《可編程序控制器原理及應用》大綱（已修改）

PAGEPAGE9《可編程序控制器原理及應用》教學大綱一、課程基本信息課程名稱可編程序控制器原理及應用課程編號30課程性質必修課課程類別學科專業(yè)課程開課單位測控教研室授課學期第5學期學分/學時3/48課內學時48理論授課48上機學時0課內實踐0實驗學時0課外學時48適用專業(yè)測控技術與儀器是否雙語否先修課程信息技術基礎后續(xù)課程工程軟件訓練、測控技術與系統(tǒng)等二、課程簡介本課程是一門專業(yè)技術課，主要講授電氣控制與可編程序控制器的原理、構成、特點、系統(tǒng)的設計和使用方法、發(fā)展動向。使學生在電氣控制與可編程序控制器技術方面具有較為廣泛和實用的知識，能夠在工程實踐中正確地設計、使用和研制設備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。學習本課程后，學生能夠較好地完成實踐工作中電控問題的解決，建立起基本的電控系統(tǒng)設計思維模式以及解決實際問題的方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定一定的基礎。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標課程目標1：知識目標使測控技術專業(yè)的學生在微機化測控系統(tǒng)方面具有較為廣泛和實用的知識，能夠在工程實踐中正確地設計、使用和研制設備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。課程目標2：能力目標使測控技術專業(yè)的學生在電氣控制與可編程序控制器技術方面具有較為廣泛和實用的知識，能夠在工程實踐中正確地設計、使用和研制設備或生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。能夠具體問題具體分析，利用批判思維，設計合理的算法，運用知識，編寫符合編碼規(guī)范、易于維護的程序代碼，能夠調試、維護程序，解決實際問題。課程目標3：素質目標能夠研究工程問題的綜合特征，果斷判斷，綜合運用電控系統(tǒng)設計的基本原理和方法，自主設計符合編碼規(guī)范、易于維護的綜合應用程序，善于聯(lián)系專業(yè)實際并持續(xù)自學，樂于與他人合作解決問題。通過課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的理想和獻身科學的精神，樹立學生現(xiàn)代科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過了解工程案例和工程技術人員成才經(jīng)歷等，培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、精益求精和不斷創(chuàng)新的工匠精神。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標11-2能針對自控系統(tǒng)工程問題，進行方案和實體設計。1-工程知識課程目標21-3能夠融合專業(yè)知識和數(shù)學模型方法用于對自控系統(tǒng)模型進行推演和分析。2.2能夠應用數(shù)學、自然科學和儀器儀表科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析測控技術與儀器專業(yè)相關的復雜工程問題，以獲得有效結論。1-工程知識2-問題分析課程目標32-4能夠運用控制工程的基本原理分析解決方案中的關鍵影響因素，驗證其合理性并獲得有效結論。3-2工程與社會：能夠基于測控技術與儀器相關背景知識進行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。2-問題分析3-設計/開發(fā)解決方案四、課程基本教學內容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內容第一單元機電控制概述（學時數(shù)：4學時）1.課程主要內容能知道電氣控制系統(tǒng)的基本概念、交直流電機的工作特點和控制方式，電氣控制與可編程序控制器的特點、電氣控制與可編程序控制器的發(fā)展概況；能識別、使用常見的低壓電器，知道常見低壓電器的使用場合及規(guī)范。2.重點和難點重點：電機的基礎知識；認識各種常見低壓電器。難點：電機的理論、繁雜的低壓電器。3.教學方法課堂講授，圖片、視頻展示、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠知道電機的接線、基本控制思路方法，能夠認識常見的低壓電器。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內容掌握電氣原理圖的閱讀方法，電機的啟動控制、正反轉控制、制動控制、雙速電機控制、電機保護及其他基本環(huán)節(jié)。2.重點和難點重點：電氣原理圖圖標、制圖規(guī)則，基本的控制電路。難點：本章是電控系統(tǒng)的基礎，首先要使學生能夠樹立起電控系統(tǒng)的概念。在實際工作中，不同的電流有不同的處理方式，而控制電路又有相似的控制思路，樹立明確的主電路和控制電路的設計思路，強調主電路看電流、控制電路看電壓。3.教學方法課堂講授、課堂討論、案例分析、巡回指導、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠看懂基本控制電路，樹立起電控系統(tǒng)的基本概念，能設計一些最基本的電氣控制電路。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.第三單元電氣控制電路實例分析與設計（學時數(shù)：4學時）1.課程主要內容介紹幾種使用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的機床控制電路，掌握電氣控制電路分析方法，學習和掌握實際控制電路的構成、設計思路，增強看圖、識圖能力；學習電氣控制系統(tǒng)的設計步驟和方法。2.重點和難點重點：基本控制電路的組合，常用低壓電器的選型規(guī)則。難點：電氣控制電路分析3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠看懂簡單的電氣控制原理圖，知道原理圖中所用低壓電器的選型規(guī)則，初步掌握簡單電氣控制系統(tǒng)的設計方法。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第四單元可編程序控制器的硬件結構和工作原理（學時數(shù)：4學時）1.課程主要內容了解可編程控制器的產(chǎn)生，定義，特點，應用，發(fā)展，分類；掌握內部硬件框圖及其各部分作用，系統(tǒng)控制軟件框圖及其特點；了解編程器的鍵盤輸入及顯示電路，與微機及繼電器控制的區(qū)別。2.重點和難點重點：可編程控制器的外部接口特點，可編程控制器的工作方式。難點：數(shù)字I/O接口的結構和特點，用戶程序執(zhí)行過程。3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠簡單了解可編程控制器的特點、結構、應用場合，等常規(guī)概念性問題。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內容了解西門子s7-200系列PLC相關知識，掌握可編程序控制器的編程語言與程序結構、存儲器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式，熟練掌握西門子系列PLC主要編程元件，理解梯形圖編程規(guī)則，能夠熟練應用西門子s7-200系列PLC基本指令編制簡單應用程序、位邏輯指令、定時器與計數(shù)器指令。掌握梯形圖的經(jīng)驗設計法、根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖的方法、順序控制設計法與順序功能圖2.重點和難點重點：以可編程控制器為核心電控系統(tǒng)的設計思路及方法。難點：數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設計。3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠熟練設計簡單數(shù)字量控制梯形圖，能夠在實際問題中運用梯形圖解決實際問題。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3第六單元順序控制梯形圖的設計方法（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內容掌握使用起保停思路設計順序控制梯形圖的方法、以轉換為中心的梯形圖程序設計方法、使用SCR指令的梯形圖程序設計方法、具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設計方法。2.重點和難點重點：順序控制梯形圖設計方法。難點：多種工況的綜合處理。3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠在實際開發(fā)中熟練使用多種設計方法解決綜合實際問題。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.第七單元可編程序控制器的功能指令（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內容掌握程序控制指令，了解局部變量表與子程序、了解數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)學運算指令、中斷程序與中斷指令，了解高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令。2.重點和難點重點：數(shù)據(jù)處理指令，數(shù)學運算指令的初始化及使用方法。難點：功能指令的編程使用特點、規(guī)范。3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠根據(jù)具體問題使用功能指令編程，解決實際控制系統(tǒng)編程問題。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.第八單元可編程序控制器控制系統(tǒng)設計（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內容掌握PLC電氣控制系統(tǒng)的設計原則和方法、步驟，分析具體的PLC電氣控制系統(tǒng)，能夠設計一個PLC電氣控制系統(tǒng)。2.重點和難點重點：實際PLC電控系統(tǒng)的要求和規(guī)范。難點：綜合運用所學知識設計電控系統(tǒng)。3.教學方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。4.學生學習預期成果能夠根據(jù)具體項目要求設計PLC電控系統(tǒng)，解決實際問題。5.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.（二）課程基本教學內容對課程目標的支撐課程教學內容教學方法支撐的課程目標學時安排課內課外學時比例第一單元機電控制概述課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、241：1第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗課程目標1、2、381：1第三單元電氣控制電路實例分析與設計程控制課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗課程目標1、2、341：1第四單元可編程序控制器程序設計基礎課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、2、341：1第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、2、361：1第六單元順序控制梯形圖的設計方法課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、2、381：1第七單元可編程序控制器的功能指令課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、2、381：1第八單元可編程序控制器控制系統(tǒng)設計課堂講授、課堂討論、巡回指導、案例分析、隨堂測驗。課程目標1、2、361：1合計481：1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績20%課后作業(yè)50共計安排5次作業(yè)，總成績按比例折算為10分。小組討論20共計安排3次線上討論，根據(jù)討論內容優(yōu)劣給小組打分，各小組內根據(jù)任務分派組內為每個人打分。最終總成績按比例折算為4分。隨堂測驗20課堂根據(jù)需要隨時安排測驗，根據(jù)題目難度，數(shù)量靈活設置分值。最終總成績按比例折算為4分。課前觀看講課視頻10指定內容學習、觀看，每次1~2分，最終總成績按比例折算為2分。實踐成績20%設計解答100安排1次綜合設計作為大作業(yè)，提交解答報告，成績?yōu)?0分。期末測驗60%知識401.考核內容：所有教學內容2.測驗題型：客觀題（選擇、判斷）；主觀題（讀程序或完善程序、程序設計）能力40綜合應用15創(chuàng)新5（二）課程考核對課程目標的支撐教學內容考核內容考核方式支撐的課程目標第一單元機電控制概述1-1低壓電器；1-2控制電器；1-3保護類電器1-4主令電器課前預習隨堂測驗課后作業(yè)期末測驗課程目標1、2第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2-1電氣圖基本知識2-2電機基本控制電路；2-3液壓系統(tǒng)的電氣控制；2-4其他基本控制環(huán)節(jié)；課前預習隨堂測驗課后作業(yè)小組討論期末測驗課程目標1、2、3第三單元電氣控制電路實例分析3-1車床控制電路；3-2搖臂鉆床控制電路課前預習隨堂測驗課后作業(yè)期末測驗課程目標1、2、3第四單元可編程序控制器程序設計基礎4-1可編程控制器定義與特點；4-2工作原理；4-3硬件及其分類；4-4軟件及其工作原理。課前預習隨堂測驗課后作業(yè)小組討論期末測驗課程目標1、2、3第五單元 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法5-1數(shù)據(jù)類型及范圍；5-2基本編程指令；5-3典型程序設計；5-4順序控制編程思想課前預習隨堂測驗課后作業(yè)小組討論期末測驗課程目標1、2、3第六單元順序控制梯形圖的設計方法6-1基于步的編程；6-2以轉換為中心的編程；6-3狀態(tài)轉移指令編程；6-4多工況編程實例。課前預習隨堂測驗課后作業(yè)小組討論期末測驗課程目標1、2、3第七單元可編程序控制器的功能指令7-1定時、計數(shù)器及相關指令；7-2通信、比較、轉換指令；7-3數(shù)學