PLC原理及应用课程教学大纲.docx

PLC原理及应用课程教学大纲课程编码：AL040020课程性质：限定选修课程适用专业：电子信息工程学时学分：32学时2学分所需先修课：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用编写单位：机电工程学院 一、课程说明1 .课程简介PLC原理及应用是电子信息工程专业的一门专业限选课程。该课程的先行课 程是电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用。开设目的是培 养学生PLC控制系统的分析和设计能力。主要学习可编程序控制器的组成、可编 程序控制器的工作原理、三菱小型FX系列可编程序控制器、指令系统、可编程 序控制器的网络通讯、可编程序控制器的应用。本课程以应用为主，为后续综合 实习打基础。2 .教学目标要求本课程的目标是使学生通过本课程的自学、实践训练和辅导考试，进行有关 PLC工作原理、编程设计和操作使用的考察和训练，为以后的工作打下坚实的基 础。课程基本要求如下：本大纲依据本课程教材，以三菱公司的FX2N系列PLC 为主要考察对象。(1)掌握PLC的特点。了解PLC的应用范围及其发展趋势。(2)掌握PLC的工作原理与硬件结构，了解PLC的性能指标和特殊功能 模块的用途。(3)熟练掌握顺序功能图、梯形图和指令表三种编程语言；了解其它编程 语言。(4)熟练掌握PLC的编程元件及基本逻辑指令；了解功能指令的用法。(5)熟练掌握用梯形图的经验设计法和顺序控制设计法完成开关量控制系 统的梯形图设计。(6)学习PLC控制系统的选型、配置、调试方法及应用技巧。(7)本课程设置试验课。学习PLC的编程操作和应用。3 .教学重点难点(1) PLC的定义及主要特点。PLC和一般的计算机控制系统、继电器控制 系统相比较所具有的优点。(2) PLC的基本工作状态，扫描工作方式，扫描周期，输入/输出滞后时 间。(3) FX系列PLC梯形图中各编程元件的特点及表示方法。FX系列PLC的 各基本逻辑指令。(4) 梯形图的基本电路。常闭触点输入信号的处理，梯形图的经验设计 法。(5) STL指令及特点，RET指令，STL触点，使用STL指令和使用起保 停电路的编程方式。(6) PLC机型、结构、指令功能、I/O点数和存储器容量的选型与配置； 控制系统的设计和调试步骤。4,学时分配表次序教学内容理论课 学时数第一部分绪论2第二部分可编程序控制器的硬件与工作原理4第三部分可编程序控制器的编程语言与基本逻辑 指令6第四部分功能指令6第五部分梯形图程序的设计方法4第六部分顺序控制梯形图的编程方式3第七部分可编程序控制器在工业中的应用7总计32(7) 要教法、学法本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式开展教学，着重对学生的分 析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。课堂讲授中采用多媒体教学与传统教学相结合的教学方法，理论与实验紧密 结合，虚拟仿真与实践相结合。(8) 核方式及标准本课程为考试课，考核方法为开卷考试。考核教学大纲规定的应知应会的内 容，考核学生对本课程的基本知识、基本理论等重点内容的理解和掌握程度。课程期末成绩构成：期末考试成绩占70%,平时成绩(包括考勤、作业、讨 论等）占30%。二、各部分教学纲要第一部分绪论（2学时）教学目标通过本章的学习，掌握PLC的特点，了解PLC的应用范围及其发展趋势。 本部分重点PLC的定义及主要特点。PLC和一般的计算机控制系统、继电器控制系统相 比较所具有的优点。本部分难点PLC的定义及主要特点。PLC和一般的计算机控制系统、继电器控制系统相 比较所具有的优点。教学内容1可编程控制器的简称2传统方法与PLC的比较3可编程控制器的定义4可编程控制器的基本功能5可编程控制器的特点6可编程控制器的分类和应用7三菱PLC系列概述第二部分可编程序控制器的硬件与工作原理（4学时）教学目标通过本章的学习，掌握PLC的工作原理与硬件结构，了解PLC的性能指标 和特殊功能模块的用途。本部分重点PLC的基本工作状态，扫描工作方式，扫描周期，输入/输出滞后时间。PLC 的扫描工作过程，PLC的“软继电器”、“通电”、“断电”的实际含义，PLC 与继电器控制系统在工作方式上的区别。本部分难点PLC的组成，PLC从物理结构上的分类，CPU模块的组成，本地I/O和远 程I/O,编程器的种类和特点。PLC常用存储器的种类和特点，交流输入模块与 直流输入模块各自的特点，开关量输出模块的类型及其特点。PLC中各种存储器 所存储的信息，各种输入模块、开关量输出模快所适用的场合。教学内容1可编程控制器的基本组成2输入接口电路3输出接口电路4 PLC工作原理第三部分可编程序控制器的编程语言与基本逻辑指令（6学时）教学目标通过本章的学习，掌握PLC的编程元件及基本逻辑指令，了解IEC所表述 的PLC的五种编程语言。本部分重点FX系列PLC梯形图中各编程元件的特点及表示方法，FX系列PLC的各基 本逻辑指令。FX系列PLC各种编程元件和各基本逻辑指令在编程中的使用方 法，掌握编程技巧。本部分难点IEC所表述的PLC的五种编程语言的表达方式及特点。掌握梯形图和指令 表两种编程语言之间的对应转换。教学内容PLC的编程语言概述1 FX系列PLC软继电器及编号3基本指令4基本指令应用第四部分功能指令（6学时）教学目标通过本章的学习，掌握简易编程器的使用方法，了解功能指令的使用方法。 本部分重点FX系列PLC的功能指令的表示方法和使用方法。本部分难点掌握FX-20P-E型简易编程器的使用方法。教学内容1功能指令的基本规则2数据长度和指令类型3变址寄存器V、Z4功能指令介绍第五部分梯形图程序的设计方法（4学时）教学目标通过本章的学习，掌握梯形图的经验设计法和顺序控制设计法，掌握用梯形 图的经验设计法完成较简单的开关量控制系统的梯形图设计，熟练掌握用顺序控 制设计法绘制顺序功能图。本部分重点梯形图的基本电路，常闭触点输入信号的处理，梯形图的经验设计法。掌握 用梯形图的经验设计法完成较简单的开关量控制系统的梯形图设计。绘制相应的 PLC外部接线图和控制梯形图。根据继电器电路图设计梯形图的方法。本部分难点梯形图的顺序控制设计法，顺序功能图、顺序功能图的组成、各部分含义和 基本结构。顺序控制设计法的本质与经验设计法的区别。绘制顺序功能图的基本 规则及注意事项。熟练掌握用梯形图的顺序控制设计法完成开关量控制系统的顺 序功能图设计。教学内容1梯形图的顺序控制设计法2顺序功能图3顺序功能图的组成4各部分含义5基本结构第六部分顺序控制梯形图的编程方式（3学时）教学目标通过本章的学习，熟练掌握顺序控制梯形图的使用STL指令和起保停电路 的编程方式。理解具有多种工作方式的系统的编程方式。了解以转换为中心的编 程方式和STL指令的编程方式。本部分重点STL指令及特点，RET指令，STL触点，使用STL指令和使用起保停电路 的编程方式。掌握用上述两种编程方式对不同结构的顺序功能图进行编程，完成 控制系统的程序设计。本部分难点工作方式的划分，各工作方式的特点。具有多种工作方式的系统的编程方式。 教学内容1状态转移图2状态转移图表示法3状态转移图的基本结构4指令实例第七部分可编程序控制器在工业中的应用（7学时）教学目标本章学习PLC的选型与配置、控制系统的设计和调试，PLC的可靠性措施, PLC的应用实例。本部分重点PLC机型、结构、指令功能、I/O点数和存储器容量的选型与配置，控制系 统的设计和调试步骤。PLC的可靠性措施，PLC的应用实例。本部分难点PLC控制系统为可靠工作所应采取的措施，了解PLC在各行业的应用。掌 握用上述两种编程方式对不同结构的顺序功能图进行编程，完成控制系统的程序 设计。教学内容1运料小车的控制2两种液体混合装置3四皮带运输机系统4按钮式人行横道交通灯的控制 三' 教材及教学资源使用教材：廖常初.PLC基础及应用（第二版）.北京:机械工业出版社,2010.参考书：1郑凤翼.三菱FX2N系列应用100例（第二版）.北京：电子工业出版 社,2001.2韩相争.三菱FX2N系列编程速成全图解（第一版）.北京:化学工业出版 社，2008.