青滨院可编程控制器应用技术教学大纲

《可编程控制器应用技术》教学大纲课程名称：《可编程控制器应用技术》

课程编号：0612337

学时：72

学分：3学分

适用专业：电气自动化技术、机电一体化技术、应用电子技术等相关专业

课程性质：专业课

教材：可编程控制器应用技术高等教育出版社胡学林主编一．课程的性质、目的及任务

（一）课程的性质:

《可编程控制器应用技术》是机电类专业中的一门专业课，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，在自动控制设备上，国内外大量采用由微电脑技术制造的可编程控制器，它是一种新型的工业控制装置，是将微型计算机技术、自动化技术及通信融为一体，应用到工业控制领域的一种高可靠性控制器。

（二）课程目的：

本课程的前继课是电子技术、微机原理、微机接口技术，本课程的指令系统与数字电子技术和汇编语言的基础有关；编程方法采取模块结构的计算机编程技术；在输入与输出设备上应了解机电设备。作为本专业培养应用人才需要出发，掌握计算机在自动控制上的有关新技术，是专业培养目标中知识能力要素的一个方面，培养学生达到设计一般控制系统的手段是本课程的目的。

（三）教学要求:

本课程教学要求分为了解、理解、掌握三个层次：

１、了解可编程控制器的发展史，分类,应用范围及发展趋势;

２、通过典型应用的SYSMACOMRONC系列P型和CPM1A型可编程控制的讲解，理解可编程控制器的特点、主要功能、工作原理;

３、通过大量的应用实例分析、上机和实训课程，要求掌握C系列P型机与CPM1A的系统配置、指令系统；掌握一般控制系统的设计思想、设计步骤、编制梯形图的方法、编程软件的使用以及输入设备、输出设备与可编程控制器的连接方法。

二．具体内容

第一章：可编程控制器概述

1、教学目的

本教学内容作为本课程的概论，通过教学了解可编程控制器的发展由来、特性以及发展趋势。

２、具体内容

第一节：可编程控制器的产生(1969年，美国数字设备公司根据相关要求研制出世界上第一台可编程控制器)

第二节：可编程控制器的定义（是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计）

第三节：可编程控制器的分类（根据I/O点数分、根据结构形式分、根据用途分、根据生产厂家分）

第四节：可编程控制器的应用范围（电力工业、机械工业、汽车工业、钢铁工业、化学工业、食品工业、造纸工业、轻工业、纺织工业、建材工业、公用事业、交通运输业、家电业广泛应用可编程控制器）

第五节：可编程控制器的发展趋势（系列化、小型机功能强、中、大型机高速度、高功能、低成本、多功能）

３、教学要求

了解可编程控制器的发展过程、功能特性以及应用。

第二章：可编程控制器的功能、结构和工作原理

1、教学目的

通过可编程控制器与继电器逻辑控制系统与微型计算机的比较理解可编程控制器的主要功能，掌握其硬件结构、软件及编程语言、工作原理。

２、具体内容

第一节：可编程控制器的特点和主要功能（特点：抗干扰能力强、编程方便、使用方便、维护方便、设计施工时间短、易于实现机电一体化功能：顺序逻辑控制、运动控制、定时控制、计数控制、步进控制、数据处理、模/数和数/模转换、通信及联网）

第二节：可编程控制器的硬件结构（中央处理器、存储器、数字量（或开关量）输入部件及接口、数字量（或开关量）输出部件及接口、模拟量输入输出接口模板、智能I/O接口、扩展接口、通信接口、编程器、电源、总线、PLC的外部设备）

第三节：可编程控制器的软件及编程语言(软件:系统软件、应用软件编程语言：梯形图、指令语句表、逻辑功能图、顺序功能图)

第四节：可编程控制器的工作原理（公共处理扫描阶段、输入采样扫描阶段、执行用户程序扫描阶段、输出刷新扫描阶段）

３、教学要求

Ａ通过可编程控制器与微型计算机和继电器逻辑控制系统的区别，正确描述可编程控制器的工作原理，阐明“继电器”、“常开触点”、“常闭触点”、“通道”、“点”的含义。

Ｂ理解不同厂家、不同型号的PLC使用梯形图和指令语句表有些差异，但编程思想方法与原理一致。

第三章：SYSMAC－C系列P型的可编程控制器

1、教学目的

Ａ掌握C系列P型机系统配置与通道分配;

Ｂ指令系统是本课程的核心内容，通过教学掌握指令的功能及其一般应用。

２、具体内容

第一节：C系列P型机概述(了解C系列P型机的型号标准、基本单元、I/O扩展单元、编程器)

第二节：C系列P型机的系统配置(掌握C系列P型机的系统组成、通道分配、技术指标)

第三节：C系列P型机的指令系统和编程规则

指令系统包括以下内容：

LD、LD·NOT、OUT、AND、AND·NOT、OR、OR·NOT的使用方法，举例。

AND·LD、OR·LD、TR暂存继电器的使用方法，举例。

TIM、TIMH、CNT、CNTR的使用方法，举例。

NOP、END、IL、ILC、JMP、JME的使用方法，举例。

DIFU、DIFD、SFT、WSFT、KEEP的使用方法，举例。

MOV、MVN、CMP的使用方法，举例。

STC、CLC、BIN、BCD、ADD、SUB的使用方法，举例。

MLPX、DMPX、高速计数器指令的使用方法，举例。

编程规则中包括梯形图与继电器控制线路图的区别、输入端子接动断触点的处理、输出线圈的使用。

３、教学要求

ＡOMRONC系列P型机指令系统共有十二种类型的指令，应全部掌握。

Ｂ明确指令执行有效的条件及指令执行的有效范围和结果。

Ｃ每一类型指令应配置大量的应用实例。

D掌握C系列P型机的通道分配。

第四章：SYSMAC系列CPM1A型可编程控制器

1、教学目的

Ａ掌握CPM1A型机系统配置与通道分配；

Ｂ指令系统是本课程的核心内容，通过教学掌握指令的功能及其一般应用。

２、具体内容

第一节：CPM1A的特点和功能(特点：体积小、价格低、指令丰富、内部器件多功能：具有可选择输入时间常数的滤波器功能、无后备锂电池、具有外部中断功能、具有快速响应功能、具有间隔定时器中断功能、高速计数器功能、模拟设定电位器功能、与上位机通信功能、用计算机进行辅助设计功能)

第二节：CPM1A的系统配置(掌握CPM1A的通道分配:输入输出继电器、内部辅助继电器、暂存继电器、定时器/计数器、保持继电器、链接继电器、特殊辅助继电器、辅助记忆继电器、数据存储器各通道地址的分配，并与C系列这P型机的通道分配作以比较。)

第三节：CPM1A的指令系统与功能简介

顺序指令（包括顺序输入、顺序输出指令、定时器/计数器指令、步进指令）/递增、递减指令/四则运算指令/进位标志指令/数据比较指令/数据传送指令/逻辑运算指令/数据移位指令/位计数器指令/子程序指令/中断控制指令/外围控制指令/故障报警指令/模拟设定电位器指令

第四节：计算机辅助编程(CX-P编程软件的使用)

３、教学要求

A与OMRONC系列P型机对比，讲解CPM1A型机的指令系统。

B明确指令执行有效的条件以及指令执行的有效范围和结果。

C每一类型指令应配置大量的应用实例。

D掌握CPM1A的通道分配。

E掌握CX-P编程软件的使用。

第五章：可编程控制器的应用设计

１、教学目的

明确运用可编程控制器在一般控制系统中的设计步骤和方法。

２、具体内容

第一节：可编程控制系统设计的基本原则和步骤(基本原则：最大限度地满足被控对提出的各项性能指标、确保控制系统的安全可靠、求控制系统简单、留有适当裕量一般步骤：评估控制任务、PLC的选型、系统设计、系统调试)

第二节：节省I/O点数的几种方法(对输入信号的处理：合并输入扩展法、分频输入扩展法、机外设置输入扩展法、分组输入扩展法、矩阵式输入扩展法、编码输入扩展法、利用跳转指令输入扩展法对输出信号的处理：共用输出点扩展法、机外设置输出扩展法、矩阵式输出扩展法)

第三节：可编程控制器实际应用的注意事项（电源电压的选择和接线、接地、输出形式和适用的负载、输入接口应注意的事项、输出接口应注意的事项、控制系统的抗干扰措施)

３、教学要求

Ａ设计指导思想-----科学、先进、合理、经济。

Ｂ理解系统配置分配、编制梯形图、系统调试过程。

第六章：可编程控制器的应用举例

１、教学目的

具体应用是对本课程教学的综合检验，学生通过应用实例掌握可编程控制器应用于一般控制系统的设计思想以及设计方法。

２、具体内容

第一节：十字路口交通灯控制程序

第二节：全自动洗衣机自动控制程序

通过具体应用实例的讲解，明确可编程控制系统设计的步骤：

３、教学要求

掌握设计指导思想，设计方法和步骤；具体的程序调试需上机完成。

第七章：可编程控制器网络系统简介

１、教学目的

通过对可编程控制器网络系统的介绍，了解可编程控制器的联网类型

２、重点内容

第一节：下位连接系统（远程I/O系统/I/O链接系统/光传送I/0系统及混接系统）

第二节：同位连接系统（PLC连接系统的构成/PLC连接系统的数据传送）

第三节：上位连接系统（上位连接系统的结构/上位链接单元/上位计算机与上位链接单元的通信）

第四节：SYSMAC网络连接系统（SYSMAC网络连接系统/网络连接系统的数据传输/网络连接系统中的数据连接）

３、教学要求

用图表的形式进行讲解，使更易于理解。

第八章：可编程控制器实验指导

１、教学目的

学生通过上机实验熟悉系统配置、指令系统、编程操作以及掌握一般控制系统的设计思想和设计步骤。

２、重点内容

基本指令实验、功能指令实验、十字路口交通信号灯控制、三台皮带机控制全自动洗衣机控制程序、机械手控制、电机的各种运行方式的控制、彩灯的多种控制。

３、教学要求

Ａ学生在正式上机动手前应将本次上机内容作分析，重点放在理解、编制梯形图上

Ｂ本大纲提供的上机课题仅供教师参考，教师可根据自己掌握的资料进行安排。

Ｃ通过上机在内容上能覆盖绝大部分指令的运用，覆盖全部系统配置以及全部编辑技术。

Ｄ上机时间和内容的安排应同课堂教学内容相互密切配合，上机实验报告应规范，分批组织上机。

三．学时分配

（一）总学时：72（二）理论学时：40

可编程控制器理论学时分配表序号课程内容学时数第一章第一节：可编程控制器的产生

第二节：可编程控制器的定义

第三节：可编程控制器的分类2第四节：可编程控制器的应用范围

第五节：可编程控制器的发展趋势1第二章第一节：可编程控制器的特点和主要功能2第二节：可编程控制器的硬件组成第三节：可编程控制器的软件及编程语言2第四节：可编程控制器的工作原理1第三章

第一节：C系列P型机概述

第二节：C系列P型机系统配置1第三节：C系列P型机的指令系统和编程规则1LD、LD·NOT、OUT、AND、AND·NOT、OR、OR·NOT的使用方法，举例。2AND·LD、OR·LD、TR暂存继电器的使用方法，举例。2TIM、TIMH、CNT、CNTR的使用方法，举例。NOP、END、IL、ILC、JMP、JME的使用方法，举例。2DIFU、DIFD、SFT、WSFT、KEEP的使用方法，举例。2MOV、MVN、CMP的使用方法，举例。1STC、CLC、BIN、BCD、ADD、SUB的使用方法，举例。2MLPX、DMPX、高速计数器指令的使用方法，举例。2课后习题1第四章

第一节：CPM1A的特点和功能1第二节：CPM1A的系统配置1第三节：CPM1A的指令系统与功能简介1第四节：计算机辅助编程2第五章第一节：可编程控制器控制系统设计的基本原则和步骤

第二节：节省IO点数的几种方法2第三节：可编程控制器实际应用时的注意事项1第六章第一节：十字路口交通信号灯控制2第二节：全自动洗衣机的自动控制2第七章第一节：下位连接系统

第二节：同位连接系统2第三节：上位连接系统

第四节：SYSMAC网络连接系统2合计

40

（三）实践学时：32可编程控制器实践学时分配表序号实验（实训）内容学时数一PLC应用系统参观与学习2二PLC主机面板认识，软件基本使用2三IL\ILC\JMP\JME指令实训，CX-P软件使用4四KEEP\DIFU\DIFD\CNTR\SFT指令实训4五ADD\SUB\BIN\BCD\STC\CLC指令实训，CX-P软件使用6六DMPX\MLPX\SDEC指令实训4七十字路