工业自动化高技能人才培训部-培训大纲2013

中国电工技术学会-工业自动化高技能人才培训项目培训大纲2013.7欧姆龙自动化（中国）有限公司修订说明2004年，中国电工技术学会与欧姆龙自动化(中国)有限公司，联合国内一批有影响力的高等院校，共同组建“中国电工技术学会工业自动化高技能人才培训部”（以下简称培训部），开展工业自动化高技能人才培训工作。培训部制定了以PLC为核心的培训课程、培训大纲，组织编写出版了30多本培训教材。多年来，在各位专家的支持和帮助下，培训部工作得到了行业认可，社会影响力不断提高。鉴于从事PLC应用的工程技术人员越来越多，2008年，原国家劳动和社会保障部推出新职业《可编程序控制系统设计师》，对工业自动化高技能人才培训起到积极引领和极大推动作用。为了适应行业现实及未来需求，中国电工技术学会与欧姆龙自动化(中国)有限公司协商决定，于2013年5月10～12日在北京召开工业自动化高技能人才培训部专家组会议，讨论课程设置方案、培训大纲修订，分配新版培训教材编写任务。本次修订遵循以下原则：（1）以《可编程序控制系统设计师》国家职业标准为指导，设置课程名称和课程内容；在校学生和社会上的技术人员所发放的证书名称相统一；培训课程（培训证书）的名称简单、明了，便于社会认知；培训内容满足社会需求，具有广泛的实用性；充分考虑以往培训工作的实践经验，从实际需要出发。培训课程（培训证书）名称序号课程名称与《可编程序控制系统设计师》对应关系1PLC原理与应用四级2PLC应用技术三级3PLC运动控制、PLC过程控制、PLC运动控制与过程控制二级4PLC通信与网络一级培训大纲修订人员组长：徐世许青岛大学成员：邓建平苏州市职业大学吕宁哈尔滨理工大学田劲东深圳大学吴亦锋福州大学《PLC原理与应用》培训大纲课程名称：PLC原理与应用证书名称：PLC原理与应用学习课时：总学时不低于44学时，其中实验时数不低于20课时适用专业：电气、机电一体化、机械、计算机、电信工程、通信与控制等预备课程：电工基础、电子技术基础、工厂电气控制设备、计算机基础等推荐教材：《可编程序控制系统设计师（国家职业资格四级）欧姆龙分册》中国劳动社会保障出版社一、课程教学目标理解PLC的基本组成与工作原理。了解PLC硬件系统的组成和基本功能。掌握PLC常用基本指令系统。初步学会利用PLC实现顺序控制的基本方法。熟悉PLC硬件设计和软件设计的方法。二、教学时间分配表序号课题课时课时分配讲课实验1PLC的构成及工作原理222PLC的硬件系统223PLC的指令系统12664PLC的功能和特殊功能单元8445PLC控制系统的硬件设计226PLC控制系统的软件设计10467PLC的应用844合计442420三、教学内容、基本要求、重点、难点课题一可编程序控制器的构成及工作原理教学内容：PLC概述，基本构成，工作原理技术规格与分类。基本要求：理解可编程序控制器的基本组成与工作原理。重点：可编程序控制器的基本组成。难点：对可编程序控制器的工作原理的理解。课题二可编程序控制器的硬件系统教学内容：系统的硬件配置，I/O单元，扩展设备，机型和产品规格。基本要求：了解可编程序控制器硬件系统的组成和基本功能。重点：可编程序控制器的硬件系统。难点：硬件系统的组成及功能。课题三可编程序控制器的指令系统教学内容：编程基础和软元件，基本指令系统，典型的单元程序，应用指令系统。基本要求：重点：掌握可编程序控制器常用基本指令系统。难点：指令的熟练应用。实验一基本指令、应用指令、简单程序实验课题四可编程序控制器的功能和特殊功能单元教学内容：数据设定功能，中断控制功能，高速计数功能，快速响应功能，脉冲输出功能，通信功能，模拟量I/O单元。基本要求：了解可编程序控制器的特殊功能。重点：介绍各特殊功能的指令、作用、工作原理。难点：中断控制、模拟量I/O单元。实验二模拟量I/O单元实验课题五可编程序控制器控制系统的硬件设计教学内容：控制系统的设计步骤和PLC选型，系统硬件设计方案，PLC输入/输出电路设计，系统供电及接地设计。基本要求：熟悉可编程序控制器硬件设计的方法。重点：可编程序控制器的选型、方案、电路等介绍。课题六可编程序控制器控制系统的软件设计教学内容：软件设计概述，顺序控制基本功能模块及编程，顺序控制的程序设计实例，信号处理及程序设计。基本要求：初步学会利用可编程序控制器实现顺序控制的基本方法。重点：顺序控制方法的介绍。难点：利用顺序控制方法进行可编程序控制器的软件设计。实验三顺序控制方法软件设计实验课题七可编程序控制器的应用教学内容：基本电气控制应用，PLC顺序控制方法的应用，模拟量控制的应用，PLC控制系统的安装、调试及维护。基本要求：了解可编程序控制器在机床、电机起动、模拟量控制等方面的应用。重点：硬件电路和软件电路的设计、应用。难点：软件方法的应用。实验四可编程序控制器应用实验实验设备（建议）：PLC小型机（CP1H）考核方式：采用理论考试和实践考试相结合的方法。理论考试和实践考试各占50%。通过考试的学员，可以取得“PLC原理与应用”证书。证书成绩为“合格”。《PLC应用技术》培训大纲课程名称：PLC应用技术学习课时：总学时90，实验学时不少于45预备知识：初级电工知识、PLC基础知识推荐教材：《可编程序控制系统设计师（国家职业资格三级）欧姆龙分册》中国劳动社会保障出版社《电气控制技术与PLC》人民邮电出版社《电气控制与可编程序控制器》机械工业出版社《可编程终端应用案例》高等教育出版社《变频器应用案例》高等教育出版社《通用传感器、伺服控制等培训教材》欧姆龙自动化（中国）有限公司课程培训目标PLC程序设计熟悉PLC的高级指令。掌握手动/半自动/全自动复杂系统的编程技术。掌握任务法编程。熟悉FB编程、SFC编程。掌握PLC控制系统的调试方法。通用传感器熟悉通用传感器的类型、工作原理。掌握通用传感器的使用方法。通用传感器与PLC正确连线。变频器熟悉变频器的基本概念、基本构成、基本功能。掌握变频器的运行方式。掌握变频器的使用方法。正确连接变频器外围电路，包括变频器与PLC的连接电路。熟悉变频器的日常维护。触摸屏熟悉触摸屏的特点、功能及结构。掌握触摸屏的系统参数设置。掌握图形对象的制作及参数设置，数据处理方法。了解触摸屏的特殊功能。单轴伺服驱动熟悉伺服驱动的基本概念、基本构成、基本功能。掌握伺服控制模式。掌握伺服参数设定方法。掌握PLC控制伺服的编程技术。伺服与PLC正确连线。（六）PLC单回路PID控制掌握PLC的模拟量输入/输出单元使用方法。掌握温度传感器单元的使用方法及参数配置。掌握单回路PID控制的使用方法。（七）现场总线熟悉现场总线的分类、通信原理、网络拓扑结构掌握现场总线的搭建方法掌握使用工具软件对总线单元进行配置二、教学时间分配教学时间分配表序号课题课时课时分配讲课实验1（一）CX-Programmer高级功能的使用222高级指令4223复杂编程10464任务编程、FB编程和SFC编程422小计208125（二）接近传感器116光电（光纤）传感器3127旋转编码器、光栅4138电阻尺211小计10468（三）变频的基本概念及原理229变频器的控制41310变频器的运行和维护2211变频调速系统的应用22小计103712（四）触摸屏的概述1113触摸屏的连接及参数设置21114触摸屏的组态编程62415触摸屏特殊功能的介绍11小计105516（五）伺服控制系统概述2217伺服电机和旋转编码器2218伺服驱动器2219CPU内置脉冲输出与伺服驱动器连接14410小计201010（六）PLC模拟量输入/输出单元的应用211温度传感器单元的应用211PID控制指令的应用6331055（七）现场总线简介11DeviceNet现场总线66网络搭建及使用33小计1073合计904248三、培训内容、培训要求（一）PLC程序设计课题一CX-Programmer高级功能的使用培训内容：CX-Programmer编程软件的高级应用及仿真软件的介绍。培训要求：熟练应用CX-Programmer编程工具，掌握工程引用、了解高级应用。重点：CX-Programmer编程工具的应用。实验一：CX-Programmer高级功能的使用。课题二高级指令培训内容：数据处理指令、程序控制指令及故障显示与诊断指令。培训要求：掌握数据处理指令、程序控制指令的使用方法。实验二：高级指令系统的应用。课题三复杂编程培训内容：掌握手动/半自动/全自动复杂系统的编程、断电记忆功能编程。培训要求：掌握较复杂的控制系统编程。实验三：较复杂的控制系统的程序设计及调试。课题四任务编程、FB编程和SFC编程培训内容：掌握任务编程方法，熟悉FB编程及SFC编程实验四：用CX-P进行任务编程、FB编程和SFC编程。（二）通用传感器课题一接近传感器培训内容：工作原理、分类、选用、与PLC连接培训要求：熟练掌握接近传感器的使用方法。实验一：接近传感器与PLC连接课题二光电（光纤）传感器培训内容：工作原理、分类、选用、与PLC连接培训要求：熟练掌握光电（光纤）传感器的使用方法。实验二：光电（光纤）传感器与PLC连接课题三旋转编码器培训内容：工作原理、分类、选用、与PLC连接、旋转编码器与PLC编程培训要求：熟练掌握旋转编码器的使用方法。重点：增量式旋转编码器与PLC的高速计数实验三：增量式旋转编码器与PLC连接，验证PLC的高速计数功能课题四光栅培训内容：工作原理、选用、与PLC连接、光栅与PLC编程培训要求：熟练掌握光栅的使用方法。重点：光栅与PLC的高速计数实验四：光栅与PLC连接，验证PLC的高速计数功能课题四电阻尺培训内容：工作原理、选用、与PLC连接、电阻尺与PLC编程培训要求：熟练掌握电阻尺的使用方法。重点：电阻尺与PLC编程实验四：电阻尺与PLC连接，验证PLC的D/A功能（三）变频器课题一变频器的基本概念及原理教学内容：变频器的概念、发展、基本类型。基本要求：熟悉变频器的基本概念、基本构成、基本功能。课题二变频器的控制教学内容：VVVF控制（恒V/f控制）；SF控制（转差频率控制）；VC控制（矢量控制）。基本要求：掌握变频器的三种不同控制方式。实验一：变频器的控制方式课题三变频器的运行和维护教学内容：操作面板控制运行、设定频率、起停方式；外部端子控制运行、模拟量输入。变频器维护、日常检查、定期检查、故障诊断。基本要求：掌握变频器的运行方式，熟悉变频器的日常维护；实验二：变频器运行控制、变频器的维护实验课题四变频调速系统的应用教学内容：在节能方面的应用、恒压供水、恒压供气。基本要求：基本掌握变频器的典型应用，能独立选择、使用变频器。实验三：变频器应用实验（四）触摸屏课题一可编程序终端的概述培训内容：可编程序终端的特点、功能及结构。培训要求：熟练可编程序终端的特点、功能及结构。课题二可编程序终端的连接及参数设置培训内容：可编程序终端与PLC的硬件连接方式及系统参数设置。培训要求：熟练掌握可编程序终端的系统参数设置。重点：掌握可编程序终端的系统参数设置。实验一：可编程序终端的连接及配置。课题三可编程序终端的组态编程培训内容：可编程序终端的开发工具的安装，图形对象的制作及参数设置，数据处理。培训要求：掌握图形对象的制作及参数设置，数据处理方法。重点：图形对象的制作及参数设置。难点：数据处理方法。实验二：可编程序终端的组态设计。课题四可编程序终端特殊功能的介绍培训内容：介绍可编程序终端的网络功能、梯形图监控功能及视频功能等。培训要求：了解可编程序终端的特殊功能。实验三：可编程序终端特殊功能演示。（五）单轴伺服驱动课题一：伺服控制系统概述培训内容：伺服控制系统构成、基本特征、分类，PLC在伺服控制中的应用。培训要求：掌握伺服控制系统的组成及特征。课题二：伺服电机和旋转编码器培训内容：伺服电机基本结构、工作原理、伺服电机选型，旋转编码器。培训要求：掌握伺服电机的工作原理。课题三：伺服驱动器培训内容：伺服驱动器的基本结构、工作原理，接线端子，伺服参数设置。培训要求：掌握伺服驱动器的使用方法。课题四：CPU内置脉冲输出与伺服驱动器连接培训内容：CPU内置脉冲输出功能、伺服驱动器与PLC连接、PLC控制伺服编程、原点功能培训要求：掌握PLC控制伺服驱动的方法。实验一：PLC内置脉冲输出实验二：伺服驱动与PLC连线、伺服参数设置实验三：速度控制、位置控制实验四：原点搜索与原点返回（六）PLC单回路PID控制课题一：模拟量输入/输出单元的应用培训内容：讲解模拟量输入/输出单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握模拟量输入/输出单元的工作原理、功能及特殊设置。重点：理解模拟量输入/输出单元的工作原理及应用方法。难点：模拟量输入/输出单元的参数配置。实验一：模拟量输入/输出单元的使用课题二：温度传感器单元的应用培训内容：讲解温度传感器单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握温度传感器单元的工作原理、主要功能及各种参数的含义与设置。重点：理解温度传感器单元的工作原理及应用方法。难点：温度传感器单元的参数配置。实验二：温度传感器单元的使用课题三：PID等过程控制指令的应用培训内容：讲解PID等与过程控制相关指令的工作原理、使用方法及参数设置。培训要求：掌握二自由度PID指令、自整定PID指令、数字滤波及量程变换指令的应用及参数设置。重点：学习和掌握二自由度PID指令、自整定PID指令。难点：二自由度PID指令的参数整定、自整定PID指令的使用条件。实验三：二自由度PID指令、自整定PID指令的应用（七）现场总线课题一：现场总线概述培训内容：现场总线分类、功能、通信原理、网络拓扑结构。培训要求：掌握现场总线的工作原理、网络拓扑结构。课题二：DeviceNet现场总线培训内容：主站单元、从站单元，网络规格，网络配置工具。培训要求：掌握DeviceNet的特性，学会使用网络配置工具。实验一：网络配置工具的使用课题三：DeviceNet现场总线的应用培训内容：网络搭建、网络配置培训要求：对网络进行搭建和配置实验二：DeviceNet组网四、考核方式采用理论考试和实践考试相结合的方法。理论考试和实践考试各占50%。通过考试的学员，可以取得“PLC应用技术”证书。证书成绩为“合格”。《PLC运动控制》培训大纲课程名称：PLC运动控制学习课时：总学时64；实验学时不低于32预备知识：可编程序控制器初级知识运动控制基本知识（伺服驱动器，旋转编码器）推荐教材：《可编程序控制系统设计师（国家职业资格二级、一级）欧姆龙分册》中国劳动社会保障出版社《可编程序控制器系统原理及应用》电子工业出版社《可编程序控制器运动控制技术》机械工业出版社一、课程培训目标（一）PLC运动控制掌握可编程序控制器的运动控制单元使用方法及参数配置；学会使用CX-Motion开发工具并在线调试，能够运用PLC运动控制单元构建运动控制系统。（二）PLC位置控制掌握可编程序控制器的位置控制单元使用方法及参数配置；学会使用CX-Position开发工具并在线调试，能够运用PLC位置控制单元构建位置控制系统。时间分配表教学时间分配表序号课题课时课时分配讲课实验1（一）运动控制单元的应用10462运动控制系统的组成10463运用CJ1构成简易运动控制系统1266小计3214185（二）位置控制系统的外围设备应用10466位置控制单元的应用12667运用CJ1构成简易位置控制系统1046小计321418合计642836三、培训内容、培训要求（一）PLC运动控制课题一：运动控制单元的应用培训内容：讲解运动控制单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握运动控制单元的工作原理、功能及特殊设置。重点：理解运动控制单元的工作原理及应用方法。难点：运动控制单元的参数配置，G语言编程。实验一：运动控制单元的使用课题二：运动控制系统的组成培训内容：讲解运动控制单元与传感器、伺服驱动器（包括控制电机）的连接、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握运动控制系统的基本结构、主要功能及各种参数的含义与设置。重点：理解运动控制单元与传感器、伺服驱动器的连接。难点：运动控制单元与传感器、伺服驱动器单元的参数配置，G语言编程。实验二：运动控制系统实验课题三：简易运动控制系统培训内容：讲解采用CJ1构成简易运动控制系统，包括工作原理、使用方法及参数设置；CX-Motion开发工具的使用。培训要求：掌握CJ1结构特点及工作原理，特别是其高速I/O口的特点；熟练掌握CX-Motion工具的组态方式；学会CJ1PLC参数配置。重点：CJ1系列PLC的高速I/O口的应用。难点：简易运动控制系统中传感器、驱动器与CPU的匹配，参数的整定。实验三：简易运动控制系统实验。（二）PLC位置控制课题一：位置控制系统的外围设备应用培训内容：讲解与位置控制系统相关的高速计数单元、旋转编码器及伺服驱动器（包括伺服电机）的硬件连接、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握位置控制系统各外设的基本结构、主要功能及各种参数的含义与设置。重点：理解与位置控制系统相关的高速计数单元、旋转编码器及伺服驱动器（包括伺服电机）的硬件连接。难点：高速计数单元、旋转编码器及伺服驱动器（包括伺服电机）的参数配置。实验一：位置控制系统外设实验课题二：位置控制单元的应用培训内容：讲解位置控制单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握位置控制单元的工作原理、功能及特殊设置。重点：理解位置控制单元的工作原理及应用方法。难点：位置控制单元的参数配置。实验二：位置控制单元的使用课题三：简易位置控制系统培训内容：讲解采用CJ1构成简易位置控制系统，包括工作原理、使用方法及参数设置；CX-Position开发工具的使用。培训要求：掌握CJ1结构特点及工作原理，特别是其高速I/O口的特点；熟练掌握CX-Position工具的组态方式；学会CJ1PLC参数配置。重点：CJ1系列PLC的高速I/O口的应用。难点：简易位置控制系统中传感器、驱动器与CPU的匹配，参数的整定。实验三：简易位置控制系统实验。四、考核方法采用理论考试和实践考试相结合的方法。理论考试和实践考试各占50%。通过考试的学员，可以取得相关证书，成绩为“合格”。五、实验设备硬件条件：CS1、CJ1PLC、高速计数单元、位置控制单元、PC机、位置控制实验对象；软件条件：CX-Programmer、CX-Position注：每套实验设备培训学员数量不超过5人。六、参考资料《OMRONCS系列运动控制单元操作手册》《OMRONCJ系列PLC操作手册》《OMRON高速计数单元操作手册》《OMRONCX-Position操作手册》

《PLC过程控制》培训大纲课程名称：PLC过程控制学习课时：总学时40；实验学时不少于16预备知识：可编程序控制器初级知识PID控制算法基本知识推荐教材：《可编程序控制系统设计师（国家职业资格二级、一级）欧姆龙分册》中国劳动社会保障出版社《可编程序控制器系统原理及应用》电子工业出版社《可编程序控制器过程控制技术》机械工业出版社一、课程培训目标掌握PLC的模拟量输入/输出单元、温度传感器单元和回路控制器的使用方法及参数配置；学会使用CX-Process开发工具并在线调试，能够运用PLC模拟量单元结合回路控制器构建过程控制系统。二、时间分配表序号课题课时课时分配讲课实验1模拟量输入/输出单元的应用8442温度传感器单元的应用8443回路控制器的应用16884复习、机动、考试8合计401616三、培训内容、基本要求、重点、难点课题一：模拟量输入/输出单元的应用培训内容：讲解模拟量输入/输出单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握模拟量输入/输出单元的工作原理、功能及特殊设置。重点：理解模拟量输入/输出单元的工作原理及应用方法。难点：模拟量输入/输出单元的参数配置。实验一：模拟量输入/输出单元的使用课题二：温度传感器单元的应用培训内容：讲解温度传感器单元的结构、工作原理、参数配置与编程应用。培训要求：掌握温度传感器单元的工作原理、主要功能及各种参数的含义与设置。重点：理解温度传感器单元的工作原理及应用方法。难点：温度传感器单元的参数配置。实验二：温度传感器单元的使用课题三：回路控制器的应用培训内容：讲解回路控制器的结构特点、工作原理、使用方法及参数设置；CX-Process开发工具的使用。培训要求：掌握回路控制器的结构特点及工作原理；熟练掌握CX-Process工具的组态方式；学会各种模块的参数配置。重点：掌握回路控制器的结构特点及工作原理；熟练掌握CX-Process工具的组态方式；学会各种模块的参数配置。难点：掌握回路控制器的模块图组态方式、梯形图的编写和模块的参数配置。实验三：回路控制器的使用。四、考核方法采用理论考试和实践考试相结合的方法。理论考试和实践考试各占50%。通过考试的学员，可以取得相关证书，成绩为“合格”。五、实验设备硬件条件：CS1/CJ1PLC、模拟量输入/输出单元、温度传感器单元、回路控制板（单元）、PC机、过程控制实验对象；软件条件：CX-P、CX-Process注：每套实验设备培训学员数量不超过5人。六、参考资料：《OMRONCS/CJ系列模拟量输入/输出单元操作手册》《OMRONLCB/LCU操作手册》《OMRONCX-Process操作手册》《PLC通信与网络》培训大纲课程名称：PLC通信与网络学习课时：总学时90；实验学时不少于45预备知识：计算机网络知识可编程序控制器的基础知识推荐教材：《可编程序控制系统设计师（国家职业资格二级、一级）欧姆龙分册》中国劳动社会保障出版社《可编程序控制器系统原理及应用》电子工业出版社《可编程序控制器通信与网络》机械工业出版社一、课程培训目标了解PLC通信与网络技术的现状与特点；掌握RS-232C/485通信接口连接方法掌握串行通信协议的应用方法；学会使用网络配置软件CX-Integrator掌握设备层网络（DeviceNet）、控制层网络（ControllerLink）和信息层网络（Ethernet）的组建及使用方法。二、时间分配表序号课题课时课时分配讲课实验1PLC通信与网络技术概述222RS-232C/485通信接口及连接方法6243串行通信协议及其实现12664配置软件CX-Integrator10465DeviceNet10