PLC 课程实施大纲

《PLC》课程实施大纲目录1．教学理念 31.1关注学生的发展 31.2关注教学的有效性 41.3关注教学的策略 51.4关注教学价值观 52．课程描述 62.1课程的性质 63．教师简介 83.1教师的职称、学历 83.2教育背景 83.3研究兴趣（方向） 84．先修课程 85．课程目标 85.1知识与技能方面 105.2过程与方法方面 105.3情感、态度与价值观方面 106．课程内容 116.1课程的内容概要 116.2教学重点、难点 116.3学时安排 127.课程教学实施 127.1单元教学日期 127.2单元教学目标 127.3单元教学内容（含重点、难点） 147.4单元教学过程（请详细描述教学实施过程） 207.5单元教学方法（课堂讲授、案例分析、讨论与探究法、自主学习法、实验与演示法等） 257.6单元作业安排及课后反思 257.7（单元）课前准备情况及其他相关特殊要求（教师、学生） 267.8教学单元的参考资料（具体到哪一章节或页码） 268．学生课程学习要求（说明：从以下几方面提出，可包括课前预习、课后复习、读书报告等项内容） 268.2课外阅读的要求 278.3课堂讨论的要求 278.4课程实践的要求 279．课程考核方式及评分规程 289.1出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求 289.2成绩的构成与评分规则说明 289.3考试形式及说明（含补考） 2910．学术诚信规定 2910.1考试违规与作弊 2910.2杜撰数据、信息等 2911．课堂规范 2911.1课堂纪律 2911.2课堂礼仪 2912．课程资源 2912.1教材与参考书 2912.2专业学术专著 3012.3专业刊物 3012.4网络课程资源 3012.5课外阅读资源 3013．其他必要说明（或建议） 3113.1教师作出师德师风承诺 3113.2阅读课程实施大纲，理解其内容 3213.3同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望 3214．其他说明 321．教学理念1.1关注学生的发展教师是“人类灵魂的工程师”，教师是最可亲可敬的人。作为一名教师。“教书育人”是我们最本质的工作，但是“教书”不只是教会学生们书本上的知识，还应更关注学生其它各方面的发展。教育的本质则在协助学生探索自我，并从发现自我、开启自我到实现自我，进而能不断地超越自我。其目的都是更好地为学生发展服务，务求可让学生得到可持续发展的能力，从而提高学生的全面素质。关注学生的发展可以从以下几点入手：一.关注学生的“主体地位”现代教育的特征就是发展人的主体性，追求人的全面发展。如果我们还一直充当“主角”，而学生仅仅充当的是“配角”，剥夺了他们自主学习的权力，必定对学生的全面发展造成影响。新课程指出我们的教师应“以学生的发展为本”，因此，我们要牢固树立以学生为主体的教学观念，激发学生参与意识，把主动权归还学生，相信每一位学生都有发展，给学生提供更多的参与机会，给学生搭建一个自主学习的舞台，培养学生为了适应未来的生活而努力准备。二.关注学生的“学习兴趣”学生的学习兴趣直接影响一节课的教学效果，因为“兴趣是最好的教师”，“没有兴趣的学习，无异是一种苦役；没有兴趣的地方，就没有智慧和灵感。”入迷才能叩开思维的大门，智力和能力才能得到发展。课堂上看学生的学习兴趣如何，可从这几点观察：教师是否有创设各种情境诱发学生的求知欲；教师是否能提出矛盾的问题，引起学生的疑惑；教师是否以生动的实例，描述枯燥的概念，使比较抽象的内容变得通俗形象；教师是否有利用思辨问题或实验结论作引导，这样既可激发学生的学习兴趣又可启发学生的思考。三.关注学生情感、态度与价值观的体现与发展作为老师，在强调学习基本知识的过程中，要潜移默化地培养学生积极的人生态度，正确的价值观、人生观和科学的世界观，使学生在学习知识的过程中学会正确的价值选择，逐步具有社会责任感，努力为人民服务，树立远大理想。教师应该在思想观念上实现重大转变，充分利用教材和各种有用信息对学生进行培养。处处注意创设民主、宽松的课堂教学氛围，以幽默的话语、尊重和赞赏，正确引导与启发学生，使学生在会心的笑容中轻松掌握知识与方法，并敢于表达自己的情感体验及对自己、同伴、或老师作出合理的评价，使每个学生在这方面都能得到更好的发展。四．关注每一个学生的发展每个学生是不同的个体，有着不同的生活背景，他们在学习中有着不同的经验与体会，对同一个问题的解决，不同的学生也会表现出不同的思维习惯及见解。美国哈佛大学的心理学家加德纳的《智力的结构：多元智能理论》告诉我们：每个人都有着八种智能，而且每个人这八种智能的发展也将不同，所以我们的教学要关注学生个性差异，学生不是一个机器制造出来的工业品，要承认和接受学生身心发展、认知规律的差异，不能强求一致。1.2关注教学的有效性课堂教学是一种目的性和意识性都很强的活动。通过教学，要使学生掌握知识，习得技能，发展智力，形成态度和相应的品质。有效的教学活动必须通过有效的教学方式和学习方式来实现。课堂教学的最终目的是提高学生学习课程的积极性,而学生的积极性是建立在教学有效性的基础上的。只有课堂具有有效性,才能不断提高课堂教学质量与效率。教师、学生及数学课堂都必须进行角色转换,让学生真正成为学习的主人,课堂成为学习和交流的重要阵地。1.3关注教学的策略教学策略含义的观点有：教学策略是具体的教学方法或技术的总和教学策略是教室教学时有计划地引导学生学习，从而达成教学目标所采取的一切方法（张春兴，1998）。教学策略是为实现教学目标，完成教学任务所采取的方法、步骤、媒体或组织形式等教学措施构成的综合性方案（李康，1994）。教学策略是教学观念或原则的体现教学策略所谓教学观念或原则，通过教学方法、教学模式或教学手段得以体现（时俊卿，1995）。教学策略是对教学过程的谋划或系统决策张大军（1997）认为，教学策略是在特定教学情境中为完成教学目标和适应学生学习的需要而做出的教学谋划和采取的教学措施。常见的教学策略有：创造学习的问题情境；引起并保持学生的注意；兼顾学生本省的学科发展；确定责任（学习的责任心）；帮助学生进行课外学习；机理学生从专业的角度思考问题；创造多元的学习体验。1.4关注教学价值观关注情感、态度、价值观是以人为本思想在教学中的体现，其实质就是关注人。关注人（关注情感、态度、价值观）与关注学科（关注知识、技能与过程、方法）也是教学中一对至关重要的关系，从学生的角度来说，它表现为乐学与学会、会学的关系；从教师的角度来说，它表现为教书与育人（教知识与教做人）的关系，从教学的角度来说，它表现为认识与情感的关系。学科教学的重心在学科还是在人?关注学科还是关注人反映了两种不同的教育价值观。过分关注学科，过分强调学科的独立性和重要性，是学科本位论的反映。学科本位论把学科凌驾于教育之上，凌驾于人之上，学科成为中心，成为目的，学校教育、课堂教学成为促进学科发展、培养学科后备人才的手段，这种只见学科不见人的教育观从根本上背离了基础教育特别是义务教育的基本性质和神圣使命。关注人是新课程的核心理念——“一切为了每一位学生的发展”在教学中的具体体现，它意味着：第一关注每一位学生每一位学生都是生动活泼的人、发展的人、有尊严的人，在教师的课堂教学理念中，包括每一位学生在内的全班所有的学生都是自己应该关注的对象，关注的实质是尊重、关心、牵挂，关注本身就是最好的教育。第二，关注学生的情绪生活和情感体验孔子说过：知之者莫如好之者，好之者莫如乐之者。教学过程应该成为学生一种愉悦的情绪生活和积极的情感体验。学生在课堂上是兴高采烈还是冷漠呆滞，是其乐融融还是愁眉苦脸?伴随着学科知识的获得，学生对学科学习的态度是越来越积极还是越来越消极?学生对学科学习的信心是越来越强还是越来越弱?这一切必须为我们教师所关注，这种关注同时还要求我们教师必须用“心”施教，不能做学科体系的传声筒。用“心”施教体现着教师对本职的热爱，对学生的关切，体现着教师热切的情感。第三，关注学生的道德生活和人格养成课堂不仅是学科知识传递的殿堂，更是人性养育的圣殿。课堂教学潜藏着丰富的道德因素，“教学永远具有教育性”，这是教学活动的一条基本规律。教师不仅要充分挖掘和展示教学中的各种道德因素，还要积极关注和引导学生在教学活动中的各种道德表现和道德发展，从而使教学过程成为学生一种高尚的道德生活和丰富的人生体验，这样，学科知识增长的过程同时也就成为人格的健全与发展过程，伴随着学科知识的获得，学生变得越来越有爱心，越来越有同情心，越来越有责任感，越来越有教养。当然，这也要求教师一定要加强自身修养，不断完善自己。总之，关注人的教学才能使学科教学同时成为情感、态度、价值观的形成与发展的过程，从而真正实现人的发展。2．课程描述2.1课程的性质PLC应用设计课程主要研究PLC的结构原理及在逻辑量、模拟量控制方面等的应用，是电气自动化及相关专业学生的重要专业核心课程之一。该课程具有极强的实践性：课程主要研究PLC的使用，因此没有实物、不亲自动手操作，很难将其理解掌握，更谈不上对其灵活使用。大量的指令应用唯有通过上机操作，才能真正理解其功能、作用。这是一门离不开实践的课程。该课程具有较高的综合性：课程从原理上讲，需要有一些电气控制技术的知识，需要有一些数字电路的知识，需要有一些计算机方面的知识。从应用角度讲，涉及的范围更宽更广，基本的逻辑控制、模拟量控制，高速的位置控制、脉冲控制以及联网通信控制等。该课程具有很强的创造性：课程内容涉及到的每一条指令都需要通过创造性的思维应用到生产实际中去；面对任意一个生产过程中的实际问题，都需要创造性的使用指令编写程序，以满足生产的需要。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，使学生掌握一种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。2.2课程在学科专业结构中的地位、作用2.3课程的前沿及发展趋势2.4学习本课程的必要性学习本课程旨在：（一）增强现代意识，培养专门人才现代制造业的发展离不开计算机技术的发展。PLC技术作为计算机技术应用在现代化的各种装备中，已达到了普及的程度。培养现代制造业高技能人才，熟悉PLC技术的应用，能够使用PLC技术解决实际生产中的问题，是本课程义不容辞的责任。（二）围绕核心技术，培养创新精神PLC技术应用于工业企业的各个领域，面对市场上的各类型PLC的各种应用，为学生提供了广阔的施展才能的空间。围绕PLC的核心技术，锻炼学生的应变能力、创新能力，是本课程的宗旨。（三）关注全体学生，营造自主学习氛围以学生为本位开展学习活动，创设易于调动学生学习积极性的环境，结合高职学生特点引导学生主动学习，形成自主学习的氛围。3．教师简介4．先修课程先修课程：《电工基础》、《电子技术》、《电机及电力拖动》、《模拟电路与数字电路》、《传感器及检测技术》、《微机原理》、《单片机原理及应用》、《计算机网络》后续课程：《单片机》、《工厂供电》、《电气综合实训》说明：传感器及检测技术是可编程控制器检测元件的基础；模拟电路与数字电路、单片机原理及应用是可编程控制器的硬件电路构成基础，计算机网络是可编程控制器网络及通信的基础。本课程与控制装置、现场总线技术及系统联系紧密。三者作为工业过程控制装置应用于工业过程设备的自动控制中。随着控制系统网络化、智能化、基地化的发展，可编程控制器广泛使用现场总线技术通过现场总线与上级网络完成信息的交换同时通过现场总线技术与智能开关、智能执行机构、智能变送器等连接完成实时检测参数、状态信息的传递，同时完成对智能执行机构的控制。5．课程目标本课程的教学目标和总体要求是培养学生能够使用PLC对工业生产设备进行控制，并具备PLC控制系统硬件设计、软件编程和调试的基本能力，使学生了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。具体目标分述如下：二、职业能力目标（一）知识目标：1、能根据PLC的性能、特点及控制功能正确选用PLC、懂得PLC的组成及基本工作原理。2、能够熟练连接PLC的输入输出设备、懂得PLC内部存储器分配情况；3、能够使用位逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令、转换指令来编写控制程序，懂得PLC的指令寻址方式。4、能够使用高速计数器功能处理有关高速事件、能够利用脉冲串输出功能处理有关步进电动机的控制问题、能够利用脉宽调制功能处理电压调节问题，懂得高速计数器指令的功能及应用、懂得PLC的高速输出功能。5、能够使用输入中断、定时中断、高速计数器中断处理有关现场问题，懂得各类型中断的使用方法。6、能够正确使用模拟量I/O模块、编写模拟量处理的有关程序及使用PLC的PID功能，懂得模拟量输入/输出模块性能及在系统中的地址分配、懂得模拟量输入输出数据的处理方法、懂得PLC实现PID控制的方法。7、能够连接PLC网络、能够利用PLC网络实现连机控制，懂得PLC的通信方法。8、能够进行PLC控制系统的硬软件设计，懂得PLC控制系统设计的基本原则及步骤。（二）能力目标1、通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。2、能够通过一种类型PLC的应用迁移到另一种类型的PLC应用，对不同类型PLC的内存分配、输入输出端子及指令系统具有较强的理解运用能力。3、能够对生产现场的各类机械设备进行电气控制要求的分析，并能通过分析提出PLC解决方案，开展PLC系统的设计、调试工作。4、面对PLC控制的各类机械设备，能够很快了解其工作过程，了解其电气接线，能够诊断、处理各类系统故障。（三）素质目标1、对从事PLC应用设计工作，充满热情。2、有较强的求知欲，乐于、善于使用所学PLC技术解决生产实际问题。具有克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦。3、具有实事求是的科学态度，乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种技术问题。4、在工作实践中，有与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。有服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。上述三个层面的目标相互渗透、有机联系，共同构成PLC应用设计课程的培养目标。在具体的教学活动中，要引导学生在应用PLC技术的过程中，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。5.1知识与技能方面主要包括人类生存所不可或缺的核心知识和学科基本知识；基本能力——获取、收集、处理、运用信息的能力、创新精神和实践能力、终身学习的愿望和能力。5.2过程与方法方面主要包括人类生存所不可或缺的过程与方法。

过程——指应答性学习环境和交往、体验。

方法——包括基本的学习方式（自主学习、合作学习、探究学习）和具体的学习方式（发现式学习、小组式学习、交往式学习……）。5.3情感、态度与价值观方面从整体上认识，情感、态度与价值观就是强调以学生的发展为本，培养学生正确的价值观和积极的人生态度、高尚的道德情操，形成正确的价值观和积极的人生态度。但从心理学上来理解，这三者的意义应该是有所不同的。具体表现为：情感：是人对客观现实的对象和现象的刺激所产生的或肯定或否定的心理反应。在教学过程中，应在充分考虑认知因素的同时，充分发挥情感因素的积极作用，以完善教学目标，增强教学效果，渲染教学氛围，提高学习兴趣。态度：是指人对客观事物或事物的发展过程表现出来的情感指向，包括对事情的基本观点和采取的相应行动，具有较强的情感倾向性。良好的学习态度是一种与高级社会性需要相联系的，较为稳定和深刻的情感现象。价值观：是和社会性需要相联系的，人们判断客观世界的标准。罗克奇的定义是：个人关于行动的理想模型和理想的终极目标的信念。（97版上海教育出版社《教育大辞典》P673页）。情感不仅指学习兴趣、学习责任，更重要的是乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度。价值观不仅强调个人的价值，更强调个人价值和社会价值的统一；不仅强调科学的价值，更强调科学的价值和人文价值的统一；不仅强调人类价值，更强调人类价值和自然价值的统一，从而使学生内心确立起对真善美的价值追求以及人与自然和谐和可持续发展的理念。

三维的课程目标应是一个整体，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面互相联系，融为一体。在教学中，既没有离开情感态度与价值观、过程与方法的知识与技能的学习，也没有离开知识与技能的情感态度与价值观、过程与方法的学习。

新课程背景下的课堂教学，要求根据各学科教育的任务和学生的需求，从“知识和能力”“过程和方法”“情感态度和价值观”三个方面出发设计课程目标。具体到教学实践，就是要把原来目标单一(即知识与技能)的课堂转变为目标多维(即知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三个维度)的课堂。6．课程内容6.1课程的内容概要6.2教学重点、难点重点：可编程控制器的硬件组成及PLC的基本工作原理。S7-200的系统组成、基本功能及特点。编程元件的寻址及CPU组态。S7-200的基本指令系统及编程。S7-200的应用指令。可编程控制器控制系统应用设计可编程控制器的网络及通信难点：S7-200的指令系统及编程。可编程控制器的网络及通信可编程控制器控制系统应用设计中工艺流程及PLC对低压电器的控制。6.3学时安排学时分配表如下：序号内容学时备注1PLC的硬件与工作原理4实训一周2S7-200编程基础83S7-200的功能指令104数字量控制系统梯形图程序设计方法105PLC的通信与自动化通信网络46PLC在模拟量闭环控制中的应用4合计407.课程教学实施7.1单元教学日期参看教学日历7.2单元教学目标第一章可编程控制器概述基本要求:1、 掌握可编程控制器的分类及应用范围、主要功能。2、 掌握可编程控制器与继电器控制系统的异同。3、 掌握可编程控制器的常用编程语言的种类。4、 了解可编程控制器的产生、应用现状、特点。第二章可编程控制器的结构和工作原理基本要求：1、 掌握可编程控制器硬件组成，各组成部分的功能。2、 掌握可编程控制器的基本工作原理和工作过程。3、 了解可编程控制器的等效工作电路。4、 了解可编程控制器的时延响应。5、 掌握可编程控制器对I/O的处理规则。第三章：可编程控制器S7-200概述基本要求：1、 掌握可编程控制器S7-200系统组成。2、 掌握可编程控制器S7-200的基本功能与特点。3、 掌握可编程控制器S7-200的编程元件的寻址及CPU的组态。4、 掌握可编程控制器S7-200编程语言。5、 了解可编程控制器S7-200的工业软件。第四章：S7-200的基本指令系统及编程基本要求：1、 掌握S7-200位操作指令（逻辑控制、定时器、计数器和比较）。2、 掌握S7-200运算指令（四则运算、逻辑运算）。3、 掌握S7-200数据处理指令。4、 了解表功能指令和转换指令。5、 了解填充指令和字节交换指令。第五章：S7-200的应用指令基本要求：1、 掌握程序控制指令（空操作、结束及暂停、看门狗、跳转、子程序、循环、顺序控制器）。2、 掌握PID指令时钟指令及应用。3、 了解中断指令、高速计数指令、高速脉冲输出指令。第六章可编程控制器系统应用设计基本要求：1、 掌握可编程控制器控制系统的类型。2、 掌握可编程控制器控制系统设计步骤。3、 掌握可编程控制器控制系统机型选择及硬件配置。4、 掌握可编程控制器控制系统供电设计、接地设计。5、 了解可编程控制器控制系统冗余设计。6、 了解可编程控制器控制系统的安装和接线。7、 了解可编程控制器控制系统应用程序设计第七章可编程控制器的网络及通信基础基本要求：1、了解通信和网络的基本知识。2、掌握S7-200的通信与网络。3、掌握S7-200的网络通信指令。4、 了解S7-200的自由口通信。5、 了解S7-200的通信组态。7.3单元教学内容（含重点、难点）第一章分两部分：第一部分：可编程控制器概述一）教学内容：§1PLC的产生、定义、分类及应用 §1•1PLC的产生 §1•2PLC的定义 §1•3PLC的分类及应用现状§2可编程控制器的特点及主要功能 §2•1可编程控制器的一般特点 §2•2可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较 §2•3可编程控制器与其他控制器的比较 §2•4可编程控制器的软件及编程语言§3PLC的编程语言 §3•1梯形图。 §3•2语句表 §3•3逻辑功能图 §3•4顺序功能图及高级语言§4可编程控制器的性能指标§5可编程控制器的发展趋势二）学时安排§1•1-2•4，一个学时§3•1-5，一个学时三）作业安排四个问答题。重点：PLC硬件、技术参数、扩展模块、I/O地址分配及编址难点：I/O地址分配及编址第一章分两部分：第二部分：可编程控制器的结构和工作原理一）教学内容：§1可编程控制器的硬件组成 §1•1PLC的基本结构 §1•2可编程控制器的各个组成部分的功能§2PLC的基本工作原理 §2•1PLC控制系统的等效工作电路 §2•2PLC的工作过程 §2•3PLC对输入/输出的处理规则 §2•4PLC的扫描周期及迟后响应二）学时安排§1•1-1•2，一个学时§2•1-2•4，一个学时三）作业安排书作业5道题重点：工作原理、编程语言（LAD和STL）、输入输出电路难点：工作原理第三章S7-200编程基础一）教学内容：§1S7-200的系统组成 §1•1S7-200系统基本构成及系统组成 §1•2S7-200的主要技术性能指标§2S7-200的基本功能及特点 §2•1S7-200的输入/输出系统 §2•2存储系统及功能 §2•3S7-200的工作方式及扫描周期§3S7-200的编程元件的寻址及CPU的组态 §3•1S7-200的基本数据类型 §3•2编程元件 §3•3CPU的组态、编程元件的直接寻址和间接寻址 §3•4编程元件及操作数的寻址范围§4S7-200编程语言及工业软件 §4•1编程语言 §4•2工业软件 §4•3S7-200的程序结构二）学时安排§1•1-1•2，一个学时§2•1-2•3，一个学时§3•1-3•4，两个学时§4•1-4•3，一个学时 三）作业安排作业五题重点：存储器、模块第四章：S7-200的功能指令一）教学内容：§1位操作指令 §1•1基本逻辑指令 §1•2堆栈操作指令 §1•3定时器指令 §1•4计数器指令 §1•5定时器与计数器的应用和扩展§2运算指令 §2•1加法指令 §2•2减法指令 §2•3乘法指令 §2•4除法指令 §2•5数学函数指令 §2•6增减指令 §2•7逻辑运算指令§3数据处理指令 §3•1传送类指令 §3•2移位指令 §3•3字节交换指令 §3•4填充指令§4表功能指令 §4•1填表指令 §4•2表中取数指令 §4•3查表指令§5转换指令 §5•1数据类型转换指令 §5•2编码和译码指令 §5•3七段显示码指令 §5•4字符串转换指令二）学时安排§1•1-1•5，四个学时§2•1-2•7，两个学时§3•1-3•4，一个学时§4•1-4•3，一个学时§5•1-5•4，一个学时三）作业安排作业10题重点：基本指令（位逻辑指令、运算指令、数据处理指令）难点：定时器/计数器第五章：数字量控制系统梯形图程序设计方法一）教学内容：§1S7-200程序控制类指令 §1•1空操作指令 §1•2结束与暂停指令 §1•3警戒时钟刷新指令 §1•4跳转指令 §1•5子程序指令 §1•6循环指令 §1•7顺序控制继电器 §1•8与ENO指令AENO§2特殊指令 §2•1实时时钟指令 §2•2中断指令 §2•3通信指令 §2•4高速计数器 §2•5高速脉冲输出指令 §2•6PID回路控制指令 二）学时安排§1•1-1•8，两个学时§2•1-2•5，三个学时三）作业安排书上PLC应用综合题作业三题重点：程序控制指令、时钟指令、中断指令、高速计数器指令、高速脉冲指令、PID指令难点：中断指令、高速计数器指令、高速脉冲指令、PID指令第六章可编程控制器的网络及通信基础一）教学内容：§1PLC的通信及网络基本知识 §1•1数据通信基础 §1•2串行通信接口标准 §1•3 工业局网基础§2S7-200的通信实现 §2•1S7-200的通信概述 §2•2通信实现§3S7-200的网络通信 §3•1PPI主站模式设定 §3•2网络通信设定 §3•3主站与从站的传送数据表的格式二）学时安排§1•1-2•2，一个学时§3•1-3•3，一个学时三）作业安排书上作业2题重点：PPI、MPI、网络通信指令、自由口通信难点：网络通信指令应用第七章PLC在模拟量闭环控制中的应用一）教学内容：§1可编程控制系统的总体设计 §1•1PLC控制系统的类型 §1•2PLC控制系统设计的基本原则 §1•3PLC控制系统的设计步骤§2PLC控制系统的可靠性设计 §2•1供电设计 §2•2接地设计 §2•3冗余设计§3程序设计举例 §3•1机械手控制 §3•23工位旋转工作台控制 二）学时安排§1•1-2•3，一个学时§3•1-3•2，一个学时三）作业安排书上作业三题重点：选型、绘制外部接线图、设计步骤难点：接线图7.4单元教学过程（请详细描述教学实施过程）第一部分课程重点及处理方法主讲教师在授课中应突出重点、分散难点，使学生对于主要的内容有清晰、深刻的印象，牢固掌握所学知识。应按照教学大纲规定，对于要求“掌握”的知识点要能够全面、深入地掌握，并能够举一反三，熟练解决相关问题；对于要求“理解”的知识点应能够理解所学的内容，并对所涉及的内容能进行简单的分析和判断。“了解”是指知道就行。讲课方式：采用多媒体进行教学。第一章可编程控制器概述讲课重点：1、掌握可编程控制器的分类及应用范围、主要功能。。 可编程控制器的分类：根据控制规模、结构形式、用途、生产厂家；应用领域；可实现顺序、运动、定时、计数、步进、数据处理、数/模和模/数、通信等主要功能。2、掌握可编程控制器与继电器控制系统的异同。3、掌握可编程控制器的常用编程语言的种类。 介绍PLC中常用编程语言：梯形图、逻辑功能图、语句表、顺序功能图、高级语言。4、了解可编程控制器的产生、应用现状、特点。介绍不同厂家PLC的应用现状，PLC的特点；随着PLC技术的推广、应用其几个发展方向。第二章 可编程控制器的结构和工作原理讲课重点：1、 掌握可编程控制器硬件组成，各组成部分的功能。通过单总线框图介绍PLC基本结构，结合基本结构介绍各组成部分的功能，接口模块以电路图为主介绍。2、 掌握可编程控制器的基本工作原理和工作过程。以流程图、顺序流程框图介绍可编程控制器的基本工作原理和工作过程。3、 了解可编程控制器的等效工作电路。以PLC的输入、内部等效控制电路、输出部分介绍PLC如何通过软件代替继电器电路；。4、 了解可编程控制器的时延响应。通过对输入滤波、输出机械延迟，软件扫描工作方式介绍可编程控制器的时延响应。5、 掌握可编程控制器对I/O的处理规则。第三章 S7-200编程基础讲课重点：1、 掌握可编程控制器S7-200系统组成。从S7-200的基本结构开始介绍主机单元的两大系列产品，数字量扩展模块的种类、模拟量扩展模块的种类、智能模块及其他设备的作用及性能指标。同时了解S7-200的主要技术性能指标。2、 掌握可编程控制器S7-200的基本功能与特点。介绍各种CPU单元的输出特性、输入特性及输入/输出的扩展能力；介绍快速响应功能与实时时钟；介绍存储系统及其功能与使用。3、 掌握可编程控制器S7-200的编程元件的寻址及CPU的组态。突出介绍S7-200的基本数据类型及各种编程元件（I、O、V、M、SM、T、C、HSC、AC、S、L、AIW、AQW）；CPU的组态及编程元件的寻址方式。4、 掌握可编程控制器S7-200编程语言。介绍可编程控制器S7-200的编程语言（LAD、STL、FBQ、CFC、S7-GRAPH、S7-HIGRAPH、S7-SLC、M7-PROC/C++）。5、 了解可编程控制器S7-200的工业软件。SIMATIC工业软件：标准工具、工程工具、运行软件、人机界面。了解S7-200用户程序结构（分部式和结构式编程的程序调用结构）；用户程序的三个组成部分。第四章S7-200的功能指令讲课重点：1、 掌握S7-200位操作指令（逻辑控制、定时器、计数器和比较）。位操作指令是PLC最主要的操作指令，突出讲述基本逻辑指令（装载、触点串联、触点并联、置位/复位、边沿触发、取反、立即存取）并通过举例强化基本逻辑操作指令；讲述堆栈操作指令、各类定时器指令、计数器指令及定时与计数器的应用和扩展；介绍字节、整数、实数比较指令及比较指令的应用。2、 掌握S7-200运算指令（四则运算、逻辑运算）。介绍加、减、乘、除数值运算指令；逻辑与、或、非、异或逻辑运算指令（字节、字），了解函数指令。3、 掌握S7-200数据处理指令。 数据处理指令包括数据传送、移位、交换、填充类指令，讲述中以数据传送、移位为重点介绍，了解交换、填充类指令；同时简略介绍表功能指令和转换指令。第五章数字量控制系统梯形图程序设计方法讲课重点：S7-200的应用指令是制造商为满足用户不断提出的特殊要求而开发的指令，将简化复杂控制问题指令、可优化程序结构的指令、可提高系统可靠性的指令称为应用指令。1、 程序控制指令（空操作、结束及暂停、看门狗、跳转、子程序、循环、顺序控制器）。程序控制指令用于程序结构优化其中包括：NOP、END、MEND、STOP、WDR、JMP、CALL、FOR、SCR、ENO、AENO；讲述时以CALL、WDR、SCR以梯形图重点介绍，其余的说明其使用方法。2、 掌握PID指令、时钟指令及应用。时钟指令用于PLC构成实时系统时时钟的设定；PID指令用于自动调节回路的自动调节，讲述时以PID参数表及初始化、指令使用、运算组合模拟输入的转换及标准化、输出转换、控制方式、应用举例进行介绍。3、 了解中断指令、高速计数指令、高速脉冲输出指令。第六章 可编程控制器的网络及通信基础讲课重点：1、 了解通信和网络的基本知识。该部分内容为“计算机网络”方面的知识，在学习在以学生通过复习“计算机网络”了解数据通信基础、数据传送方向、传输介质、串行通信接口标准。以及工业局网基础、工业控制网络模型、通信协议。2、 掌握S7-200的通信与网络。突出介绍S7-200通信字符数据格式、网络层次结构、通信类型及协议、通信设备介绍，同时以通信方案建立、参数组态介绍通信的实现。4、 掌握S7-200的网络通信指令。以介绍PPI主站模式设定、网络通信指令、主站与从站传送数据表的格式等内容结合应用举例介绍S7-200的网络通信指令。5、 了解S7-200的自由口通信。该部分以学生自学为主。第七章可编程控制器系统应用设计及PLC在模拟量闭环控制中的应用讲课重点：1、掌握可编程控制器控制系统的类型。通过对单机、集中控制系统、远程I/O控制系统、分布式控制系统四种类型控制系统介绍可编程控制器控制系统的类型。2、掌握可编程控制器控制系统设计步骤。按工艺流程需要按流程图介绍可编程控制器控制系统的设计步骤。3、掌握可编程控制器控制系统机型选择及硬件配置。4、 掌握可编程控制器控制系统供电设计、接地设计。系统供电电源设计包括供电系统的一般性保护措施、可编程控制器电源模块和典型供电电源系统设计，掌握一般系统电源设计原则、掌握I/O模块电源设计原则以及以PLC为基础的控制系统及电气系统的供电设计原则。在实际控制系统中，接地是克服干扰，使系统可靠工作的主要方法。在设计中如能把接地和屏蔽正确地结合起来使用，可以解决大部分干扰问题。在讲述中通过对正确接地方法、各种不同接地的处理介绍接地的方法。5、 了解可编程控制器控制系统冗余设计。冗余设计是在系统中人为地设计有“多余的部分”。冗余配置代表PLC适应特殊需要的能力，是高性能PLC的体现。讲述中通过对冷备份冗余配置、热备份冗余配置以及表决系统冗余配置介绍冗余设计。6、 了解可编程控制器控制系统的安装和接线及可编程控制器控制系统应用程序设计。通过对安装环境以及电缆的施工等内容介绍可编程控制器控制系统的安装和接线。以机械手控制为例从工艺过程和控制要求开始，介绍可编程控制器控制系统应用中的操作面板布置、输入/输出端子地址分配、整体程序结构、单操作工作的程序和自动操作程序设计的方法。7.5单元教学方法（课堂讲授、案例分析、讨论与探究法、自主学习法、实验与演示法等）采用讲授法、案例法、任务驱动法、多媒体教学。1、本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。采取灵活的教学方法，启发、诱导、因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。2、教学过程中，要从高职教育的目标出发，了解不同专业对教学知识的需求，注意与有关课程相配合，把握好“必需、够用为度”的原则，还要适当兼顾专升本学生所需知识点的教学。3、教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立学习习惯，努力提高学生的自学能力和创新精神。4、重视习题课、单元测验的安排和习题的选择。督促学生及时、独立完成课外作业。5、重视对学生学习方法的指导。6、教学中注重现代化教学手段的应用。7、在规范的前提下，注重对学生所完成程序正确性的引导。8、任课教师根据学生情况及学院条件，可设计相应难度的主题，以达到教学目的。7.6单元作业安排及课后反思PLC是电气自动化专业的一门专业课程，作业是本课程的重要教学环节，每次课后，教师应根据教学内容和要求布置一定量的作业让学生课后完成。本课程采用课外作业+课堂作业的形式，数目在20题左右，也可布置部分选做题。对作业要求如下：作业次数：每次课后，教师应根据教学内容和要求布置一定量的作业让学生课后完成作业类型：填空、计算、编程等作业要求：自己独立做作业量：本课程全采用课外作业形式，数目在20题左右，也可布置部分选做题。批改要求：每次作业教师至少批改总人数的三分之一以上。简单的问答题教师可以不批改。针对作业中的问题，在每周的答疑时评讲或课堂评讲。评讲后要求学生修改并在下次作业时检查修改情况。该课程的总理论课时数40学时，每周安排1次答疑。7.7（单元）课前准备情况及其他相关特殊要求（教师、学生）教师课前准备：备课时应全面考虑与周密设计，应精心设疑、提问和引导，应提前进教室检测教学设备等学生课前准备：复习上节课内容，预习该节课内容，做好记录。7.8教学单元的参考资料（具体到哪一章节或页码）参看：《可编程控制器教程》（基础篇）胡学林主编电子工业出版社。《可编程控制器教程》（实训篇）胡学林主编电子工业出版社。《可编程控制器技术教程》吕景泉主编高等教育出版社。《可编程控制器原理及应用系统设计技术》宋德玉主编冶金工业出版社。8．学生课程学习要求（说明：从以下几方面提出，可包括课前预习、课后复习、读书报告等项内容）古代教育家孔子说过；“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”这就表明了兴趣对学习的意义。从心理学角度分析可知，只有浓厚的兴趣，才能产生很强的注意力，才能调动自己的自觉的积极性；反之，没有任何兴趣强迫自己学习就会扼杀自己掌握知识的意愿。因此，学生要自觉培养学习的兴趣，培养自主学习的能力，结合老师讲解来掌握学习方法,最终学会学习。8.2课外阅读的要求在该课程上课前，要求学生阅读教材相关章节的内容，做好记录，可以以课外作业的形式在课前提交。希望同学们提出1~2个课程相关问题，作为教师课堂讲授时需重点考虑并明确具体解答的问题。问题越深入，平时成绩将给予加分奖励。8.3课堂讨论的要求在完成本节或章课程教学任务的前提下，若有余时间，可开展课堂讨论，并对积极发言同学给予平时成绩计分奖励。课堂讨论要求学生每人提出两个及其以上的问题，让大家讨论并给予解答。8.4课程实践的要求可编程控制器课程将技术学科和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，从工程角度出发，引入大量工程实例，学以致用，注重工程实践。在教学手段上，本课程采用多媒体教学，理论与实践并重，工程实例的仿真及实战的交叉并用。在教学方面要完成的任务，实现的目的，带着问题学习，启发式、互动式、交互式教学方式并存，从实践到理论，又由理论到实践，进而在理论指导下进行实践，提高了实践的知识含量，使学生既知道该怎么做，又知道为什么这样做。本课程将紧紧围绕以培养学生能力为重点，以模块化方式开展教学活动，结合现代科学技术发展的情况，将课程划分为三个平台：理论教学平台、核心技能训练平台和综合技能训练平台；其中理论教学平台包含五个模块：公共基础模块，基本技能模块，综合技能模块，工程设计应用模块，基本技能训练模块；核心技能训练平台包含：生产流水线控制模块、全自动洗衣机控制模块、十字路口交通灯控制模块；综合技能训练平台包含:流水线全自动控制模块；通过有层次、有目的的教学方法，提高学生的学习能力和应用能力。9．课程考核方式及评分规程9.1出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求出勤：缺课一次扣5分，迟到或早退扣2分（说明：从平时成绩中扣除）作业：6～8次要求自己独立做未交作业一次扣5分课堂提问：回答正确加3分、部分正确加2分、错误加1分9.2成绩的构成与评分规则说明对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性，在解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面得到体现。1、采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，理论与实践一体化评价模式。2、关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。3、应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。4、考核知识点与技能点全面开放，以项目带动知识点的学习。（一）对学生的评价以定量方式呈现评价结果，采用平时成绩和期末考试（闭卷）成绩相结合的形式。本课程以实践为导向、模块化的教学方式展开教学活动：基本原理考核，实验考核。考核形式多样，分散与集中相结合，笔试与操作相结合，期末与平时相结合。课程总成绩化整为零，减轻期终考试负担，注重平时学习的考核。根据行为向导型教学法的“质量控制”要求，就是要把总结性评价与形成性评价结合起来，全面提高本课程的教学效果。具体分值如下：平时成绩的评价主要通过课堂提问、课外作业、阶段考查成绩、平时的出勤率等形式去完成。总成绩=平时60％+随堂测试40%（其中：出勤20%+作业40%）=出勤（20%）+作业（40%）+随堂测试（40%）9.3考试形式及说明（含补考）考试形式：开卷考试（试题类型：设计题或试卷形式）补考：试卷（无平时成绩）说明：试卷采用百分制开卷考试为主。题型有：填空题、简答题、分析及设计题。填空选择题主要考核基本概念，分析与设计题侧重于综合应用。10．学术诚信规定10.1考试违规与作弊根据四川理工学院学籍管理及课程考试管理相关规定，考试可携带计算器和黑色水笔。不得携带记录有课程内容的纸，不得携带手机及其他无线通信工具，若发现作为作弊处理，成绩记为0分，并取消补考资格，并按规定给予相关校级处分，取消所有评优评先进的资格。考场上服从监考教师安排，不得交头接耳，传递，否则立即取消考试资格，成绩以0分记。10.2杜撰数据、信息等针对具体分析设计类题，需要实验数据，其实验数据不得杜撰，若发现，以成绩0分记。10