《可编程序控制器原理及应用》大纲（已修改）

PAGEPAGE9《可编程序控制器原理及应用》教学大纲一、课程基本信息课程名称可编程序控制器原理及应用课程编号30课程性质必修课课程类别学科专业课程开课单位测控教研室授课学期第5学期学分/学时3/48课内学时48理论授课48上机学时0课内实践0实验学时0课外学时48适用专业测控技术与仪器是否双语否先修课程信息技术基础后续课程工程软件训练、测控技术与系统等二、课程简介本课程是一门专业技术课，主要讲授电气控制与可编程序控制器的原理、构成、特点、系统的设计和使用方法、发展动向。使学生在电气控制与可编程序控制器技术方面具有较为广泛和实用的知识，能够在工程实践中正确地设计、使用和研制设备或生产过程的自动控制系统。学习本课程后，学生能够较好地完成实践工作中电控问题的解决，建立起基本的电控系统设计思维模式以及解决实际问题的方法，为后续专业课程的学习奠定一定的基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程目标1：知识目标使测控技术专业的学生在微机化测控系统方面具有较为广泛和实用的知识，能够在工程实践中正确地设计、使用和研制设备或生产过程的自动控制系统。课程目标2：能力目标使测控技术专业的学生在电气控制与可编程序控制器技术方面具有较为广泛和实用的知识，能够在工程实践中正确地设计、使用和研制设备或生产过程的自动控制系统。能够具体问题具体分析，利用批判思维，设计合理的算法，运用知识，编写符合编码规范、易于维护的程序代码，能够调试、维护程序，解决实际问题。课程目标3：素质目标能够研究工程问题的综合特征，果断判断，综合运用电控系统设计的基本原理和方法，自主设计符合编码规范、易于维护的综合应用程序，善于联系专业实际并持续自学，乐于与他人合作解决问题。通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。通过了解工程案例和工程技术人员成才经历等，培养学生爱岗敬业、精益求精和不断创新的工匠精神。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标11-2能针对自控系统工程问题，进行方案和实体设计。1-工程知识课程目标21-3能够融合专业知识和数学模型方法用于对自控系统模型进行推演和分析。2.2能够应用数学、自然科学和仪器仪表科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析测控技术与仪器专业相关的复杂工程问题，以获得有效结论。1-工程知识2-问题分析课程目标32-4能够运用控制工程的基本原理分析解决方案中的关键影响因素，验证其合理性并获得有效结论。3-2工程与社会：能够基于测控技术与仪器相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。2-问题分析3-设计/开发解决方案四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元机电控制概述（学时数：4学时）1.课程主要内容能知道电气控制系统的基本概念、交直流电机的工作特点和控制方式，电气控制与可编程序控制器的特点、电气控制与可编程序控制器的发展概况；能识别、使用常见的低压电器，知道常见低压电器的使用场合及规范。2.重点和难点重点：电机的基础知识；认识各种常见低压电器。难点：电机的理论、繁杂的低压电器。3.教学方法课堂讲授，图片、视频展示、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够知道电机的接线、基本控制思路方法，能够认识常见的低压电器。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.第二单元电气控制线路基本环节（学时数：8学时）1.课程主要内容掌握电气原理图的阅读方法，电机的启动控制、正反转控制、制动控制、双速电机控制、电机保护及其他基本环节。2.重点和难点重点：电气原理图图标、制图规则，基本的控制电路。难点：本章是电控系统的基础，首先要使学生能够树立起电控系统的概念。在实际工作中，不同的电流有不同的处理方式，而控制电路又有相似的控制思路，树立明确的主电路和控制电路的设计思路，强调主电路看电流、控制电路看电压。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、案例分析、巡回指导、随堂测验。4.学生学习预期成果能够看懂基本控制电路，树立起电控系统的基本概念，能设计一些最基本的电气控制电路。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.第三单元电气控制电路实例分析与设计（学时数：4学时）1.课程主要内容介绍几种使用继电器-接触器控制系统的机床控制电路，掌握电气控制电路分析方法，学习和掌握实际控制电路的构成、设计思路，增强看图、识图能力；学习电气控制系统的设计步骤和方法。2.重点和难点重点：基本控制电路的组合，常用低压电器的选型规则。难点：电气控制电路分析3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够看懂简单的电气控制原理图，知道原理图中所用低压电器的选型规则，初步掌握简单电气控制系统的设计方法。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第四单元可编程序控制器的硬件结构和工作原理（学时数：4学时）1.课程主要内容了解可编程控制器的产生，定义，特点，应用，发展，分类；掌握内部硬件框图及其各部分作用，系统控制软件框图及其特点；了解编程器的键盘输入及显示电路，与微机及继电器控制的区别。2.重点和难点重点：可编程控制器的外部接口特点，可编程控制器的工作方式。难点：数字I/O接口的结构和特点，用户程序执行过程。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够简单了解可编程控制器的特点、结构、应用场合，等常规概念性问题。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第五单元 数字量控制系统梯形图程序设计方法（学时数：6学时）1.课程主要内容了解西门子s7-200系列PLC相关知识，掌握可编程序控制器的编程语言与程序结构、存储器的数据类型和寻址方式，熟练掌握西门子系列PLC主要编程元件，理解梯形图编程规则，能够熟练应用西门子s7-200系列PLC基本指令编制简单应用程序、位逻辑指令、定时器与计数器指令。掌握梯形图的经验设计法、根据继电器电路图设计梯形图的方法、顺序控制设计法与顺序功能图2.重点和难点重点：以可编程控制器为核心电控系统的设计思路及方法。难点：数字量控制系统梯形图设计。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够熟练设计简单数字量控制梯形图，能够在实际问题中运用梯形图解决实际问题。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3第六单元顺序控制梯形图的设计方法（学时数：8学时）1.课程主要内容掌握使用起保停思路设计顺序控制梯形图的方法、以转换为中心的梯形图程序设计方法、使用SCR指令的梯形图程序设计方法、具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法。2.重点和难点重点：顺序控制梯形图设计方法。难点：多种工况的综合处理。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够在实际开发中熟练使用多种设计方法解决综合实际问题。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.第七单元可编程序控制器的功能指令（学时数：8学时）1.课程主要内容掌握程序控制指令，了解局部变量表与子程序、了解数据处理指令、数学运算指令、中断程序与中断指令，了解高速计数器与高速脉冲输出指令。2.重点和难点重点：数据处理指令，数学运算指令的初始化及使用方法。难点：功能指令的编程使用特点、规范。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够根据具体问题使用功能指令编程，解决实际控制系统编程问题。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.第八单元可编程序控制器控制系统设计（学时数：6学时）1.课程主要内容掌握PLC电气控制系统的设计原则和方法、步骤，分析具体的PLC电气控制系统，能够设计一个PLC电气控制系统。2.重点和难点重点：实际PLC电控系统的要求和规范。难点：综合运用所学知识设计电控系统。3.教学方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。4.学生学习预期成果能够根据具体项目要求设计PLC电控系统，解决实际问题。5.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元机电控制概述课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、241：1第二单元电气控制线路基本环节课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验课程目标1、2、381：1第三单元电气控制电路实例分析与设计程控制课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验课程目标1、2、341：1第四单元可编程序控制器程序设计基础课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、2、341：1第五单元 数字量控制系统梯形图程序设计方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、2、361：1第六单元顺序控制梯形图的设计方法课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、2、381：1第七单元可编程序控制器的功能指令课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、2、381：1第八单元可编程序控制器控制系统设计课堂讲授、课堂讨论、巡回指导、案例分析、随堂测验。课程目标1、2、361：1合计481：1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩20%课后作业50共计安排5次作业，总成绩按比例折算为10分。小组讨论20共计安排3次线上讨论，根据讨论内容优劣给小组打分，各小组内根据任务分派组内为每个人打分。最终总成绩按比例折算为4分。随堂测验20课堂根据需要随时安排测验，根据题目难度，数量灵活设置分值。最终总成绩按比例折算为4分。课前观看讲课视频10指定内容学习、观看，每次1~2分，最终总成绩按比例折算为2分。实践成绩20%设计解答100安排1次综合设计作为大作业，提交解答报告，成绩为20分。期末测验60%知识401.考核内容：所有教学内容2.测验题型：客观题（选择、判断）；主观题（读程序或完善程序、程序设计）能力40综合应用15创新5（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元机电控制概述1-1低压电器；1-2控制电器；1-3保护类电器1-4主令电器课前预习随堂测验课后作业期末测验课程目标1、2第二单元电气控制线路基本环节2-1电气图基本知识2-2电机基本控制电路；2-3液压系统的电气控制；2-4其他基本控制环节；课前预习随堂测验课后作业小组讨论期末测验课程目标1、2、3第三单元电气控制电路实例分析3-1车床控制电路；3-2摇臂钻床控制电路课前预习随堂测验课后作业期末测验课程目标1、2、3第四单元可编程序控制器程序设计基础4-1可编程控制器定义与特点；4-2工作原理；4-3硬件及其分类；4-4软件及其工作原理。课前预习随堂测验课后作业小组讨论期末测验课程目标1、2、3第五单元 数字量控制系统梯形图程序设计方法5-1数据类型及范围；5-2基本编程指令；5-3典型程序设计；5-4顺序控制编程思想课前预习随堂测验课后作业小组讨论期末测验课程目标1、2、3第六单元顺序控制梯形图的设计方法6-1基于步的编程；6-2以转换为中心的编程；6-3状态转移指令编程；6-4多工况编程实例。课前预习随堂测验课后作业小组讨论期末测验课程目标1、2、3第七单元可编程序控制器的功能指令7-1定时、计数器及相关指令；7-2通信、比较、转换指令；7-3数学