自動(dòng)化綜合實(shí)訓(xùn)輔導(dǎo)

自動(dòng)化技術(shù)實(shí)訓(xùn)輔導(dǎo)電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)《電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)》教學(xué)大綱

實(shí)訓(xùn)名稱：電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)周數(shù)：2周實(shí)訓(xùn)學(xué)分：2課程的類別：專業(yè)課課程的性質(zhì)：必修課適用專業(yè)：自動(dòng)化、測(cè)控實(shí)訓(xùn)的目的隨著科技的發(fā)展，PLC的應(yīng)用越來越廣泛，為輔助《電氣控制與PLC》這門課程的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該門課程的認(rèn)識(shí)和理解；增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，使學(xué)生更深層次理解電氣控制原理，掌握PLC常用指令的功能、編程方法，安排兩周實(shí)訓(xùn)課程?！峨姎饪刂婆cPLC實(shí)訓(xùn)》是我系自動(dòng)化、測(cè)控專業(yè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和培養(yǎng)實(shí)際操作技能的重要專業(yè)課，是基于理論學(xué)習(xí)之上、旨在鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣，逐步深入，最后達(dá)到學(xué)生能獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)PLC控制系統(tǒng)的教學(xué)目的。實(shí)訓(xùn)任務(wù)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)熟練掌握常用低壓電器的選型及應(yīng)用、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法及外部接線方法、利用PLC編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的方法。實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)1．鞏固和加深已學(xué)的理論知識(shí)；2．掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟及設(shè)計(jì)內(nèi)容；3．學(xué)會(huì)使用GXDeveloper或STEP7編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試。4．培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和基本技能的能力，尤其是培養(yǎng)學(xué)生把理論和實(shí)際結(jié)合起來分析和解決問題的能力。適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需要。培養(yǎng)出一批既有理論知識(shí)又有實(shí)際動(dòng)手能力的人才。5．培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)，加強(qiáng)職業(yè)道德意識(shí)。實(shí)訓(xùn)的基本要求根據(jù)實(shí)訓(xùn)課題，了解工藝要求，掌握電氣控制元器件的選擇、測(cè)試和安裝。掌握基本控制線路的設(shè)計(jì)、接線及測(cè)試方法。掌握PLC的工作原理、編程語言及編程方法；學(xué)會(huì)使用GXDeveloper或STEP７編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試；學(xué)會(huì)查閱電器元件及PLC的相關(guān)手冊(cè)；熟練掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法；完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告的撰寫。實(shí)訓(xùn)時(shí)間安排實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)間１分配實(shí)訓(xùn)任務(wù)、講解實(shí)訓(xùn)要求１天２熟悉控制對(duì)象、提出控制要求和聯(lián)鎖要求，確定Ｉ/Ｏ設(shè)備，選擇PLC、分配I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O接線圖等１天３進(jìn)行電氣原理圖、接線圖和元器件布置圖的設(shè)計(jì)與選型等２天４購買及準(zhǔn)備設(shè)計(jì)相關(guān)材料（如元器件、導(dǎo)線、工具等）２天５制作簡單的控制對(duì)象并進(jìn)行接線、調(diào)試等２天６設(shè)計(jì)梯形圖控制程序并進(jìn)行仿真調(diào)試２天７進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試２天８撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告２天考核及成績?cè)u(píng)定方式電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)的總成績采用百分制計(jì)算方法。其中，平時(shí)成績占20%、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及過程占50%、實(shí)訓(xùn)報(bào)告占30%。實(shí)訓(xùn)成績?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)評(píng)價(jià)內(nèi)容分?jǐn)?shù)序號(hào)評(píng)價(jià)內(nèi)容分?jǐn)?shù)1出勤（10分）3實(shí)訓(xùn)任務(wù)完成情況（50分）2課題難度分值（10分）4實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告（30分）實(shí)訓(xùn)總成績：分（1）出勤成績包括考勤、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和遵章守紀(jì)情況等。（2）課題難度成績根據(jù)實(shí)訓(xùn)完成內(nèi)容的全面性、完整性和難易程度確定。（3）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及過程實(shí)訓(xùn)課題的控制功能分析、系統(tǒng)配置及控制程序流程圖設(shè)計(jì)；PLC外部電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)板制作；軟件平臺(tái)上的控制程序編寫與調(diào)試；控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試。（4）實(shí)訓(xùn)報(bào)告包括書寫格式、規(guī)范、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容等。（1）報(bào)告格式正確，圖表清晰，符合規(guī)范要求；（2）報(bào)告內(nèi)容完整，條理清楚，表述通順流暢，符合專業(yè)技術(shù)要求；（3）報(bào)告中能運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，較深入地分析、解決問題。自動(dòng)化綜合實(shí)訓(xùn)輔導(dǎo)----三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真方案一：全虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)準(zhǔn)備工作首先安裝三菱的編程平臺(tái)GXDeveloper和GXSimulator仿真程序；安裝MXComponent軟件；安裝易控組態(tài)軟件（INSPEC）。軟件功能GXDeveloper是三菱的通用編程軟件，可完成三菱全系列PLC的編程、監(jiān)控、調(diào)試和維護(hù)工作，可支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB編程。MXComponent是三菱一款用于PC與PLC進(jìn)行通信的軟件，MXComponent支持個(gè)人計(jì)算機(jī)與可編程控制器之間的所有通信路徑，兼容多種高級(jí)語言諸如VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript等，在易控組態(tài)軟件中就是應(yīng)用MXComponent與GXSimulator進(jìn)行通信的。

INSPEC是一種面向工業(yè)自動(dòng)化的通用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的組態(tài)軟件，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自動(dòng)化過程和裝備的監(jiān)視和控制。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的需要，在易控組態(tài)軟件平臺(tái)上進(jìn)行上位監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，依照易控組態(tài)軟件的應(yīng)用要求繪制并連接各個(gè)畫面，建立基于易控組態(tài)軟件的監(jiān)控界面。全虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成全虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建

1.PLC程序設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試（1）在GXDeveloper平臺(tái)設(shè)計(jì)控制程序創(chuàng)建新工程在編輯窗口設(shè)計(jì)控制梯形圖梯形圖創(chuàng)建完成后必須進(jìn)行“程序轉(zhuǎn)換”！通過“顯示”-->“工程數(shù)據(jù)列表”查看控制程序指令語句列表。通過“軟件注釋”為程序中的各個(gè)元件添加注釋文本，提高程序的可讀性！編輯和修改已創(chuàng)建的梯形圖

【編輯】--【寫入模式】--選中修改區(qū)域進(jìn)行修改。

修改完成后，重新“程序轉(zhuǎn)換”并保存文件啟動(dòng)GXSimulator仿真器，測(cè)試梯形圖邏輯。檢查程序運(yùn)行結(jié)果程序運(yùn)行結(jié)果無誤，結(jié)束仿真測(cè)試。（2）在MXComponent設(shè)置通信通道參數(shù)經(jīng)過簡單設(shè)置后，可以通過Connectiontest項(xiàng)進(jìn)行通道建立成功與否的檢測(cè)，當(dāng)通道建立成功并進(jìn)行檢測(cè)后可以看到虛擬通道連接成功的提示。

PLC監(jiān)測(cè)窗口添加需要通訊狀況監(jiān)測(cè)的元件。（3）監(jiān)控組態(tài)界面設(shè)計(jì)組態(tài)畫面變量定義組態(tài)界面變量與PLC變量的對(duì)應(yīng)鏈接全虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真方案二：實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Step1:實(shí)驗(yàn)板布置設(shè)計(jì)Step2:輸入/輸出設(shè)備選擇根據(jù)控制要求及實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求，確定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備（按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器、繼電器、指示燈等）。

Step3:實(shí)驗(yàn)板制作（選做）萬用電路板是一種按照標(biāo)準(zhǔn)IC間距（2.54mm）布滿焊盤、可按自己的意愿插裝元器件及連線的印制電路板，俗稱“洞洞板”。相比專業(yè)的PCB制版，洞洞板具有以下優(yōu)勢(shì)：使用門檻低，成本低廉，使用方便，擴(kuò)展靈活。

Step4:實(shí)驗(yàn)板連接PLC調(diào)試實(shí)驗(yàn)板FX2N系列PLC方案三：半虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)半虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上位機(jī)（組態(tài)軟件）數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)變量)虛擬對(duì)象及控制畫面下位機(jī)（FX系列PLC）PC與PLC通信協(xié)議半虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟（1）在GXDeveloper平臺(tái)設(shè)計(jì)PLC控制程序；（2）在組態(tài)軟件平臺(tái)開發(fā)虛擬的控制對(duì)象和控制畫面；（3）PLC與組態(tài)軟件的通信連接設(shè)計(jì)；（4）PLC與虛擬對(duì)象聯(lián)機(jī)調(diào)試。上位機(jī)與PLC的通信設(shè)計(jì)

上位機(jī)與FX2NPLC的通信設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，通信的設(shè)計(jì)完成并成功可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果真實(shí)、可信。上位機(jī)與PLC通信時(shí)，可以利用：（1）高級(jí)語言編程來實(shí)現(xiàn)：但是用戶必須熟悉互連的PLC及PLC網(wǎng)絡(luò)采用的通信協(xié)議，嚴(yán)格地按照通信協(xié)議規(guī)定為計(jì)算機(jī)編寫信程序，其對(duì)用戶要求較高；（2）采用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn):因?yàn)楣た亟M態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通信驅(qū)動(dòng)程序．如：FX2N的PLC是采用RS-232或RS-422接口進(jìn)行通信的，占用算機(jī)的一個(gè)串行口，在不添加擴(kuò)展卡的情況下PLC可以使用編程口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信．組態(tài)軟件與PLC的通信過程組態(tài)軟件與PLC通信的過程主要分為兩步：設(shè)備連接

利用PLC與計(jì)算機(jī)專用的RS-232C電纜，將PLC通過編程口與上位計(jì)算機(jī)串口(COM端)連接，進(jìn)行串行通信。設(shè)備配置

利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄐ欧绞降腎/O設(shè)備安裝。在配置過程中，用戶需選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號(hào)、連接方式，為設(shè)備指定一個(gè)邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址。與PLC相連的串口設(shè)置被組態(tài)的PLC設(shè)備創(chuàng)建組態(tài)變量設(shè)置組態(tài)變量與PLC寄存器的連接組態(tài)軟件與PLC聯(lián)機(jī)運(yùn)行

PLC程序下載到PLC中，并運(yùn)行。在點(diǎn)擊菜單“運(yùn)行”選項(xiàng)，出現(xiàn)運(yùn)行系統(tǒng)界面。這時(shí)，組態(tài)軟件也進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，可以與PLC聯(lián)機(jī)運(yùn)行了！實(shí)訓(xùn)進(jìn)度安排實(shí)訓(xùn)任務(wù)分配實(shí)訓(xùn)要求講解軟件學(xué)習(xí)器件購買實(shí)驗(yàn)板制作控制程序編寫系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試實(shí)訓(xùn)報(bào)告撰寫與提交7月1日7月2日7月8日7月10日7月12日實(shí)訓(xùn)報(bào)告內(nèi)容要求實(shí)訓(xùn)報(bào)告封面實(shí)訓(xùn)成績?cè)u(píng)分表實(shí)訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書實(shí)訓(xùn)報(bào)告正文實(shí)訓(xùn)總結(jié)與體會(huì)參考文獻(xiàn)附錄（程序清單、圖紙資料）實(shí)訓(xùn)報(bào)告正文1.實(shí)訓(xùn)目的和要求2.實(shí)訓(xùn)課題內(nèi)容、基本原理和控制功能描述3.實(shí)訓(xùn)操作步驟說明：電氣部分：PLC部分：組態(tài)界面部分：系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試（步驟、結(jié)果及分析）控制功能分析實(shí)驗(yàn)板的電氣線路設(shè)計(jì)、接線圖繪制電器元件的選用（電器元件明細(xì)表）、安裝布線及調(diào)試等

PLC的I/O分配及PLC選型控制程序流程圖設(shè)計(jì)在GXDeveloper上編寫控制程序并進(jìn)行仿真調(diào)試虛擬控制對(duì)象組態(tài)