按钮SB2,自动配料装车的整个系统终止运行。
实验六十字路口交通灯控制的模拟
在MF22模拟实验挂箱中十字路口交通灯模拟控制实验区完成本实验。
熟练使用各基本指令,根据控制要求,掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。
二、十字路口交通灯控制实验面板图:
实验面板图中,甲模拟东西向车辆行驶状况;
乙模拟南北向车辆行驶状况。
东西南北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。
信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒。
东西绿灯亮维持20秒。
到20秒时,东西绿灯闪亮,闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2秒。
到2秒时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒。
南北绿灯亮维持20秒,然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮,维持2秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮,周而复始。
SD
X0
南北G
南北Y
南北R
东西G
东西Y
东西R
甲
乙
Y0
当启动开关SD合上时,X000触点接通,Y002得电,南北红灯亮;
同时Y002的动合触点闭合,Y003线圈得电,东西绿灯亮。
1秒后,T12的动合触点闭合,Y007线圈得电,模拟东西向行驶车的灯亮。
维持到20秒,T6的动合触点接通,与该触点串联的T22动合触点每隔0.5秒导通0.5秒,从而使东西绿灯闪烁。
又过3秒,T7的动断触点断开,Y003线圈失电,东西绿灯灭;
此时T7的动合触点闭合、T10的动断触点断开,Y004线圈得电,东西黄灯亮,Y007线圈失电,模拟东西向行驶车的灯灭。
再过2秒后,T5的动断触点断开,Y004线圈失电,东西黄灯灭;
此时起动累计时间达25秒,T0的动断触点断开,Y002线圈失电,南北红灯灭,T0的动合触点闭合,Y005线圈得电,东西红灯亮,Y005的动合触点闭合,Y000线圈得电,南北绿灯亮。
1秒后,T13的动合触点闭合,Y006线圈得电,模拟南北向行驶车的灯亮。
又经过25秒,即起动累计时间为50秒时,T1动合触点闭合,与该触点串联的T22的触点每隔0.5秒导通0.5秒,从而使南北绿灯闪烁;
闪烁3秒,T2动断触点断开,Y000线圈失电,南北绿灯灭;
此时T2的动合触点闭合、T11的动断触点断开,Y001线圈得电,南北黄灯亮,Y006线圈失电,模拟南北向行驶车的灯灭。
维持2秒后,T3动断触点断开,Y001线圈失电,南北黄灯灭。
这时起动累计时间达5秒钟,T4的动断触点断开,T0复位,Y003线圈失电,即维持了30秒的东西红灯灭。
上述是一个工作过程,然后再周而复始地进行。
实验七水塔水位控制
在MF23实验挂箱中水塔水位控制区完成本实验。
用PLC构成水塔水位自动控制系统。
当水池水位低于水池低水位界(S4为ON表示),阀Y打开进水(Y为ON)定时器开始定时,4秒后,如果S4还不为OFF,那么阀Y指示灯闪烁,表示阀Y没有进水,出现故障,S3为ON后,阀Y关闭(Y为OFF)。
当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON,电机M运转抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。
三、水塔水位控制的实验面板图:
面板中S1表示水塔的水位上限,S2
表示水塔水位下限,S3表示水池水位
上限,S4表示水池水位下限,M1为
抽水电机,Y为水阀。
S1
S2
S3
S4
X3
Y
Y0
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