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SPOC学校专有课程
电器控制与可编程序控制器
第1次开课
开课时间: 2020年09月15日 ~ 2021年01月09日
学时安排: 4小时每周
当前开课已结束 已有 172 人参加
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spContent=可编程序控制器(PLC)是现代工业自动化的三大支柱之一。通过本课程的学习,同学们将熟悉常用电器、学习IEC电气制图标准、了解PLC硬件知识、谙熟IEC61131编程语言、人机界面HMI和SCADA系统,掌握基于PLC的现代工业自动控制系统的设计步骤和方法,并通过实践让一个自动化工业控制系统在你手中诞生!
可编程序控制器(PLC)是现代工业自动化的三大支柱之一。通过本课程的学习,同学们将熟悉常用电器、学习IEC电气制图标准、了解PLC硬件知识、谙熟IEC61131编程语言、人机界面HMI和SCADA系统,掌握基于PLC的现代工业自动控制系统的设计步骤和方法,并通过实践让一个自动化工业控制系统在你手中诞生!
—— 课程团队
课程概述

 

本课程为自动化专业的主要专业核心课之一。本课程从实际工程应用和易于学习出发,主要介绍了电气控制技术及系统设计、可编程控制器原理及应用。通过本课程的学习,学生能够熟悉常用电器及其电气控制系统控制的基本原理、了解IEC电气标准和电气制图方法,掌握可编程控制器(台达DVP系列)应用技术(硬件/软件/编程实战)、掌握基于可编程控制器的自动控制系统的设计步骤和方法,具备初步的设计自动控制系统的能力。注重实践,通过编程实践来解决预设的工程问题是本课程的特色。本课程包括两个课内综合:使用elecworks完成IEC标准电气控制系统设计;使用ISPSoft 进行PLC编程并通过台达DVP PLC和IARI的半实物仿真平台完成调试和校验。


This course is one of the main professional courses of the automation specialty. Characterized as practical application and ease to learn, technology and design of electrical control system is introduced. The principle and application of PLC is described as well. Through this course, undergraduates are supposed to be familiar with common apparatus, the basic principles of electrical control. They will understand IEC electrical standards and electrical mapping method, master applied technology (hardware / software / programming combat) of programmable controller (for example with Delta DVP series).  Students know well the design steps and methods of PLC-based automatic control system, with a preliminary capability for design the automatic control system. Attention to practice and solving the simulated engineering problem via the programming practice are the characteristics of this course. this course consist of two comprehensive pratice in-class: applying eleworks to complete the IEC standard electrical control system design; making use of ISPSoft for PLC programming and finishing the procedure of commissing and inspection by mean of semi-physical simulation platform which comprised of Delta's DVP PLC and IRAI.


授课目标

1.使学生熟悉常用电器控制设备、掌握可编程控制器(含网络)的原理、功能应用、程序设计方法和编程技巧;

2.能分析和设计自动生产过程中的控制电路,掌握其使用方法;

3.能基于ELECWORKS绘制IEC标准电气工程图,基于ISPSoft编写DVP系列PLC控制程序,基于ScreenEditor/DOPSoft编写HMI程序,基于IRAI和ISPSoft进行工业生产线自动化系统调试运行。

4.进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力。


成绩 要求

本课程成绩采用百分制,由单元测试、讨论交流、课内作业、线上期末考试四部分组成。


各部分所占比例如下:


1. 单元测试占25%: 重点考核学生对本课程知识点基础的掌握,学生自主学习能力,利用现代工具获取所需信息和整合的能力,。


2. 讨论交流占5%: 考核学生对课程知识点衍生拓展、工程与社会、沟通和表达能力等


2. 课内作业占40%: 主要完成两个课内综合,重点考察学生综合实践能力(工程设计和制图、软件编码和调试)。

1)IEC标准电气控制系统设计

(推荐使用Elecworks软件,外校学生软件可自定);

2)PLC编程和虚拟半实物仿真平台实战

(使用ISPSoft 进行PLC编程,推荐基于台达DVP PLC和IRAI的半实物仿真平台完成调试和校验,外校学生科可基于台达ISPSoft仿真器来实现)

 

3. 线上期末成绩占30%:就学生对本课程知识点掌握情况进行综合评估,重点考核学生对本课程知识点的理解和吸收内化。


为保证证书的权威性,平台不再支持免费电子证书,只提供认证证书。


课程大纲
绪论
课时目标:初识电器控制与可编程序控制器,本课程知识点一瞥
1.1 绪论
1.2 课程知识点一览
常用低压电器
课时目标:了解电磁机构原理和常用低压电器使用
2.1 低压电器分类
2.2 电磁机构原理
2.3 开关电器
2.4 电器图形/文字符号
电气控制系统分析与设计
课时目标:阅读电气图纸并使用专业软件进行电气控制系统设计和制图
3.1 电气图纸规范与阅读
3.2 电气控制系统设计
3.3 电气原理图设计实践
可编程控制器基本结构和工作原理
课时目标:了解PLC的工作原理,掌握台达PLC硬件配置
4.1 可编程控制器概述与工作原理
4.2 可编程控制器产品实践
4.3 可编程控制器配置和仿真
可编程控制器编程软件及编程语言
课时目标:掌握PLC编程软件,并通过虚拟仿真对象完成控制程序的调试
5.1 台达 PLC编程软件
5.3 ISPSoft编程软件
5.4 虚拟仿真软件IRAI
5.5 半实物仿真实践
5.2 WPLSoft编程软件
人机界面
课时目标:了解HMI原理和主要组件,进行人机界面的编程
6.1 台达人机界面和软件
6.2 配方功能
6.3 宏功能
SCADA系统
课时目标:了解数据采集与监视控制系统和台达软件
7.1 SCADA 简介
7.2 台达SCADA软件
应用实例
课时目标:了解基于PLC的实际控制工程项目如何实施
8.1 喷油器试验台项目
8.2 经典实例
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预备知识

1.电路原理;

2.模拟/数字电子技术基础;

3.计算机程序设计基础;



参考资料

教材资料推荐:

   1.刘教瑜 编著,“现代电气控制与台达DVP系列--PLC应用技术”,人民邮电出版社,2013年;


   2.赵希川 编著,“台达ES/EX/SS系列PLC应用技术”,中国电力出版社,2009年

  

   3. 王永华 编著 “现代电气控制及PLC应用技术(第二版)”,北京航空航天大学出版社,2008年

 

   2. 西门子官网 https://www.siemens.com/cn/zh/home.html

   

   3. 知乎 


知乎:如何学习可编程序控制器(PLC)? https://www.zhihu.com/question/24699860

     

知乎: 有哪些电气行业比较有用的网站? https://www.zhihu.com/question/62509143                                                     

   4. 学术期刊一览 https://m.baidu.com/mip/c/www.360doc.cn/mip/247204657.html

https://blog.csdn.net/xinhuasz/article/details/43116209


   5. 电器与PLC知识论坛

PLC之家  https://www.plc100.com/

中国工控网 https://www.gongkong.com/

电力研学网 https://tech.cepsc.com/forum.php


   4. 柳春生 编著 “电器控制与PLC(西门子S7-300)”,机械工业出版社,2015年


   学习资料推荐:

   1. 台达官网 https://www.deltagreentech.com.cn/


常见问题

1. 现代工业自动化三大支柱是什么?

  答:1. PLC(可编程序控制器),它采用一类可编程序的存储器,用于其内部的存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输出/输出控制各种类型的机械或生产过程。 2. CAD(计算机辅助设计)【见本专业电气CAD课程】]/CAM(计算机辅助制造【核心是计算机数值控制,见本专业计算机过程控制系统课程】。3. robot(机器人)【见本专业智能机器人课程】


2. 工业自动化的发展趋势?

答: 某著名自动化公司网站上有一个口号:从集成化传动和智能控制器到创新的PLM (产品生命周期管理)软件。 从该视角可一撇出当前社会环境和生态下,工业自动化继承发展、开拓创新的方向。我们回顾历史和当前的高光时刻:电气化、自动化、数字化三个领域,正好对应第二次、第三次以及正在进行的第四次工业革命的主要特征。我们正处于自动化向数字化的发展转型阶段,应特别注意:1)数字化的核心不是在赛博空间上虚拟化,而是要与物理空间构成数字双胞胎(digital twin),实现两者的融合和协同。2)自动化从早期局限于工业生产的自动化发展到MES(制造执行系统),进而延拓和进化到PLM。PLM集成了与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息,是构建企业信息化、数字化的数据基础,进而实现产品全生命周期的管控。3) 工业物联网、工业物联网操作系统及其生态系统发展将会极大颠覆和延拓当前工业生产模式,发展方兴未艾,未来可期。


源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

武汉理工大学
4 位授课老师
傅剑

傅剑

教授

周新民

周新民

副教授

罗璠

罗璠

讲师

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