课程标准（数控机床PLC控制与调试）

1、数控机床PLC控制与调试课程标准目 录课程总体教学方案课程教学单元方案课程教案单元一 数控机床PLC认知单元二 PLC硬件与连接单元三 编程软件的使用单元四 指令应用单元五 顺序程序设计单元六 子程序和中断服务程序的应用单元七 数控机床PLC程序编制与调试单元八 数控机床PLC故障分析与处理数控机床PLC控制与调试课程总体教学方案审定时间： 课程名称：数控机床PLC控制与调试建议学时：120本课程与前、后续和并行课程紧密关联方面的简单描述数控机床PLC控制与调试开设前，学生通过电工电子应用技术、数控机床电气控制系统安装与调试、数控机床电气传动等课程的学习获得对数控机床的电气控制要求的知识基础与

2、基本工作技能，然后进入本课程的学习。本课程主要学习数控机床中PLC的应用能力，通过数控机床各顺序控制功能程序的设计与实现，全面了解和掌握PLC技术在数控机床中的应用与调试技能。为后续数控系统连接与调试、数控机床故障诊断与维修、开放式数控系统应用、数控设备改造等课程提供一个扎实的PLC技术应用基础。学习目标1）能根据数控机床的工艺要求进行PLC及扩展模块的选型，并进行PLC外围的I/O连接。2）能利用PLC厂商提供的技术手册，进行硬件连接、参数设置和硬件组态。3）能熟练使用PLC的指令系统，能应用STEP 7等编程软件进行通用PLC程序的编制。4）能根据数控机床的顺序控制功能要求和I/O信号定义

3、，进行PLC控制程序的编制。5）能根据数控机床的特性化要求，对数控厂商提供的标准功能程序库进行修改与调试。6）能根据报警信号，通过PLC编程软件进行程序的监控和排故。教学内容以数控机床中应用广泛的典型PLCSIEMENS S7-200/300和FANUC PMC为载体，根据数控机床中顺序控制功能工艺要求，主要从PLC的工作原理、结构特点；PLC的硬件结构与连接；PLC的数据存储系统与指令系统；PLC顺序控制程序编制方法等方面展开教学。最后结合数控机床各顺序控制功能的工艺要求，进行PLC程序设计与调试的案例实践，并利用编程软件的监控与调试功能进行报警排故。教学方法建议：宏观引导文教学法。微观多媒

4、体演示、案例示范法、小组协作学习法。主要教学资源：1、 安装有S7-200/300 PLC和PMC编程软件的计算机50台。2、 S7-200 PLC 实验箱50套。3、 S7-300 PLC 实训控制柜25套。4、 西门子802/810/840数控系统10套。5、 FANUC 0i数控系统25套。教师能力要求：1、 熟悉SIEMENS S7-200/300和FANUC PMC的选型，顺序控制系统的设计、编程、调试、排故。2、 熟悉数控机床中的各顺序控制功能工艺要求，并能通过PLC进行控制。3、 具有按引导文教学法、多媒体演示、案例示范法、小组协作学习法等组织教学，并指导学生实践的能力。考核方式

5、每一个单元的考核为：学习成果（60%）+工作态度（20%）+工作规范（10%）+团队合作（10%）；评价主体：教师评价（40%）+小组互评（50%）+学生自评（10%）（每次小组互评时，90以上限10%以内）；课程成绩：（å每一单元考核成绩´单元学时数）/课程总学时。数控机床PLC控制与调试课程教学单元方案审定时间： 课程建议学时：120项目序号与名称学习目标教学载体教学内容建议学时单元一数控机床PLC认知掌握PLC的工作原理、基本结构和特点；清楚数控机床PLC与普通PLC的异同点；掌握SIEMENS S7 PLC及其他常见数控机床用PLC等的配置方式、工作特点；了解PLC

6、在数控机床中的应用。计算机编程软件S7-200实验箱S7-300实训控制柜802/840、FAUNC数控系统实训设备PLC的发展简史、流派、发展趋势、主要优点和应用、基本构成、技术规格和分类；PLC控制和继电器控制的区别；PLC的工作原理。SIEMENS/FANUC数控机床用PLC的特点与应用。4单元二PLC硬件与连接掌握PLC的硬件结构；清楚PLC的模块参数特征；掌握I/O的地址分配与外部接线；掌握PLC的硬件组态方法。PLC的基本功能、型号、种类、规格；PLC的模块参数特征；PLC输入/输出电路的连接与地址分配；PLC的硬件组态。12单元三编程软件的使用掌握编程软件的安装方法；掌握编程软件

7、的基本使用；掌握新建工程的方法；了解各种工具、向导的使用和设置。编程软件的安装与基本使用，及向导的使用；4单元四指令应用了解编程方式、标志、指令的微分形式；理解数制、位、字节、字、双字的关系；熟练掌握基本指令的功能和使用；掌握应用指令的功能和使用。PLC的存储和寻址系统；PLC位逻辑、定时/计数、数据比较、数据转换、算术运算、逻辑运算、控制转移等指令。32单元五顺序程序设计了解PLC软件设计的基本要求、基本原则和一般步骤；理解顺序控制的基本概念、顺序功能图的组成；掌握顺序控制的基本结构和编程方法，掌握信号处理及程序设计方法；熟练掌握顺序控制的设计方法和步骤。PLC软件设计概述，顺序控制基本功能

8、模块及编程，顺序控制的程序设计实例，信号处理及程序设计。6单元六子程序和中断服务程序的应用了解PLC的程序结构；掌握子程序（或FB/FC）的定义和调用；清楚中断服务程序的工作原理；掌握中断服务程序的定义和调用。PLC的程序结构；子程序和中断服务子程序的定义和调用；利用向导创建特殊功能子程序及调用；FB/FC的定义和调用；特殊功能组织块的定义和使用；子程序和中断服务子程序的定义和调用。18单元七数控机床PLC程序编制与调试清楚数控机床中PLC的信号来源；清楚802/810/840等数控机床中PLC特定输入输出信号的定义（I/O信号，NC信号）；清楚数控机床PLC控制各功能程序的工艺要求；掌握主要

9、功能程序的实现；数控机床中PLC的信号；数控机床中PLC特定输入输出信号的定义；主轴换挡、冷却液、润滑、刀架、刀架方向、锁紧/放松等数控机床典型PLC控制功能程序的工艺要求；数控机床典型顺序控制功能的程序设计；数控厂家提供子程序库的调用和修改。38单元八数控机床PLC故障分析与处理了解PLC中报警的机理与报警信号的定义；掌握PLC编程软件的程序监控方法；基本掌握PLC状态信息诊断法；基本掌握PLC梯形图跟踪法。报警的机理，报警信号的定义；PLC编程软件监控和调试程序；PLC在线监控跟踪程序运行。6数控机床PLC控制与调试课程教案单元一 数控机床PLC认知本单元教学内容重点是常规PLC的基本概念

10、与基本结构、特点与应用领域等； PLC的工作原理，及与传统继电器控制的区别；数控机床用PLC的特点、应用配置方式与功能。其中的难点是PLC的扫描式工作原理，及数控机床用PLC的应用配置方式。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 围绕学习目标，教师介绍PLC的基本概念、基本结构、特点与应用领域、工作原理；3、 提出引导性问题，数控机床中PLC如何工作，与普通PLC有何异同？11浏览PLC外观图片包括西门子S7系列、三菱、欧姆龙、AB等其他PLC；2观看西门子S7-200 PLC介绍视频；计划与决策4、 学生围绕引

11、导性问题，通过查阅选型手册、参考资料，上网查询等手段，获取信息；5、 学生与教师交流，明确数控机床中PLC的作用，地位，工作原理，配置方式等。13查阅西门子S7系列PLC各样本手册。4.上网查询其他PLC的样本手册。实施6、 学生围绕数控机床中PLC如何工作，及与普通PLC的异同，形成报告。1*检查与评估7、 学生上台演示自身的报告；8、 同学进行互评；9、 教师进行点评。15.结合PPT学习。注：参考时间带*，表示时间仅为课堂时间，尚需课余时间补充，下同。单元二 PLC硬件与连接本单元教学内容重点是PLC的硬件结构；清楚PLC的模块参数特征；掌握I/O的地址分配与外部接线；掌握PLC的硬件组

12、态方法。其中的难点是I/O地址分配与外部接线，以及在中大型PLC中的硬件组态。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 提出引导性问题，数控机床中PLC的I/O如何连接？3、 围绕学习目标，教师介绍PLC的硬件结构；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC的基本功能、型号、种类、规格；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC的模块参数特征；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC输入/输出电路的连接与地址分配；S7-300系列PLC的硬件组态。21浏览PLC扩展模块外观等图片；2

13、.观看录像：S7-200 PLC硬件连接。计划与决策4、 学生围绕引导性问题，通过查阅参考资料，上网查询等手段，获取信息；5、 学生与教师交流，明确PLC的I/O连接的注意事项等。2实施6、 统计I/O点数；7、 明确I/O的特点：功能，电压等级，负载性质；8、 根据I/O需求与PLC模块参数特征，确定CPU、扩展模块型号与数量；9、 选取合适电源；10、 选取导线；11、 绘制电气控制原理图与接线图。6*3.查阅S7-200/300选型手册。4. 结合PPT2学习。检查与评估12、 学生展示自身的图纸，并说明；13、 同学进行互评；14、 教师进行点评。2单元三 编程软件的使用本单元教学内容

14、重点是PLC编程软件的安装方法；PLC编程软件的基本使用；PLC新建工程的方法；编程软件的设置及其中各种工具、向导的使用。其中的难点是编程软件的安装与设置，及新建工程的步骤。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 提出引导性问题，如何安装与设置一个PLC编程软件，并利用其新建一个工程？3、 围绕学习目标，教师介绍编程软件的安装环境要求，兼容性问题，注意事项等。11. 观看屏幕录像：软件安装和设置中文界面；2. 观看屏幕录像：编程软件介绍；计划与决策4、 学生围绕引导性问题，通过查阅参考资料，上网查询等手段，获取信

15、息；5、 学生与教师交流编程软件安装的注意事项，安装环境的检测等问题；0.53.观看屏幕录像：编译和下载，运行和调试；4观看屏幕录像：输入和编辑程序；5.观看屏幕录像：通讯口设置。实施6、 检查计算机的硬件环境；7、 检查计算机操作系统等软件环境；8、 安装编程软件；9、 设置编程软件；10、 新建工程；2*6.使用虚拟动画进行练习软件的基本使用：S7-200程序的编写等动画库。检查与评估11、 教师进行点评安装、新建工程等过程中出现的问题与注意事项。0.57结合PPT3学习；8.查阅编程手册。单元四 指令应用本单元教学内容重点是PLC的存储和寻址系统概念；基本指令的功能和使用；应用指令的功能

16、和使用。其中的难点是存储概念中数制、位、字节、字、双字的关系，各类指令使用。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 教师分阶段给出不同的程序功能工艺要求；3、 提出引导性问题，如何根据工艺要求，选择合适的指令进行编程？4、 围绕学习目标，教师介绍PLC的存储和寻址系统概念，指令功能与使用等。81. 观看屏幕录像：地址分配、存储器的存取类型、存储器的存取方式等PLC存储和寻址系统相关视频；2. 观看屏幕录像：标准位逻辑指令、定时器、计数器等基本指令相关视频；3. 观看屏幕录像：比较、计算、移位、转换等指令相关视频；

17、计划与决策5、 阅读工艺要求；6、 根据工艺要求确定所需指令，自学相应指令；4实施7、 分析工艺要求，制作程序流程图；8、 根据流程图，编写相应PLC程序；9、 利用仿真软件，进行仿真调试，并修改程序；10、 下载程序至PLC，进行模拟调试，并修改程序；11、 与对象连接，进行实际调试，并完善程序；12、 撰写程序报告。16*4. 使用动画练习：内外触点配合工作原理；5. 使用基本指令相关动画练习：标准位逻辑指令、定时器、计数器等；6. 使用应用指令相关动画练习：比较、计算、移位、转换等；7. 使用宇龙虚拟动画：异步电机控制、水位控制、音乐喷泉等。检查与评估13、 学生演示程序功能，并说明问题

18、和解决手段；14、 教师点评。48. 结合PPT4学习；9. 查阅编程手册；10. 学习PLC工程案例。单元五 顺序程序设计本单元教学内容重点是PLC软件设计的基本要求、基本原则和一般步骤；顺序控制的基本概念、顺序功能图的组成；顺序控制的基本结构和编程方法，掌握信号处理及程序设计方法；顺序控制的设计方法和步骤。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法，案例教学法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 教师给出往返小车的程序功能工艺要求；3、 教师给出交通灯的程序功能工艺要求；4、 提出引导性问题，如何根据工艺要求，利用顺序控制编程法进行有效编程？5、

19、围绕学习目标，教师介绍PLC软件设计的基本要求、基本原则和一般步骤；顺序控制的基本概念、顺序功能图的组成; 顺序控制的基本结构和编程方法，掌握信号处理及程序设计方法；顺序控制的设计方法和步骤等。81.使用宇龙虚拟动画实现启保停的顺序控制程序：机械手控制、四段传送带控制；2. 使用宇龙虚拟动画实现条件转换的顺序控制程序：往返小车控制、小车运料控制；计划与决策6、 阅读工艺要求；7、 根据工艺要求确定编程思路；4实施8、 分析工艺要求，制作顺序控制功能图；9、 根据顺序控制功能图，编写相应PLC程序；10、 利用仿真软件，进行仿真调试，并修改程序；11、 下载程序至PLC，进行模拟调试，并修改程序

20、；12、 与对象连接，进行实际调试，并完善程序；13、 撰写程序报告。16*检查与评估14、 学生演示程序功能，着重于阐明编程思路与方法，并说明问题和解决手段；15、 教师点评。43.结合PPT5学习；4.结合各顺控案例PPT学习。 单元六 子程序和中断服务程序的应用本单元教学内容重点是PLC的程序结构；子程序（或FB/FC）的定义和调用；中断服务程序的工作原理；中断服务程序的定义和调用。其中的难点在于局部变量与全局变量的差别，PLC的程序结构，中断程序的执行机理，S7-300中FB与FC的差别等。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法，案例教学法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯

21、1、 教师给出本单元的学习目标；2、 教师给出一常用PLC程序功能的工艺要求；3、 提出引导性问题，如何根据上述工艺要求，编写一个可重复调用的子程序（或FB/FC）？4、 围绕学习目标，教师介绍PLC的程序结构；子程序（或FB/FC）的定义和调用；中断服务程序的工作原理；中断服务程序的定义和调用等知识。61. 观看屏幕录像：局部变量的使用；2. 观看屏幕录像：带参子程序；计划与决策5、 阅读工艺要求；6、 根据工艺要求确定编程思路；2实施7、 分析工艺要求，制作程序流程图；8、 根据程序流程图，编写相应PLC子程序，并在主程序中去调用子程序；9、 下载程序至PLC，进行模拟调试，并修改程序；1

22、0、 与对象连接，进行实际调试，并完善程序；11、 撰写程序报告。6*3.使用动画进行练习：无参子程序、有参子程序；检查与评估12、 学生演示程序功能，着重于阐明子程序的编制与调用，并说明问题和解决手段；13、 教师点评。24.结合PPT6学习。单元七 数控机床PLC程序编制与调试本单元教学内容重点是数控机床中PLC的信号来源；802/810/840/0i等数控机床中PLC特定输入输出信号的定义（I/O信号，NC信号）；数控机床PLC控制各功能程序的工艺要求；数控机床各顺序控制功能的PLC实现。其中的难点是数控机床各顺序控制功能的PLC实现。本单元推荐主要方法为引导文教学法，多媒体演示法，案例

23、教学法。实施内容参考时间教学资源使用说明资讯1、 教师给出本单元的学习目标；2、 提出引导性问题，如何根据数控机床顺序控制功能工艺要求，编写可重复调用的子程序（或FB/FC）？3、 围绕学习目标，教师介绍数控机床中PLC的信号来源；802/810/840等数控机床中PLC特定输入输出信号的定义（I/O信号，NC信号）；数控机床PLC控制各功能程序的工艺要求等知识。61. 查看图片库；2. 浏览课件库：802/810/840等数控系统I/O定义等文本；3. 观看视频：802s、802d系列数控机床相关信号、动作、子程序监控等。计划与决策4、 阅读数控机床控制功能工艺要求；5、 阅读802/810/840等数控机床中PLC特定输入输出信号的定义（I/O信号，NC信号）；6、 根据工艺要求确定编程思路；4实施7、 分析工艺要求，制作程序流程图；8、 根据程序流程图，编写相应PLC子程序，并在主程序中去调用子程序；9、 下载程序至PLC，进行模拟调试，并修改程序；10、 与对象连接，进行实际调试，并完善程序；11、 撰写程序报告。22*4. 使用动画进行练习：西门子802S刀架控制、西门子802s主轴控制等；5. 浏览