个人介绍
PLC原理及应用(2023秋)

主讲教师:沈阳工程学院 张玉艳

学校: 沈阳工程学院
课程介绍
可编程控制器(PLC)是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器。它以微处理器为核心,是将计算机技术、自动化技术、通信技术及传统的继电器控制技术融为一体的新型工业控制装置,具有编程容易、结构简单、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。近些年来在工业生产许多领域,如电力、冶金、化工、制药、机械、石油、煤炭、交通、环保、轻工、建材、食品等领域都得到了广泛的应用。尽管PLC的功能很强大,但是PLC仅仅替代了继电器-接触器的控制电路,不能替代被控对象的主电路、信号输入和采集电路。另外,PLC的编程思想、编程方法也与继电器-接触器控制系统的控制电路关系密切。因此,在学习PLC技术之前,需要先了解常用低压电器和传统的电气控制技术的内容。
教学方法

教学模式和方法与教学内容相适应,能根据人才培养目标和课程内容需要,采用先进的教学方法;课程教学中注意激发学生的好奇心,鼓励学生发挥个人的能力,注重提高学生的思维水平和激发学生的潜能;教学方法明显地反映出先进的教学思想;积极开展考试方法改革,注重考核学生分析问题和解决问题的能力,促进学生提高综合素质。PLC课程的特点是应用性强,与岗位衔接紧密,新技术新工艺应用多,技术更新快,课程的理论与实践结合性强。

  在以往的教学中,基本采用逐章节理论讲解的方法进行教学,在实际应用中,发现学生的学校效果不理想,分析原因,主要是学生抽象理解理论知识很困难,为此,我们在本科教学中,对课程内容进行了合理设置,以模块化方式开展教学活动,结合现代科学技术发展的情况,将课程划分为三个平台:基础平台、技术平台和应用平台;五个模块:公共基础模块,基本技能模块,综合技能模块,通信功能模块,工程设计应用模块。采用多种教学方法(模拟仿真、行为教学法、现场教学、任务驱动),提高学生的学习能力和应用能力。

在讲解电气器件和电气线路时,采用模拟仿真教学法,先通过Flash动画,让同学们明白器件或电气线路的工作过程,然后在讲解相关的原理,使抽象、枯燥的说教变为形象生动的动态展示和讲解,教与学轻松愉快的完成,有力地提高教学效率,还便于学生自主学习;在讲解PLC指令时,采用行为教学法,让学生先在编程软件中看这些指令是如何动作的,然后通过教师引导,使学生自己总结如何应用这些指令,使学生学与做的同时完成,对学生基本技能、实践技能与创新能力的培养。在讲解PLC程序、系统设计时,采用现场教学法,组织学生到实训基地进行现场观摩、参加一定的生产实际操作,领悟到系统的工艺,通过教师引导,让学生自己完成程序设计,有助于学生理解本课程的理论知识和技术应用,提升了学生的实际操作技能,开阔了眼界,感受真实的职业环境;针对实践环节的教学,主要采取任务驱动教学法,教师布置任务,要求学生通过自主学习、协作学习达到解决问题的目的。

教学条件

校内实训基地建设:

1 原有PLC实验室

PLC实验室建于1994年,配有西门子、施耐德、欧姆龙等多个厂家不同型号的PLC,另外还配有学生试验箱和控制对象,以及电厂化学水控制模拟盘。

2 PLC实训基地

PLC实训室建于2006年,配有42台微机、42台试验台(包括PLC和演示面板)、实验对象、现代教学设备,可以模拟各方面的实验(包括交通灯、四层电梯、邮件分捡器、自动售货机、水箱液位控制等),可同时容纳80名学生同时上机,为“讲、演、练”一体化教学模式提供了条件;

3 过程控制实验室

过程控制实验室建于2008年,以基于PLC技术的JBS-GK04系列过程控制系统实验装置为核心,是集自动化仪表技术,计算机技术,通讯技术,自动控制技术为一体的多功能实验装置。系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数,可实现系统参数测定、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。

4 火电厂输煤控制实验室

火电厂输煤控制实验室建于2010年,真实地反映了现场的实际情况,学生在教师的指导下完成可完成输煤、配煤、给煤、碎煤、计量等设备的启动、停止、负荷调整,以及有关试验、故障处理等操作训练,为现场教学法提供了条件;

5 PLC虚拟仿真实验室

PLC虚拟仿真实验室建于2013年,以组态软件为平台,构建一个基于WEB环境下的PLC实验教学系统,为学生搭建一个类似于实际实验的虚拟环境。在该环境中学生可以对指定实验进行搭建和操作,可以观察实验数据和结果;通过系统的帮助,学生可以学习实验项目的目的、原理及有关信息,观看实验的结果。教师通过该系统可以更改实验教学资源,管理和维护虚拟实验仪器、设备及对象,可以与学生交互学习并对实验过程进行监控和评价实验结果。为任务驱动教学法提供条件。

多媒体教学环境

学校具有充足的多媒体投影教室,可满足PLC的教学需要。课程组制作了PLC多媒体课件。以上现代化设备与手段的运用,完全能满足本专业的教学需要,并在教学中发挥了较大作用。

另外,利用红蜘蛛软件配合多媒体教学,可以非常方便地完成电脑教学任务,包括屏幕广播与点播、屏幕监视、遥控辅导、屏幕录制、屏幕回放、网络考试、网上语音广播、两人对讲和多方讨论、黑屏肃静、同步文件传输、提交作业、联机讨论、远程命令、获取远端信息、电子教鞭、电子黑板与白板、网上消息、电子举手、锁定学生机键盘和鼠标、远程开关机和重启、学生机同步升级服务、倒计时、班级和学生管理等。

实践教学场所开放化:

本专业现有的实验室、实训室及相关软件这些教学资源均对学生全天开放,极大地提高了学生的学习兴趣,效果十分明显。

教学效果

1.自我评价

    《PLC原理及应用》面向自动化专业,培养学生工程意识、工程实践综合能力和创新意识,取得了优异的教学效果,学生对课程教学做出了优秀的评价。 

    《PLC原理及应用》课程自2011年被评为校级精品课程以来,一直在不断自我完善和持

续 建设,摒弃传统的传授式教学模式,创建“讲、演、练”一体化教学模式。实现因材施教、个性化培养,构建多层次、多类型的教学内容。保证教学质量,建立了多 段式、多方位考核体系。注重发挥学生的主观能动性,创立了学生主动参与教学的激励机制。始终坚持运用现代信息技术,完善教学网络管理系统。持续更新和丰富 数字化实验教学网络资源,特色鲜明,实用性强。

    《PLC原理及应用》课程团队有一支年龄结构合理、高学历、高水平的教师。主讲教师全都具有硕士学位以上,具有较高的教学水平和科研能力。全体教师继承并发扬老一辈教师严谨的教学传统,教师责任感强,教学水平日臻完善,多人多次荣获教学优秀奖,发展势头强劲。

2.同行专家评价

    东北电力大学仪器科学与技术系焦圣喜教授评价:

    沈 阳工程学院PLC原理及应用课程注重培养学生的工程实践能力和创新能力。建设了一支以老中青相结合优秀教学团队,重视科研成果向教学成果的转化,把科研实 践中一些先进的实用电路写进教材,引入课程教学,反映了学科研究成果;采用启发式教学模式、研究性教学模式,引导学生进行研究性学习,调动学生学习的积极 性;建立学生创新实践基地,组织大学生参与各类相关竞赛,在培养学生工程实践能力和创新能力方面成效显著;课程质量高,特别在利用现代化信息技术进行课程 资源建设上成效卓著,课程资源系统、完整、丰富,特色鲜明,实用性强;在同类课程中具有很强的影响力和示范性,具有广泛的推广应用前景。

3.学校评价

    《PLC原理及应用》是我校自动化专业的一门专业核心课程。经过一学期的试运行,我校教学检查督导组从教学资料、课堂及学生反馈等方面对该课程的教学效果进行了检查。

    课程团队的教师都能够按照教学资料进行教学,爱岗敬业。课程组织有特色,精心设计课程内容,教学方法灵活,多媒体课件制作精美,课堂气氛活跃,实施教、学、做一体化,重视学生的技能培养,教学效果良好,得到了学生的一致好评。课程建设取得了良好的效果。

4.学生评价

    自本111班马天翼:

    《PLC原理及应用》课程边学边练的教学方式使我很受益,当堂内容当堂消化,最重要的是动手能力大大提高。通过《PLC原理及应用》的学习,再加上后续的课程设计和综合实训,基本可以达到独立设计系统的能力。

    自本092班刘鹏:

    我 毕业已近一年,分配到了国华绥中电厂热工分场,一同分来的还有很多其它高校的学生,还有的是重点大学的学生,由于我校专业定位明确,教学内容针对性强,我 学到的专业知识马上学有所用,特别是PLC和分散控制系统,因此我起点高、进步快,这次上二期100万机组,我也被选中,是最年轻的一个,我很自豪。

5.社会使用评价

     北京紫金桥公司范经理评价:

沈 阳工程学院自控系的“PLC原理及应用”课程,无论在教学内容的安排、教学方法的实践和课程体系的建立等方面都体现出自己的特色。他们课程定位准确、侧重 应用,教学大纲及所用教材具有鲜明的高等职业教育特色,符合社会对应用性人才的需要。我们公司05年开始以校企合作的形式,向PLC实验室提供了紫金桥监 控软件,并提供技术支持,我们非常高兴地看到,我们的产品被广泛地应用到学生的课程设计和毕业设计中,教师们结合教学和科研,发表了大量相关文章,使我们 公司行业知名度大大提高。09年3月“紫金桥软件高校行”,我们受到了校方热情接待,与广大师生进行了技术交流,提供了新版的软件并邀请了该专业的毕业生 参加全国首届监控软件设计大赛,预祝他们取得好成绩。

     丹东金山热电有限公司副总经理郭忠良评价:

    沈阳工程学院自动化专业培养的学生基础好,动手能力强,我们分场现在有该校毕业生7人,这些同志在安排工作后,均能很快进入角色,表现出较强的适应能力和工作能力。

    铁岭电厂化学分场主任张凤龙评价:

    我厂化学水计算机监控系统是由工程学院韩希昌老师牵头做的,该项目合同额48.5万元,目前已全面投入运行,采用PLC后运行可靠性大为提高,经济效益明显,这是我们首次与高校合作,我们看到了高校教师们的技术水平和能力,也期待今后继续合作。

参考教材

李国厚,《PLC原理及应用》,清华大学出版社,2005;

戴一平,《可编程序控制器逻辑控制案例》,高等教育出版社,2007;

汪晓光,《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2003;

李道霖,《电气控制与PLC原理及应用》,电子工业出版社,2004;

杨公源,《可编程控制器原理(PLC及应用》,电子工业出版社,2004;

李长久,《PLC原理及应用》,机械工业出版社,2006;

林春方,《电气控制与PLC原理及应用》,上海交通大学出版社,2008;

张进秋,《可编程控制器原理及应用实例》,机械工业出版社,2004;

王曙光,《S7-200 PLC应用基础与实例》,人民邮电出版社,2007;

高钦和,《可编程控制器应用技术与设计实例》,人民邮电出版社,2004。

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 常用低压电器
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2023-10-10 148.64MB
1.2 继电器
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2023-08-22 185.07MB
1.3 其它电器
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2023-08-22 179.39MB
1.4 单向旋转控制
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2023-08-22 256.65MB
1.5 顺序联锁控制线路
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2023-08-22 126.68MB
1.6 互锁控制线路
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2023-08-22 167.18MB
1.7 位置原则的控制线路
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1.8 PLC的产生、特点和应用
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1.9 PLC的组成、工作原理和分类
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2.1 s7200PLC基础知识
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2.2 s7200PLC基本逻辑指令
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2023-08-22 169.51MB
2.3 s7200PLC基本逻辑指令应用
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2.4 定时器指令
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2.5 定时器指令应用
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2023-08-22 171.09MB
2.6 计数器指令
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2023-08-22 135.90MB
2.7 计数器指令应用
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2023-08-22 146.80MB
3.1 数据传送、比较和运算指令
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3.2 比较指令实现交通灯控制程序设计
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2023-08-22 204.54MB
3.3 数据转换、移位及子程序指令
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2023-08-22 242.76MB
3.4 移位指令应用
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2023-08-22 22.79MB
3.5 模拟量采集及处理
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2023-08-22 162.58MB
4.1 移植法编程
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4.2 经验法编程
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4.3 时序逻辑编程
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4.4 逻辑编程法应用
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4.5 顺序控制设计法编程方法
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4.6 顺序控制设计法编程方法应用
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2023-08-22 286.34MB
5.1 PLC通信
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2023-08-22 129.30MB
5.2 S7200PLC通信
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2023-08-22 115.46MB
6.1 实验1 程序调试
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2023-08-22 197.94MB
6.2 异步电机手动控制
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2023-10-10 108.55MB
6.3 异步电机自动控制
文档
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2023-10-10 28.40MB
6.4 基本指令实验
文档
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2023-10-10 87.18MB
6.5 定时器指令实验
文档
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6.6 天塔之光实验
文档
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2023-10-10 901.00KB
 
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2023-10-10 57.65MB
6.7 电梯控制实验
文档
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2023-10-10 854.00KB
 
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2023-10-10 26.86MB
6.8 模拟量采集实验
文档
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2023-10-10 767.00KB
 
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2023-10-10 32.69MB
7.1 说课
视频
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2023-10-10 41.35MB
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