适应专业：电气自动化、机电一体化专业

课程性质：必修课

总学时：72

总学分：4

一、课程性质、目的和任务

课程性质：工业可编程序控制器（下称PLC）是现代工业控制技术的新兴学科，是高等职业技术教育电气自动化专业和机电一体化专业的专业技术课程。本课程以培养学生熟悉PLC的基本组成结构、工作原理和应用领域，掌握PLC的编程元件和基本逻辑指令、梯形图程序的分析和设计方法、PLC控制系统的设计和调试步骤等基本素养为目标，使学生养成遵纪守法、勤奋好学上进的职业素养，为学生今后从事电气自动化技术工作打下良好的基础。根据学生毕业后从事工厂电气自动化、数控机床维修等技术工作的需求制定以下目标：

（一）总体目标

本课程的教学目标是：使学生具备高素质劳动者和中初级专门人才所必需的PLC编程应用，智能型机床控制电路设计维护基本知识和基本技能。授课过程中注重渗透专业思想教育，培养工程意识，激发创新思维，为毕业后尽快适应岗位需求奠定基础。

（二）知识目标

1.掌握PLC的工作原理和使用特性，并能正确选择型号规格；

2.掌握PLC的编程语句和程序设计；

3.掌握使用在PLC控制系统中常见电气控制器件的选用和维护知识。

（三）能力目标

1．根据常见工业控制对象的特点和要求，正确选择控制方案；

2.根据控制方案设计、调试PLC程序；

3.根据控制方案及设计、安装规范，正确进行简单工业控制系统的线路设计与安装、调试。

（四）思想教育目标

1.初步具备辨证思维和逻辑分析的能力；

2.树立理论联系实际的科学观点，培养科学的工作作风，具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；

3.加强职业道德意识。培养学生安全意识、质量意识、工程意识等职业意识，并强化学生的专业技术应用能力、沟通协调能力和再学习能力等职业能力以及严谨、认真的工作态度。

二、教学基本要求

1、使学生学会知识：

（1）. 掌握PLC的基本概念与组成；

（2）. 掌握PLC的工作原理与硬件结构；

（3）. 掌握PLC的数据类型与寻址方式；

（4）. 掌握PLC位逻辑指令的使用方法；

（5）. 掌握PLC定时器与计数器指令的使用方法；

（6）. 掌握顺序控制设计法顺序功能图的绘制；

（7）. 掌握使用起保停电路的顺序控制梯形图设计法；

（8）. 掌握以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法；

（9）. 掌握使用SCR指令的顺序控制梯形图的设计方法；

（10）. 掌握PLC功能指令的使用方法；

（11）. 掌握S7-200的通信指令与通信功能。

2、培养学生以下几方面的初步能力：

（1）. 掌握PLC的硬件选型与安装接线方法；

（2）. 掌握PLC编程软件的使用方法；

（3）. 掌握PLC仿真软件的使用方法；

（4）. 掌握PLC程序的编译与调试的方法；

（5）. 掌握提高PLC控制系统可靠性措施的方法；

（6）. 掌握PLC控制系统的故障检测与诊断方法；

（7）. 常用PLC控制电路的安装与使用；

（8）. 常见PLC控制电路的故障检修与使用维护。

通过本门课程学习，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。培养学生知难而进，勤学不倦的精神。

三、教学内容及要求

第1章概述

教学内容：

1.1 PLC的基本概念与基本结构

1.2 PLC的特点与应用领域

1.知识点和教学要求

（1）. 了解PLC的发展历史与分类；

（2）. 熟悉PLC的基本作用；

（3）. 掌握PLC的基本结构。

教学重点：PLC的基本结构

2.能力培养要求

（1）. 熟悉PLC的基本结构和外部接线；

（2）. 学习PLC控制线路图绘制的基本步骤。

第2章PLC的硬件与工作原理

教学内容：

2.1 PLC的硬件

2.2 PLC的工作原理

2.3 S7-200系列PLC

2.4 I/O地址分配与外部接线

2.5习题

1.知识点和教学要求

（1）. 了解PLC的硬件结构；

（2）. 熟悉S7-200系列PLC的外部结构与负载连线方式；

（3）. 掌握PLC的工作原理；

教学重点：PLC的工作原理与负载连线。

2.能力培养要求

（1）. 掌握S7-200系列PLC的外部结构与负载连线方式；

（2）. 能根据工作任务要求合理分配I/O资源，绘制相关的PLC的I/O接线图；

（3）. 能正确完成PLC的I/O接线。

第3章PLC程序设计基础

教学内容：

3.1 PLC的编程语言与程序结构

3.2存储器的数据类型与寻址方式

3.3位逻辑指令

3.4定时器与计数器指令

3.5习题

1.知识点和教学要求

（1）. 掌握PLC常用的编程语言；

（2）. 掌握S7-200系列PLC的梯形图编程规则；

（3）. 熟悉梯形图与语句表的互换规则、数据区结构；

（4）. 掌握位逻辑指令、定时器和计数器等指令的工作原理与应用。

教学重点：S7-200系列PLC基本控制指令的基本工作原理和使用。

2.能力培养要求

（1）. 熟练使用编程软件，能根据工作任务要求和PLC的I/O接线图编制相应的梯形图；

（2）. 掌握PLC程序的编译，正确使用通信电缆下载程序，调试程序。

第4章数字量控制系统梯形图程序设计方法

教学内容：

4.1梯形图的经验设计法

4.2根据继电器电路图设计梯形图

4.3顺序控制设计法与顺序功能图

4.4习题

1.知识点和教学要求：

（1）. 了解继电器电路图转换成梯形图的设计法；

（2）. 熟悉典型经验设计法和常见应用电路；

（3）. 掌握顺序控制设计法。

教学重点：典型电路的设计与应用.

2.能力培养要求

（1）. 能根据电气控制要求将合理安排接入PLC的I/O电气元器件，正确完成接线；

（2）. 培养学生根据继电器线路独立设计PLC控制系统的能力；

（3）. 培养学生简单PLC控制系统的故障分析、调试能力。

第5章顺序控制梯形图的设计法

教学内容：

5.1使用起保停电路的顺序控制梯形图

5.2以转换为中心的顺序控制梯形图

5.3使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法

5.4具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法

5.5习题

1.知识点和教学要求：

（1）. 了解顺序功能图转换的规则；

（2）. 熟悉顺序功能图转换成梯形图的规则；

（3）. 掌握各种顺序功能图的转换方法。

教学重点：顺序功能图的应用。

2.能力培养要求

（1）. 熟练完成顺序控制类型梯形图的设计；

（2）. 熟练完成使用SCR指令的顺序控制梯形图设计；

（3）. 具备独立完成设计程序的故障分析能力以及故障排除技能。

第6章PLC的功能指令

教学内容：

6.1 S7-200的指令规约；

6.2程序控制指令

6.3局部变量表与子程序

6.4数据处理指令

6.5数学运算指令

1.知识点和教学要求：

（1）. 了解功能指令的作用；

（2）. 熟悉各功能指令的应用领域；

（3）. 掌握各功能指令的工作原理及应用。

教学重点：程序控制指令与数据处理指令的应用。

2.能力培养要求

（1）. 了解各各功能指令并能合理使用；

（2）. 能读懂并分析使用功能指令的PLC梯形图控制原理。

第7章PLC的通信与自动化通信网络

教学内容：

7.1计算机通信概述

7.2计算机通信的国际标准

7.3西门子的工业自动化通信网络

7.4 S7-200的通信协议和通信功能

7.5 S7-200的其他通信功能

7.6 两台PLC之间的通信实验

7.7习题

教学要求：本章为选讲内容，要求了解PLC的通信功能。

1.知识点和教学要求..

（1）. 了解西门子的工业自动化通信网络原理及组成；

（2）. 掌握S7-200的通信协议和通信功能。

2.能力培养要求

（1）. 能独立设计相应的梯形图；完成两台PLC之间的数据传输；

（2）. 能读懂PLC与变频器、计算机的网络组成。

第8章PLC应用中的一些问题

教学内容

8.1 PLC控制系统的设计与调试步骤

8.2 PLC控制系统的可靠性措施

1、知识点和教学要求：

（1）. 了解PLC系统设计的方法及PLC硬件的选型。

2.能力培养要求

（1）. 学会节省PLC输入输出点的方法，降低PLC系统设计的硬件费用；

（2）. 了解提高PLC硬件系统可靠性的措施，提高PLC运行的可靠性与经济性。

四、实践环节 （一体化教学方式，在日常教学中同步完成）

（一）实训项目

1、编程实训课题

（1）. 电动机点动、自锁、正反转电路

（2）. Y/△降压启动电路

（3）. 运输带控制电路

（4）. 小车控制电路

（5）. 交通灯控制电路

（6）. 液体液面控制电路

2、综合设计项目

（1）. 机械手控制系统设计编程

（2）. 自动供水系统设计编程

（3）. 电梯控制系统设计编程

（4）. 板材切割控制系统设计编程

（二）实训的能力要求

（1）. 能根据工作任务要求设计较复杂的PLC控制电路；

（2）. 能根据工作任务要求合理分配I/O资源，绘制相关的PLC的I/O接线图，正确完成接线；

（3）. 根据任务要求和I/O口分配地址编制梯形图程序，完成调试工作；

（4）. 具有PLC控制系统常见故障的分析能力以及故障排除技能。

（三）实训考核标准和方法

（1）实训考核方法

为了评价学生完成各课题的综合能力，各项目在完成讲授内容后，即时进行相应课题的训练，并当堂检查学生完成结果。为了能如实反映学生对理论知识的掌握程度及线路图设计，安装等实际操作能力，采取同一项目任务按难易分层次要求的方式，根据学生在完成相应要求达到层次的水平打分，作为日常实训操作的成绩，该项总和的平均值占学期总成绩40％。课后作业采用循序渐进的方式，在第2个课题起要求学生缴交实验报告，并逐步提高书写要求。这样，在保证学生课堂完成技能操作训练的同时，能够在课后对相应的知识进行复习，思考，达到掌握知识、培养能力、提高技术素养的目的。实验报告成绩和当次课堂实训成绩按3∶7合并计算。

（2）实训考核评分项目

评分内容包括：

①I/O口接线图设计占20分，其中分配正确、合理得15分，版面清楚整洁得5分；

②梯形图编制占50分，步骤均正确得40分，有必要的参数注释得10分；

③调试、安装接线占30分，调试步骤正确20分，接线正确10分。

五、教学方法与手段

1、由于本门课是一门对实践性要求强的课程，且教学内容中有较多的线路图，梯形图等，为了达到更好的教学效果，主要采用电子课件进行课堂多媒体教学，必要时配以传统的板书。

2、为加深学生对课程知识的理解，结合讲授内容安排了6个实训课题，结合使用Visio软件绘制I/O口接线图，当场进行线路接线和程序编制，验证课堂讲授内容，并着重培养学生能根据任务控制要求建立合理的逻辑思维、完成PLC系统设计的能力。

3、为提高学生综合能力，期末增加了：①机械手控制系统设计编程，②自动供水系统设计编程，③电梯控制系统设计编程,④板材切割控制系统设计编程4个综合项目。

六、各教学环节学时分配

七、考核方式

本课程采用一体化教学方式，在完成一个章节（课题）内容的授课后即时进行相应项目的训练及考核，平时课堂考核成绩占40％；期末技能测试占30％。理论考试为闭卷考试课，满分100分，考试时间为100分钟。期末笔试成绩占总分30％。

八、推荐教材和教学参考书

（1）教材：《S7-200PLC基础教程》 机械工业出版社廖常初主编

（2）参考书目：

①《可编程控制器教程》第2版 机械工业出版社 王兆义主编

②《PLC技术及应用》机械工业出版社 徐国林编著 2010年

九、说明

1、本教学大纲适用于招收高中毕业生，学制为三年的高职高专电气自动化、机电一体化专业。完成全课程的教学指导时数为72学时（包括实验学时）。

2、本教学大纲在制定的过程中，按照重创新、重应用的原则安排课程内容和实训教学环节，力求体现高职高专办学特色及培养人才目标，学时分配是指导性的，也是建议性的，各任课教师可根据学校学期实际情况合理调整教学时数。

3、《可编程序控制器》课程与其它课程的衔接与分工

（1）具有电工基础等专业基础知识。

（2）掌握Auto-CAD或Visio软件绘制线路技能。

（3）掌握常用电工工具和电气仪表使用方法。

（4）掌握工厂电气控制技术知识和机床电路设计安装技能。

（5）本课程作为专业技术课，一般应安排在第三、四学期进行。

本教学大纲提出的教学要求作为高职高专电类各专业《机床控制电路》课程教学的指导性文件，指出了各专业学生学习本课程应该达到的合格要求，同时也可以作为本课程教学质量评估的依据之一。

4、作业要求

（1）要求每个课题报告必须包括：根据工作任务设计的I/O口分配表格、I/O口接线图、梯形图，以及布置的思考题；

（2）作业应整齐、工整，书写规范，图表必须用直尺绘制（也可打印）；

（3）作业要求独立完成，如果经教师批发后发现错误，应在作业本上及时纠正，以便于复习时作为正确的参考。

撰写： 陈肖丹