1、可编程控制器 PLC课程教学大纲一、 可编程控制器 PLC课程说明（一）课程代码： 0215020（二）课程英文名称：Programmable Logic Controller（PLC）（三）开课对象：机械类各专业（四）课程性质：本课程是机电类专业必修的一门专业选修课，主要讲述 PLC 在工业自动化领域的应用，一般 PLC 开关量、模拟量的采集和控制方法，常用 PLC 系统编程软件等内容。通过本课程的教学，学生将学习 PLC 的应用及原理，掌握常用的系统编程软件 。前导课程：电路，计算机基础，电子技术。（五）教学目的：通过对该门课程的学习，使学生初步掌握 PLC 的工作原理， PLC 的接口技
2、术，PLC 的编程方法，PLC 的通信原理以及 PLC 的实际应用。使学生能达到从事产品开发和生产所需要的基础，为以后从事机电一体化工作创造条件。（六）教学内容：本课程主要介绍 PLC 在工业自动化领域的发展动态和趋势，讲解西门子公司 S7-200小型 PLC 系统的物理模型和系统结构，梯形图、语句指令进行编程的运用，讲解开关量、模拟量的采集和控制以及数字 PID 闭环控制的方法，并介绍 STEP7-Micro/WIN 系统编程软件，初步对工业对象进行系统硬件设计、系统软件编程和调试的方法，讲解 PLC 与计算机通信的实现方法。（七）学时数、学分数及学时数具体分配：学时数： 32 学时分数：
3、2 学分学时数具体分配：教 学 内 容 讲授 实验/实践 合 计第 1 讲 可编程序控制器的定义及发展趋势 2 2第 2 讲 可编程序控制器硬件组成，7-200 型 PLC 技术资料 2 2第 3 讲 PLC 的程序结构、存储器类型及位逻辑指令 2 2 4第 4 讲 PLC 的定时器、计数器指令，脉冲电路的设计 2 2 4第 5 讲 PLC 基本程序及经验设计法 2 2第 6 讲 功能表图的基本结构和绘制原则 2 2 4第 7 讲 用位逻辑指令将功能表图转换为梯形图 4 2 6第 8 讲 顺序控制继电器指令，手动控制、自动控制工作方式 2 2 4第 9 讲 PLC 相关高级指令 2 2 4合
4、计 20 12 32（八）教学方式：课堂教学结合实验的教学方式（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试，根据学生各章节最后完成的作品评分。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和考试成绩评定，其中平时成绩包括考勤和课堂表现和实验成绩，占 40% ，考试成绩占 60%。二、讲授大纲与各章的基本要求 第 1 讲 可编程序控制器的定义及发展趋势 教学要点： 介绍相关知识，引入课题，开发学生兴趣。教学时数： 2 学时教学内容与考核要求： (1)可编程序控制器的定义(掌握)(2) PLC 软件的发展趋势(了解) 。第 2 讲 可编程序控制器硬件组成，7-20
5、0 型 PLC 技术资料 教学要点： 介绍常见 PLC 的硬件组成，讲述 7-200 型 PLC 技术资料。教学时数： 2 学时教学内容与考核要求：(1)PLC 的硬件组成(掌握)，(2)7-200 型 PLC 常用编程指令(了解)。第 3 讲 PLC 的程序结构、存储器类型及位逻辑指令 教学要点： 通过实例讲解使学生了解掌握 PLC 程序的结构及位逻辑指令。教学时数： 4 学时（含 2 学时实验课）教学内容与考核要求：(1)PLC 的程序结构(掌握)、(2)存储器类型及位逻辑指令(掌握)第 4 讲：PLC 的定时器、计数器指令，脉冲电路的设计教学要点： 通过实例教学使学生掌握脉冲电路的设计方
6、法。教学时数： 2 学时（含 2 学时实验课）教学内容与考核要求：(1)PLC 的定时器、计数器指令(掌握)，(2)脉冲电路的设计(掌握)第 5 讲：PLC 基本程序及经验设计法教学要点： 通过实例教学使学生了解掌握 PLC 基本程序的经验设计方法。教学时数： 2 学时教学内容考核要求： （1）经验法设计 PLC 基本程序的步骤（掌握） 。第 6 讲：功能表图的基本结构和绘制原则教学要点： 通过实例教学使学生综了解功能表图的作用和绘制方法。教学时数： 4 学时（含 2 学时实验课）教学内容考核要求： （1）功能表基本结构（掌握） （2）功能表图的绘制原则（掌握） 。第 7 讲：用位逻辑指令将功
7、能表图转换为梯形图教学要点： 通过教学使学生了解掌握将常用功能表图转换为梯形图。教学时数： 6 学时（含 2 学时实验课）教学内容与考核要求：用位逻辑指令将功能表图转换为梯形图（掌握）。第 8 讲：顺序控制继电器指令，手动控制、自动控制工作方式教学要点： 通过讲解使学生掌握常用的顺序控制继电器指令，以及手动控制与自动控制的各自优缺点教学时数： 4 学时（含 2 学时实验课）教学内容与考核要求：（1）常用的顺序控制继电器指令（掌握） ， （2）手动控制、自动控制工作方式（了解）第 9 讲：PLC 相关高级指令 教学要点： 通过实例教学使学生了解掌握 PLC 相关高级指令教学时数： 4 学时（含
8、2 学时实验课）教学内容与考核要求：PLC 相关高级指令（了解）三、推荐教材和参考书目1 PLC 编程及应用 ， 廖常初 主编， 机械工业出版社2 电气控制与可编程序控制器应用技术 ， 东南大学出版社，郁汉琪主编3 PLC 应用开发技术与工程实践， 求是科技编著，人民邮电出版社课程编号： “PLC 可编程控制器”教学大纲PLC Course Outline40 学时 2 学分一、课程的性质、目的及任务可编程控制器课程是计算机科学与技术专业硬件方向的一门必修课程。是学生具备必要的计算机组成原理等基础知识后，学习的专业技术课程。本课程强调实际操作技能、设计能力、独立工作能力的培养；注重理论联系实际
9、，课堂教学与生产实际相结合；重视实验、程序设计等教学环节。讲授的内容对学生毕业后从事实际控制工作具有重要的指导作用。可编程控制器应用技术课程的主要任务是使学生掌握可编程控制器的操作技能和程序设计的方法，具备一定的设计、安装、维护和检修能力，为学生将来从事工程技术工作打好基础。二、适用专业计算机科学与技术专业三、先修课程计算机组成原理、微型计算机技术、单片机原理及应用四、课程的基本要求课程教学的基本要求（1） 掌握可编程控制器的结构原理，熟悉硬件组成和系统工作方式。（2） 熟悉典型的控制环节，掌握两种以上程序的设计方法。（3） 熟悉设备的安装、维护，掌握基本的故障诊断方法。五、课程的教学内容（一
10、）、课堂讲授的教学内容1 可编程序控制器概述PLC 的产生，PLC 的特点、现状与发展，网络型 PLC 与 DCS 的关系PLC 的基本结构，继-接控制回顾，PLC 的工作原理2OMRON C 系列 P 型机的配置与编址OMRON C 系列 P 型机的配置，OMRON C 系列机的编址3OMRON C 系列机的基本指令及应用取指令、输出指令、结束指令、“与”指令、“或”指令及应用 “与括弧”指令、“或括弧”指令、计时器指令、高速计时器指令及应用计数器、可逆计数器指令主控指令、转移指令及应用锁存继电器指令、微分指令、比较指令、数制转换指令及应用计数器、可逆计数器指令主控指令、转移指令及应用锁存继
11、电器指令、微分指令、比较指令、数制转换指令及应用传送指令、寄存器移位指令、字移位指令及应用进位继电器的置位/复位指令、加法指令、减法指令、空操作指令及应用4S7-300 的配置与编址位逻辑指令及应用，定时器指令及应用，计数器指令及应用，数字指令及应用，控制指令及应用5综合训练 两种机型综合训练(二) 课堂讨论的教学内容下列内容可以安排讨论课：1. PLC 可编程控制器的总体结构2 . PLC 可编程控制器的系统工作方式，设备的安装、维护，掌握基本的故障诊断方法。(三)实验的教学内容1OMRON C 系列 P 型机的配置与编址 2 学时2. OMRON C 系列机的基本指令及应用 4 学时3S7
12、-300 的配置与编址 4 学时共 10 学时六、学时分配表内 容 讲 课 讨 论 实 验 小 计可编程序控制器概述 4 4OMRON C 系列 P 型机的配置与编址8 2 10OMRON C 系列机的基本指令及应用10 2 12S7-300 的配置与编址 8 2 10综合训练 4 4合 计 30 10 40七、主要参考书1.可编程控制器 王兴晶 编著 电子工业出版社 2.可编程控制器原理及应用 刘旭 编著 清华大学出版社3.可编程控制器 徐淑华 编著 电子工业出版社八、评价方式（包括作业、测验、考试等）考试采用笔试为主，也可以配合上机考试。 作业、课堂提问、实验等为平时成绩。大纲制订者：张鹏
13、大纲审订者： 教授 大纲批准者： 教授二五年九月十日可编程控制器应用教学大纲第一部分：使用说明一、课程编号：10222006二、课程性质与特点：可编程控制器及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/DAM）之一，集电气控制装置即继电器接触器控制柜、电动单元组合仪表、电气传动控制装置于一体，可靠性高，抗干扰能力强。三、在专业教学计划中的地位和作用：可编程控制器是高等教育电子信息类学科的一门专业课。可编程控制器作为传统继电接触控制装置的替代产品已广泛用于工业控制的各个领域。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点非常适合
14、于在恶劣的工业环境下使用，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工业等各个领域，大大推进了机电一体化的过程。四、教学目的：使学生从应用角度出发，掌握 PLC 的结构与工作原理、PLC 的基本指令及其编程方法，学会 PLC 控制系统的设计方法、PLC 的选择接线、调试，并能应用于工程实践中。五、学时与学分：本课程总计为 60 学时（理论：45 学时，实验：15 学时） ， 4 学分，每周 4 学时。六、教学方法：可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。在可编程控制器应用课
15、程的教学中，应采用教、学、做相结合的教学模式，运用启发式教学和理论讲授与演示相结合的教学方法，边讲授、边演示、边操作，使课堂教学精选内容，推陈出新，讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法。本课程内容可分为两大部分，第一部分为继电接触器控制部分，第二部分可编程控制器原理、组成和指令系统。在讲授过程中，教与学相结合，为使学生尽快掌握 PLC 应用系统的设计技能，内容应由浅入深，从基本原理过渡到 PLC 应用系统设计，从指令学习、简单编程过渡到 PLC 应用程序开发，使学生能够逐渐将设计和软件开发结合在一起，具备设计一个可用于实际的 PLC 应用系统的能力。七、考核方式：考试课程：平时考核与
16、期末考试相结合。平时考核：出勤与作业占总成绩 10%；期末考试：闭卷笔答，成绩占总成绩 90%。八、教材及主要参考书目：（一）教材赵静， 电气控制技术 ，大连大学，2002 年 6 月。（二）参考书目1 常斗南， 可编程序控制器原理、应用、实验 （第 2 版） ，机械工业出版社，2005年 8 月。2 汪晓光， 可编程控制器原理及应用 ，机械工业出版社, 2005 年 3 月第二部分：课程内容第一章 继电接触器控制系统教学目的与要求：会正确使用常用电器;掌握直接起动控制线路;掌握正反转控制线路;掌握行程控制线路;掌握时间控制线路;了解其它控制环节。教学方法：继电接触器控制系统是可编程控制器应用
17、课程包含的两大部分之一，本章节运用启发式教学和理论讲授与演示相结合的教学方法，主要讲授了常用控制电器、直接起动控制线路、正反转控制线路、行程控制线路、时间控制线路和顺序控制线路。重点讲授直接起动控制线路;正反转控制线路;行程控制线路;时间控制线路。教学重点：直接起动控制线路;正反转控制线路;行程控制线路;时间控制线路。教学时数：10 学时主要教学内容：第一节 常用控制电器一、组合开关二、按钮三、交流接触器四、继电器五、热继电器六、熔断器七、自动空气开关八、万能转换开关第二节 直接起动控制线路一、用开关直接起动二、点动控制三、连续运行四、点动+连续运行五、多点控制第三节 正反转控制线路一、正反转
18、控制（加联锁）二、正反转控制（双重联锁）第四节 行程控制线路一、行程开关二、用行程开关控制小车电路第五节 时间控制线路一、时间继电器二、具有终点停留的半自动工作循环控制线路三、具有终点停留的全自动工作循环控制线路第六节 顺序控制线路一、顺序起动，同时停止二、顺序起动，顺序停车第二章 可编程序控制器原理及组成教学目的与要求：了解 PLC 结构；掌握 PLC 的工作原理、技术性能；掌握 PLC 功能、特点及应用场合；掌握 PLC 编程语言。教学方法：PLC 是微机技术和继电器常规控制要领相结合的产物，是一种以微处理器为核心的用作数字控制的特殊计算机，本章节运用启发式教学和理论讲授与演示相结合的教学
19、方法，主要讲授 PLC 基本结构、工作原理、技术性能；PLC 功能、特点及应用场合；PLC 编程语言；最后讲授松下电工 FP1C24。重点是 PLC 的工作原理、技术性能；PLC 功能、特点及应用场合；PLC 编程语言。教学重点： PLC 的工作原理、技术性能；PLC 功能、特点及应用场合；PLC 编程语言 。教学时数：3 学时主要教学内容：第一节 概述一、什么是 PLC二、特点第二节 PLC 基本结构第三节 PLC 的工作原理第四节 PLC 技术性能第五节 松下电工 PLCFP1 简介第三章 指令系统教学目的与要求：熟练掌握基本顺序指令；熟练掌握定时器 TM、计数器 CT 指令；会画梯形图，
20、会写语句表。教学方法：PLC 是由继电器逻辑控制系统发展而来，用作数字控制的专用计算机，其发展初期主要侧重开关量控制方面。目前在数据运算、过程控制等方面的功能也逐步增强。与微机控制器相比，它更适合应用在开关控制量多、模型复杂性较低、工作环境恶劣而可靠性要求更高的场合。PLC 的这一技术发展背景及主要应用场合也决定了其在软件开发上的特点，即有一套独特的编程语言和专门的指令系统。本章节运用启发式教学和理论讲授与演示相结合的教学方法，主要讲授 PLC 的指令类型、基本顺序指令、基本功能指令和控制指令，着重讲解 PLC 的基本顺序指令；定时器 TM、计数器 CT 指令以及编程语言梯形图的特点、指令格式
21、和指令系统和实现常见功能的梯形图实例。教学重点： 基本顺序指令；定时器 TM、计数器 CT 指令；梯形图，会写语句表。教学时数：22 学时主要教学内容：第一节 指令类型一、键盘指令二、非键盘指令三、高级指令第二节 基本顺序指令一、ST、ST/、OY 指令二、/指令三、AN、AN/指令四、OR、OR/指令五、ANS 指令六、ORS 指令七、PSHS、RDS、POPS 指令八、DF、DF/指令九、SET、RST 指令十、KP 指令十一、NOP 指令第三节 基本功能指令一、TMR、TMX、TMY 指令二、CT 指令三、F118 UDC 指令四、SR 指令五、F119 LRSR 指令第四节 控制指令一
22、、ED、CNDE 指令二、MC、MCE 指令三、JP、LBL 指令四、LOOP、LBL 指令五、CALL、SUB、RET 指令第四章 FPWIN-GR 软件教学目的与要求：学会使用 FPWIN-GR 软件教学方法：FPWIN-GR 软件是松下电工株式会社为松下电工的 FP 系列可编程控制器而设计的松下编程支持工具，该软件可以在计算机上方便地输入程序指令，为使程序易读易懂，在程序中可加入中英文注释，它能够监控 PLC 运行时的动作状态和数据变化情况，还具有程序和监控结果的打印功能，为用户提供了程序录入、编辑和监控手段，是功能十分强大的 PLC 上位编程软件，本章节运用启发式教学和理论讲授与软件演
23、示相结合的教学方法，使学生学会使用与掌握 FPWIN-GR 软件。教学重点： FPWIN-GR 软件应用教学时数：10 学时主要教学内容：第一节 基本功能一、编程功能二、注释功能三、查找功能四、调试功能五、监控功能六、系统寄存器的置位、复位功能七、I/O 分配八、程序传输和管理功能九、线编辑功能十、打印功能第二节 FPWIN-GR 程序的起动第三节 FPWIN-GR 编程软件窗口界面简介 第四节 基本操作第五节 建立新程序第六节 添加注释可编程控制器应用课程实验教学大纲一、课程的目的、任务可编程控制器是高等教育电子信息类学科的一门专业课, 通过这门课的课程设计，使学生全面了解掌握 PLC 的结
24、构与工作原理、PLC 的基本指令及其编程方法，学会 PLC 控制系统的设计方法、PLC 的选择接线、调试等。二、课程的教学要求在教学中，要突出“基础、实用、新型、能力”的方针，实验要在应用的基础上体现趣味性，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习主动性，做到精讲多练，以提高学生的实际动手能力。三、主要采取的教学方法与教学形式由教师出设计题目，学生根据教师出的题目进行可行性分析、利用 FPWIN-GR 软件设计程序梯形图、语句表，在 FP1-C24 主机进行模拟仿真，最后写出设计报告。四、教学内容序 实验项目名称 实验内容及要求 学 实 每 实 备号 时 验类型组人数验要求注1 PLC 控制运料
25、小车学生通过该实验，掌握 PLC 的ST、ST/、OY、/、AN、AN/、OR、OR/、ANS、ORS、PSHS-RDS-POPS、DF、DF/、SET、RST、KP、定时器、计数器等相关指令的应用技巧，学会 FPWIN-GR 软件的使用，并能在 C-24PLC 主机上进行模拟实验。7研究设计型1人必做2 PLC 控制彩灯学生通过该实验，掌握 PLC 的TMR、TMX、TMY、CT、 、F118 UDC、SR、F119 LRSR、ED、CNDE、MC、MCE、JP-LBL、LOOP-LBL、CALL-SUB-RET 等相应指令的应用技巧，并能在 C-24PLC 主机上进行模拟实验。8研究设计型
26、1人必做五、实验教学大纲说明1、本门课与其它相关课程的关系该门课是电子信息专业的专业课，其前继课为计算机导论、电路分析、低频电子线路、数字与逻辑电路、微机原理 I、II 及单片机原理等，直接应用于毕业设计，是自动控制工程师、电子工程师和硬件工程师必须掌握的知识。2、研究型和设计型实验的要求教师给出设计实验的示意图和设计要求，学生根据示意图和设计要求查阅文献，编写出 PLC 梯形图和语句表，并在 C-24PLC 主机上独立完成实验，最后写出设计报告。制订人：赵 静审核人：刘丽娟可 编 程 控 制 器 教 学 大 纲课 程 名 称 ： 可 编 程 控 制 器课 程 性 质 ： 专 业 选 修 课
27、开 课 单 位 ： 自 动 控 制 教 研 室 适 用 专 业 ： 电 厂 设 备 运 行 与 维 护 专 科 总 学 时 ： 72 学 时 （ 其 中 讲 课 学 时 72） 学 分 ： 4先 修 课 程 ： 数 字 电 路 、 自 动 控 制 原 理 等 、 主 要 内 容 涉 及 数 字 逻 辑 ； 电 子 电路 ； 闭 环 控 制 。一 、 课 程 的 性 质 、 教 学 目 的 和 基 本 要 求 课 程 性 质 ： 可 编 程 序 控 制 器 (PLC)是 工 业 自 动 控 制 系 统 最 常 用 的 工 具 之 一 ，它 主 要 研 究 以 工 业 过 程 模 型 为 被 控
28、对 象 、 PLC 为 手 段 的 工 业 计 算 机 自 动 控 制 系 统 ， 是 自 动 化 类 专 业 学 生 的 重 要 专 业 课 之 一 。课 程 主 要 任 务 ： 培 养 学 生1.了 解 继 电 器 的 基 本 原 理 和 继 电 器 控 制 系 统 的 基 本 组 成 ， 掌 握 用 PLC 控 制 系统 替 代 继 电 器控 制 系 统 的 方 法 。2.了 解 PLC 在 工 业 自 动 化 领 域 的 发 展 动 态 和 趋 势 。3. 掌 握 PLC 系 统 的 物 理 模 型 和 系 统 结 构 ， 熟 练 运 用 梯 形 图 语 句 进 行 编 程 ，了 解
29、符 号 表 语 句 的 编 程 方 法 。4 掌 握 开 关 量 、 模 拟 量 的 采 集 和 控 制 的 方 法 ， 初 步 实 现 数 字 PID 闭 环控 制 。5 熟 练 掌 握 系 统 软 件 的 线 性 编 程 ， 了 解 系 统 软 件 的 结 构 编 程 。6 具 备 对 工 业 对 象 进 行 系 统 硬 件 设 计 、 系 统 软 件 编 程 和 调 试 的 基 本 能 力 。7 了 解 PLC 的 通 信 原 理 和 方 法 ， 了 解 用 PLC 作 为 节 点 实 现 现 场 总 线 结构 的 控 制 系 统 在 工 业 自 动 化 领 域 的 应 用 。二 、 主
30、 要 内 容 及 学 时 分 配三 、 考 核 办 法 1 考 核 方 式 ： 平 时 成 绩 、 卷 面 成 绩 、 课 堂 提 问 情 况 。 2 记 分 方 式 ： 百 分 制 ；四 、 参 考 教 材 与 文 献 1 可 编 程 序 控 制 器 原 理 与 应 用 胡 小 刚 北 方 交 通 大 学 出 版 社2 现 代 可 编 程 序 控 制 器 原 理 与 应 用 郑 晟 科 学 出 版 社 单 元 （ 章 ）分 配 学时理 论 学 时实 践 学时第 1 章 PLC 基 本 工 作 原 理 4 4第 2 章 PLC 内 外 部 结 构 及 编 程软 件 4 4第 3 章 PLC 的
31、 基 本 控 制 功 能 及应 用 32 32第 4 章 PLC 的 数 据 处 理 功 能 及应 用 12 12第 5 章 顺 序 控 制 程 序 设 计 20 20合 计 72 72五 、 课 程 教 学 内 容 及 要 求 第 1 章 PLC 基本工作原理 1.1PLC 的产生和发展 1.2PLC 的组成和基本工作原理 1.3PLC 的性能、特点及分类 1.4PLC 的应用领域了解 PLC 的发展历史，熟悉 PLC 的组成，掌握 PLC 的工作原理。第 2 章 PLC 内外部结构及编程软件2.1PLC 的编程软件2.2PLC 的内存结构和寻址方式2.3PLC 的外部结构和连线方式了解 P
32、LC 的接线方式，熟悉 PLC 的内存结构，掌握 PLC 的编程软件。第 3 章 PLC 的基本控制功能及应用3.1 布尔指令及应用 3.2 定时器/计数器指令及应用3.3 位移位寄存器指令及应用 3.4 程序控制指令及应用掌握 PLC 各种指令的工作原理和使用方法，掌握常见典型电路编程，能灵活应用各种指令编程。第 4 章 PLC 的数据处理功能及应用 4.1 数据传送指令及应用 4.2 数据比较指令及应用4.3 数据移位指令及应用 4.4 数据运算指令及应用4.5 逻辑运算指令及应用掌握各种数据处理功能指令的工作原理及应用领域，能熟练应用功能指令编写数据处理类程序第 5 章 顺序控制程序设计5.1 顺序功能图5.2SCR 控制指令5.3“起保停”编程法应用5.4“置位/复位”编程法应用5.5 典型应用举例
