PLC与组态应用技术 教学大纲、授课计划 赵冰

《PLC与组态应用技术》教学大纲课程信息课程名称：PLC与组态应用技术课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《PLC与组态应用技术》，赵冰、李江、李明主编，2019年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程可作为高等院校和职业院校自动化、机电一体化、应用电子、机器人及新能源等相关专业的教学课程，也可作为成人教育及企业培训课程，还可作为从事与PLC等技术工作相关的工程技术人员的自学课程。课程负责人：课程简介本课程以西门子公司的S7-200PLC、MCGS嵌入式组态软件为例，侧重工程技术应用，由浅入深地介绍嵌入式组态软件MCGS与PLC的联合应用，力求实现理论与实际的有机结合。本课程以能力培养为目标，力求突出知识的实用性，体现知识与技能有机结合。本课程在编写过程中，选取企业典型案例进行教学化项目设计，项目由简单到复杂，符合认识规律，每个项目均通过“项目目标”“相关知识”“项目分析”“项目实施”“项目拓展”等环节详解项目知识点和操作步骤。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识S7-200系列PLC认知、MCGS工控组态软件认知、电动机正反转控制、电动机星-三角降压启动控制、灯光喷泉控制电路设计、多台电动机分时启动、触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速、自来水水塔液位控制、机械手抓取运动控制、S7-200系列PLC通信功能及应用L2问题分析组态软件是标准化、规模化、商品化的通用工程开发软件，只需进行标准功能模块的软件组态和简单编程，就可设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机人机界面工控程序。PLC与组态软件联合应用，可组成目前较为流行的企业控制和监控系统。H3设计/开发解决方案以培养学生能力为目标，突出知识的实用性，体现知识与技能有机结合。选取企业典型案例并进行教学化项目设计，使得项目由简单到复杂，符合认识规律，提升学生的综合专业能力。H4研究5使用现代工具1.掌握PLC与组态应用技术开发和测试的现代工具，如仿真软件、调试工具等。2.学会使用现代工具进行数据分析和处理，提高工作效率和准确性。M6工程与社会学会将PLC与组态应用技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展8职业规范9个人和团队学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理12终身学习学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1S7-200系列PLC认知项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.了解西门子S7-200系列PLC的产生与发展；2.理解PLC的性能规格、结构类型及控制功能，掌握PLC的组成及基本工作原理；3.了解PLC的外部结构、CPU的性能及输入/输出性能；4.了解STEP7-Micro/Win软件界面及使用方法；5.理解PLC内部存储器种类、作用及指令系统类型；6.掌握S7-200系列PLC的输入/输出接线及指令寻址方式。6理论+实操2MCGS工控组态软件认知项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.掌握按钮指示灯控制系统的控制要求。2.掌握按钮指示灯控制系统的硬件接线。3.掌握按钮指示灯控制系统的通信方式。4.掌握按钮指示灯控制系统的控制原理。5.掌握按钮指示灯控制系统的程序设计方法。6.掌握按钮指示灯控制系统的组态设计方法。6理论+实操3电动机正反转控制项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.了解正反转控制电路；2.掌握电动机正反转控制的原理及相关PLC指令的使用；3.在实施控制的过程中，能独立完成PLC程序的编写及工程的组态。6理论+实操4电动机星-三角降压启动控制项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.了解星-三角降压启动控制电路；2.掌握星-三角降压启动控制的原理及相关PLC指令的使用；3.在实施控制的过程中，能独立完成PLC程序的编写及工程的组态。6理论+实操5灯光喷泉控制电路设计项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.掌握位移位寄存器指令及应用；2.掌握数据移位指令及应用；3.掌握PLC中断指令及应用；4.掌握位移位寄存器指令、数据移位指令、中断指令解决实际问题的方法。6理论+实操6多台电动机分时启动项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.掌握顺序控制继电器指令的格式和功能；本项目教学课件2.掌握比较指令的格式和功能；3.掌握MCGS组态软件旋转动画的制作方法和步骤；4.能够熟练运用顺序控制继电器指令、比较指令、MCGS组态软件旋转动画制作完成任务要求。6理论+实操7触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.了解PLC的功能指令；2.熟悉PLC的数据处理方法和能够完成的功能；3.掌握模拟量扩展模块的使用方法。6理论+实操8自来水水塔液位控制项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.理解PID调节指令的格式及功能；本项目教学课件2.会使用PID指令向导配置相关参数；3.理解PID子程序指令输入/输出参数的意义；4.能够使用模拟量输入/输出模块组成PLC过程控制系统，并能根据工艺要求设置模块参数、调用PID子程序指令编写控制程序。6理论+实操9机械手抓取运动控制项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.理解中断、中断事件、中断优先级、中断程序的建立方法；2.理解高速计数的含义，掌握高速计数器的指令格式和功能；3.理解MAP库指令的作用，能够使用MAP库发生器生成需要的脉冲。8理论+实操10S7-200系列PLC通信功能及应用项目目标项目提出相关知识项目分析项目实施项目拓展1.掌握S7-200系列PLC网络通信协议及网络通信的实现方法；2.掌握S7-200系列PLC与变频器通信USS协议指令的应用及通信的实现方法；3.了解S7-200系列PLC自由端口通信协议的含义及实现方法。8理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试大作业50百分制，60分为及格2平时成绩综合实践940优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的相关实例，对已有技术持续进行更新。学生课外阅读参考资料《PLC与组态应用技术》，赵冰、李江、李明主编，2019年，电子工业出版社教材。课程改革与建设本课程在设计教学化项目时，遵循循序渐进的原则，依据“学中做，做中学”的指导思想，本课程在系统介绍理论知识的同时，还以“项目实施”“项目拓展”等栏目丰富内容。按照项目步骤详细讲解整个实践操作的过程，还将相关知识、编程原则、注意事项等穿插于项目中，力求知识与技能的有机结合。本课程以西门子公司的S7-200系列小型PLC及MCGS嵌入式组态软件为例，侧重工程技术应用，采用大量图片由浅入深地介绍嵌入式组态软件MCGS与PLC的联合应用，力求实现理论与实际的有机结合。平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的综合实践活动、课堂讨论等方面，占期末总评的50%。期末考试成绩占期末总评的50%。制订人签字：教研室主任签字：院部负责人签字：修订时间：年月日教学日历（20xx～20xx学年第x学期）开课学院开课专业讲授学时32课程名称PLC与组态应用技术授课教师实践/实验学时32授课年级授课班级总学时64使用教材《PLC与组态应用技术》参考书目《PLC与组态应用技术》校历周次授课内容分章节题目第1周项目一S7-200系列PLC认知（4学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）第2周项目一S7-200系列PLC认知（2学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）项目二MCGS工控组态软件认知（2学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）第3周项目二MCGS工控组态软件认知（4学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）第4周项目三电动机正反转控制（4学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）第5周项目三电动机正反转控制（2学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）项目四电动机星-三角降压启动控制（2学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）第6周项目四电动机星-三角降压启动控制（4学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）第7周项目五灯光喷泉控制电路设计（4学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）第8周项目五灯光喷泉控制电路设计（2学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）项目六多台电动机分时启动（2学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）第9周项目六多台电动机分时启动（4学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）第10周项目七触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速（4学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）第11周项目七触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速（2学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）项目八自来水水塔液位控制（2学时）任务一项目目标（1学时）任务二项目提出（1学时）第12周项目八自来水水塔液位控制（4学时）任务三相关知识（1学时）任务四项目分析（1学时）任务五项目实施（1学时）任务六项目拓展（1学时）第13周项目九机械手抓取运动控制（4学时）任务一