可编程控制器原理及应用教学大纲

1、可编程控制器原理及应用课程教学大纲课程编码：0110029课程名称：可编程控制器原理及应用英文名称：Principle and application of programmable con troller学时：32学分：2课程类型：选修课程性质：专业课适用专业：机械设计制造 及其自动化先修课程：咼等数学、大学物理学、 电工学、电子技术、单片机技术及应用开课学期：第6学期开课院系：机电工程学院一、课程的地位、目的和任务本课程地位：可编程序控制器，简称 PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、电器控制技术、自动控制技 术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编

2、程方便、性能优越、灵 活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到广泛的应 用。无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，都广泛采用单台或多台可编程序控 制器组成。所以，掌握 PLC技术，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。本课程是一门培养学生具有机械控制系统设计能力的专业课程，是材料成型及控制工程、机械设计制 造及其自动化、机械电子工程专业的一门必修课。本课程目的：通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种至二种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，为今后从事机械

3、设计制造、机械自动化控制等领域的工作打下良好基础。本课程任务：（1）讲授PLC的组成及工作原理；（2 ）基本指令、步进指令、功能指令系统；（3）PLC程序设计方法，PLC的系统设计方法，PLC在逻辑控制、模拟量控制以及通信联网等方面 的应用。二、本课程与其它课程的联系本科程须在完成高等数学、大学物理学、电工学、电子技术、单片机技术及应用等课程 的基础上进行授课学习。三、教学内容及要求第一章电气控制基本知识教学要求：（1）了解熟悉低压电器的定义（2）了解低压电器的特点及发展过程与种类重点：掌握开关电器、熔断器、主令电气器、接触器、继电器等 难点：基本电气控制线路教学内容：第一节 常用低压电器（一

4、）电气的分类（二）开关电器（三）熔断器（四）主令电器（五）接触器（六）继电器 第二节 基本电气控制线路（一）电气控制线路图的绘制原则（二）三相异步电动机直接起动控制线路（三）三相异步电动机降压起动控制线路（四）三相异步电动机的制动控制线路（五）典型生产机械电气控制线路第二章 可编程控制器概述教学要求：（1）掌握可编程序控制器的结构原理（2）熟悉可编程序控制器的接口电路、存储器的工作原理（3）了解传感器与可编程序控制器的接口电路及其它接口电路重点：PLC的工作过程，输入、输出接口 难点：对可编程序控制器的工作过程以及输入、输出映像寄存器的理解 教学内容：第一节 可编程控制器的产生第二节 可编程控

5、制器的定义与特点（一）PLC的定义（二）PLC的特点第三节 可编程控制器的分类及性能指标（一）PLC的分类（二）PLC的性能指标第四节 可编程控制器的应用发展 第五节 可编程控制器的与其他系统比较 第三章 可编程控制器的组成与原理 教学要求：（1）掌握 PLC 的构成，内部寄存器及 I/O 配置（2）熟悉 PLC 的外部连接重点： PLC 基本逻辑指令含义 难点：基本逻辑指令在程序中的灵活应用 教学内容：第一节 可编程控制器的组成（一）PLC的硬件系统（二）PLC的软件系统第二节 可编程控制器的等效电路第三节 可编程控制器的基本工作原理（一）PLC的工作方式（二）PLC的工作过程（三）PLC对

6、I/O的处理规则（四）扫描周期的计算（五）输入 / 输出响应的滞后现象第四节 可编程控制器的编程语言（一）梯形图（二）指令助记符（三）顺序功能图（四）功能块图（五）高级语言第四章 三菱 FX 可编程控制器教学要求：（1）掌握基本顺序指令、基本功能指令、控制指令、比较指令的应用（2）熟悉和了解高级指令的应用重点：继电器控制系统改变成 PLC 控制的基本方法，顺序功能图的设计，顺序控制梯形图编程难点：顺序控制功能图的设计教学内容：第一节 FX 可编程控制器特点（一）FX系列PLC的硬件结构（二）FX系列PLC的命名方式第二节 FX 可编程控制器配置第三节 FX 可编程控制器性能指 标第四节 FX

7、可编程控制器编程元件（一）FX系列“软器件”（二）FX系列PLC的常用编程元件第五章FX系列PLC基本指令教学要求：（1）掌握基本指令的应用（2）掌握梯形图的画法重点：继电器控制系统改变成 PLC 控制的基本方法，普通梯形图的设计，指令与梯形图编程的转换 难点：梯形图的设计教学内容：第一节 概述第二节 基本指令（一）指令的构成（二）指令的说明第三节 梯形图编程规则第四节 典型编程环节第四节 应用程序编写实例第六章 步进指令教学要求：（1）掌握步进指令的应用（2）了解状态转移图的应用重点：继电器控制系统改变成 PLC 控制的基本方法， 步进梯形图的设计， 步进指令与步进梯形图编程 的转换方法难点

8、：状态转移图的设计教学内容：第一节 顺序功能图（一）顺序功能图的组成（二）顺序功能图的基本结构第二节 步进指令 STL/RET第三节 顺序功能图的编程（一）单序列顺序功能图的编程（二）选择序列顺序功能图的编程（三）并行序列顺序功能图的编程第四节 步进指令的应用第七章 功能指令教学要求：（1）掌握功能指令的基本规则（2）学会功能指令的基本应用重点：通过本章的学习， 熟练掌握三菱系列 PLC 的功能指令基本规则、 程序流向控制指令、 数据传送 指令、算术和逻辑运算指令、循环移位与移位指令、数据处理指令、高速处理指令等的应用方法。难点：状态转移图的设计教学内容：第一节 功能指令概述第二节 FX 的功

9、能指令介绍（一）指令的构成（二）指令的说明第八章 特殊功能模块教学要求：（1）了解常用模块的功能、硬件接线和输出特性 重点：模拟量输入 /输出模块、温度测量与控制类模块的功能难点：各种常用模块的硬件接线及输出特性 教学内容：第一节概述第二节模拟量输入/输出模块第三节温度测量与调节模块四、教学安排及方式总学时：32学时，其中理论教学 24学时，实验教学 8学时。教学环节教学时数课程内容讲课实 验习 题 课上机看或录参像观小计备 注第一章电气控制基本知 识22第二章可编程控制器概 述22第三章可编程控制器的 组成与原理22第四章三菱FX可编程控 制器22第五章FX系列PLC的基本指令6410第六章步进指令448第七章功能指令44第八章特殊功能模块22合计24832五、考核方式1、考核方式：笔试（开卷）。2、成绩评定：平时成绩占20%包括出勤、课堂提问、作业等；期中考试成绩占20%期终成绩占60%综合考核成绩=平时成绩*20%+期中成绩*20%+期末成绩*60%六、推荐教材与参考资料1、推荐教材：董爱华编可编程控制器原理及应用（第一版）.北京:中国电力出版社，