《可編程序控制器原理及應(yīng)用》大綱（已修改）

PAGEPAGE9《可編程序控制器原理及應(yīng)用》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱可編程序控制器原理及應(yīng)用課程編號30課程性質(zhì)必修課課程類別學(xué)科專業(yè)課程開課單位測控教研室授課學(xué)期第5學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3/48課內(nèi)學(xué)時(shí)48理論授課48上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)48適用專業(yè)測控技術(shù)與儀器是否雙語否先修課程信息技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程工程軟件訓(xùn)練、測控技術(shù)與系統(tǒng)等二、課程簡介本課程是一門專業(yè)技術(shù)課，主要講授電氣控制與可編程序控制器的原理、構(gòu)成、特點(diǎn)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用方法、發(fā)展動向。使學(xué)生在電氣控制與可編程序控制器技術(shù)方面具有較為廣泛和實(shí)用的知識，能夠在工程實(shí)踐中正確地設(shè)計(jì)、使用和研制設(shè)備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)本課程后，學(xué)生能夠較好地完成實(shí)踐工作中電控問題的解決，建立起基本的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維模式以及解決實(shí)際問題的方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識目標(biāo)使測控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在微機(jī)化測控系統(tǒng)方面具有較為廣泛和實(shí)用的知識，能夠在工程實(shí)踐中正確地設(shè)計(jì)、使用和研制設(shè)備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)使測控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在電氣控制與可編程序控制器技術(shù)方面具有較為廣泛和實(shí)用的知識，能夠在工程實(shí)踐中正確地設(shè)計(jì)、使用和研制設(shè)備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。能夠具體問題具體分析，利用批判思維，設(shè)計(jì)合理的算法，運(yùn)用知識，編寫符合編碼規(guī)范、易于維護(hù)的程序代碼，能夠調(diào)試、維護(hù)程序，解決實(shí)際問題。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)能夠研究工程問題的綜合特征，果斷判斷，綜合運(yùn)用電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，自主設(shè)計(jì)符合編碼規(guī)范、易于維護(hù)的綜合應(yīng)用程序，善于聯(lián)系專業(yè)實(shí)際并持續(xù)自學(xué)，樂于與他人合作解決問題。通過課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神，樹立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過了解工程案例和工程技術(shù)人員成才經(jīng)歷等，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、精益求精和不斷創(chuàng)新的工匠精神。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11-2能針對自控系統(tǒng)工程問題，進(jìn)行方案和實(shí)體設(shè)計(jì)。1-工程知識課程目標(biāo)21-3能夠融合專業(yè)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于對自控系統(tǒng)模型進(jìn)行推演和分析。2.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和儀器儀表科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析測控技術(shù)與儀器專業(yè)相關(guān)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。1-工程知識2-問題分析課程目標(biāo)32-4能夠運(yùn)用控制工程的基本原理分析解決方案中的關(guān)鍵影響因素，驗(yàn)證其合理性并獲得有效結(jié)論。3-2工程與社會：能夠基于測控技術(shù)與儀器相關(guān)背景知識進(jìn)行合理分析，評價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。2-問題分析3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元機(jī)電控制概述（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容能知道電氣控制系統(tǒng)的基本概念、交直流電機(jī)的工作特點(diǎn)和控制方式，電氣控制與可編程序控制器的特點(diǎn)、電氣控制與可編程序控制器的發(fā)展概況；能識別、使用常見的低壓電器，知道常見低壓電器的使用場合及規(guī)范。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電機(jī)的基礎(chǔ)知識；認(rèn)識各種常見低壓電器。難點(diǎn)：電機(jī)的理論、繁雜的低壓電器。3.教學(xué)方法課堂講授，圖片、視頻展示、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠知道電機(jī)的接線、基本控制思路方法，能夠認(rèn)識常見的低壓電器。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容掌握電氣原理圖的閱讀方法，電機(jī)的啟動控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動控制、雙速電機(jī)控制、電機(jī)保護(hù)及其他基本環(huán)節(jié)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電氣原理圖圖標(biāo)、制圖規(guī)則，基本的控制電路。難點(diǎn)：本章是電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，首先要使學(xué)生能夠樹立起電控系統(tǒng)的概念。在實(shí)際工作中，不同的電流有不同的處理方式，而控制電路又有相似的控制思路，樹立明確的主電路和控制電路的設(shè)計(jì)思路，強(qiáng)調(diào)主電路看電流、控制電路看電壓。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、案例分析、巡回指導(dǎo)、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠看懂基本控制電路，樹立起電控系統(tǒng)的基本概念，能設(shè)計(jì)一些最基本的電氣控制電路。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.課程目標(biāo)3.第三單元電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容介紹幾種使用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的機(jī)床控制電路，掌握電氣控制電路分析方法，學(xué)習(xí)和掌握實(shí)際控制電路的構(gòu)成、設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)看圖、識圖能力；學(xué)習(xí)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：基本控制電路的組合，常用低壓電器的選型規(guī)則。難點(diǎn)：電氣控制電路分析3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠看懂簡單的電氣控制原理圖，知道原理圖中所用低壓電器的選型規(guī)則，初步掌握簡單電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。第四單元可編程序控制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解可編程控制器的產(chǎn)生，定義，特點(diǎn)，應(yīng)用，發(fā)展，分類；掌握內(nèi)部硬件框圖及其各部分作用，系統(tǒng)控制軟件框圖及其特點(diǎn)；了解編程器的鍵盤輸入及顯示電路，與微機(jī)及繼電器控制的區(qū)別。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：可編程控制器的外部接口特點(diǎn)，可編程控制器的工作方式。難點(diǎn)：數(shù)字I/O接口的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，用戶程序執(zhí)行過程。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠簡單了解可編程控制器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合，等常規(guī)概念性問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解西門子s7-200系列PLC相關(guān)知識，掌握可編程序控制器的編程語言與程序結(jié)構(gòu)、存儲器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式，熟練掌握西門子系列PLC主要編程元件，理解梯形圖編程規(guī)則，能夠熟練應(yīng)用西門子s7-200系列PLC基本指令編制簡單應(yīng)用程序、位邏輯指令、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令。掌握梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：以可編程控制器為核心電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及方法。難點(diǎn)：數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠熟練設(shè)計(jì)簡單數(shù)字量控制梯形圖，能夠在實(shí)際問題中運(yùn)用梯形圖解決實(shí)際問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.課程目標(biāo)3第六單元順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容掌握使用起保停思路設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的方法、以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法、使用SCR指令的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法、具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：多種工況的綜合處理。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠在實(shí)際開發(fā)中熟練使用多種設(shè)計(jì)方法解決綜合實(shí)際問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.課程目標(biāo)3.第七單元可編程序控制器的功能指令（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容掌握程序控制指令，了解局部變量表與子程序、了解數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)學(xué)運(yùn)算指令、中斷程序與中斷指令，了解高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理指令，數(shù)學(xué)運(yùn)算指令的初始化及使用方法。難點(diǎn)：功能指令的編程使用特點(diǎn)、規(guī)范。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠根據(jù)具體問題使用功能指令編程，解決實(shí)際控制系統(tǒng)編程問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.課程目標(biāo)3.第八單元可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容掌握PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和方法、步驟，分析具體的PLC電氣控制系統(tǒng)，能夠設(shè)計(jì)一個(gè)PLC電氣控制系統(tǒng)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：實(shí)際PLC電控系統(tǒng)的要求和規(guī)范。難點(diǎn)：綜合運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)。3.教學(xué)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠根據(jù)具體項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)PLC電控系統(tǒng)，解決實(shí)際問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.課程目標(biāo)2.課程目標(biāo)3.（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元機(jī)電控制概述課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、241：1第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、381：1第三單元電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)程控制課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、341：1第四單元可編程序控制器程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、2、341：1第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、2、361：1第六單元順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、2、381：1第七單元可編程序控制器的功能指令課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、2、381：1第八單元可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課堂講授、課堂討論、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。課程目標(biāo)1、2、361：1合計(jì)481：1五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則平時(shí)成績20%課后作業(yè)50共計(jì)安排5次作業(yè)，總成績按比例折算為10分。小組討論20共計(jì)安排3次線上討論，根據(jù)討論內(nèi)容優(yōu)劣給小組打分，各小組內(nèi)根據(jù)任務(wù)分派組內(nèi)為每個(gè)人打分。最終總成績按比例折算為4分。隨堂測驗(yàn)20課堂根據(jù)需要隨時(shí)安排測驗(yàn)，根據(jù)題目難度，數(shù)量靈活設(shè)置分值。最終總成績按比例折算為4分。課前觀看講課視頻10指定內(nèi)容學(xué)習(xí)、觀看，每次1~2分，最終總成績按比例折算為2分。實(shí)踐成績20%設(shè)計(jì)解答100安排1次綜合設(shè)計(jì)作為大作業(yè)，提交解答報(bào)告，成績?yōu)?0分。期末測驗(yàn)60%知識401.考核內(nèi)容：所有教學(xué)內(nèi)容2.測驗(yàn)題型：客觀題（選擇、判斷）；主觀題（讀程序或完善程序、程序設(shè)計(jì)）能力40綜合應(yīng)用15創(chuàng)新5（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元機(jī)電控制概述1-1低壓電器；1-2控制電器；1-3保護(hù)類電器1-4主令電器課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2-1電氣圖基本知識2-2電機(jī)基本控制電路；2-3液壓系統(tǒng)的電氣控制；2-4其他基本控制環(huán)節(jié)；課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)小組討論期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第三單元電氣控制電路實(shí)例分析3-1車床控制電路；3-2搖臂鉆床控制電路課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第四單元可編程序控制器程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4-1可編程控制器定義與特點(diǎn)；4-2工作原理；4-3硬件及其分類；4-4軟件及其工作原理。課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)小組討論期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法5-1數(shù)據(jù)類型及范圍；5-2基本編程指令；5-3典型程序設(shè)計(jì)；5-4順序控制編程思想課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)小組討論期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第六單元順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法6-1基于步的編程；6-2以轉(zhuǎn)換為中心的編程；6-3狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令編程；6-4多工況編程實(shí)例。課前預(yù)習(xí)隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)小組討論期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第七單元可編程序控制器的功能指令7-1定時(shí)、計(jì)數(shù)器及相關(guān)指令；7-2通信、比較、轉(zhuǎn)換指令；7-3數(shù)學(xué)