石河子大学教案 课程名称可编程控制技术 任课班级农机2013(1-2) 任课老师张晓海 机电工程学院电气工程系 2014~2015学年第一学期 姓名张晓海职称副教授总学时 32学时 使用教 可编程控制技术（第四版）.钟肇新.华南理工大学出版社，2009 材 微机技术已经并继续在改变世界。以微机技术为基础的可编程控制器也正在改 变着工厂自动控制的面貌。随着科学技术的迅猛发展，可编程控制器以可靠性极 高、能经受恶劣环境的考验、使用方便的巨大优势，迅速占领工业自控领域，成为 课 工业自动控制的首选产品，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支 》 柱。 本课程的任务是使学生获得可编程控制技术的基本理论和基础知识；掌握可编 目 程控制器的组成及基本原理；掌握可编程控制器的程序编制技术；了解典型控制系 的 统的设计步骤及方法，掌握PLC控制系统设计的安装调试技术。 本课程涉及内容极其广泛，与课程体系联系紧密。通过本课程的学习，可以使 学生掌握可编程控制技术的基本理论知识，提高学生的工程实践能力，为进一步深 入学习打下坚实基础
石河子大学教案 课程名称 可编程控制技术 任课班级 农机2013（1-2） 任课老师 张 晓 海 机电工程 学院 电气工程 系 2014～2015学年第一学期 姓名 张晓海 职称 副教授 总学时 32学时 使用教 材 可编程控制技术（第四版）．钟肇新.华南理工大学出版社，2009 课 程 教 学 目 的 微机技术已经并继续在改变世界。以微机技术为基础的可编程控制器也正在改 变着工厂自动控制的面貌。随着科学技术的迅猛发展，可编程控制器以可靠性极 高、能经受恶劣环境的考验、使用方便的巨大优势，迅速占领工业自控领域，成为 工业自动控制的首选产品，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支 柱。 本课程的任务是使学生获得可编程控制技术的基本理论和基础知识；掌握可编 程控制器的组成及基本原理；掌握可编程控制器的程序编制技术；了解典型控制系 统的设计步骤及方法，掌握PLC控制系统设计的安装调试技术。 本课程涉及内容极其广泛，与课程体系联系紧密。通过本课程的学习，可以使 学生掌握可编程控制技术的基本理论知识，提高学生的工程实践能力，为进一步深 入学习打下坚实基础
章次 章名 学时 第1章 可编程控制技术概述 第2章 PLC工作原理及结构特点 4 第3章 基本逻辑指令系统 20 第4章 步进顶控指令 5 第5章 功能指令介绍 ⑧ 工业控制举例 专业技术讲座 2 年月日 教学 通过讲授，使学生了解可编程控制器的定义、特点、应用及其发展趋 目的 教 第一章概述 一.PLC由来及其在工业自动化中的地位（1-1) 1.由来及发展（生产由大批量少品种一→小批多品种，继电控制盘 的缺点， 通用公司10项指标) 2.在工业自动化中的地位（应用领域超出逻辑控制，介入LAN) 3.PLC主要生产厂及型号、功能（三菱、立石、AB等） 二.PLC的定义及特点(1-2) 1.定义(P5定义) 2.特点①高可靠性（原因，内部、外部、软硬件方面的措施） ②编程方面，易于使用③环境要求低④配置连接方便 3.PLC的优点 程序易该、通用性高、易扩展、易维护、小巧、调试方便、开发周 期短 三.PLC的应用(1-3)（大量开关量及少量模拟量控制、小型单机 自动化及 大型自动化生产线)
学 时 分 配 章次 章 名 学时 第1章 可编程控制技术概述 2 第2章 PLC工作原理及结构特点 4 第3章 基本逻辑指令系统 20 第4章 步进顺控指令 2 第5章 功能指令介绍 2 * 工业控制举例 4 * 专业技术讲座 2 年 月 日 教学 目的 通过讲授，使学生了解可编程控制器的定义、特点、应用及其发展趋 势 教 学 内 容 第一章 概述 一.PLC由来及其在工业自动化中的地位 （1-1） 1．由来及发展 （生产由大批量少品种→小批多品种，继电控制盘 的缺点， 通用公司10项指标） 2．在工业自动化中的地位 （应用领域超出逻辑控制，介入LAN） 3．PLC主要生产厂及型号、功能（三菱、立石、AB等） 二．PLC的定义及特点 （1-2） 1．定义 （P5定义） 2．特点 ①高可靠性（原因，内部、外部、软硬件方面的措施） ②编程方面，易于使用 ③环境要求低 ④配置连接方便 3．PLC的优点 程序易该、通用性高、易扩展、易维护、小巧、调试方便、开发周 期短 三．PLC的应用 （1-3）（大量开关量及少量模拟量控制、小型单机 自动化及 大型自动化生产线）
四.PLC发展趋势 (1-4)①过程控制领域②网络功能③智能I/○模块④编程语言 (步进顺 控、流程图、BASIC、C、汇编、专用高级语言)⑤增强外部做障检 测能力 教学重点 与计算机、继电控制盘的工作原理区别，PLC工作过程描述，成批 难点及教 /O方式 学方法 教学重点：PLC定义及特点 教学方法：课堂讲授、多媒体演示 业思 考 题、讨论阅 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 年月日 教学 通过讲授，使学生了解周期扫描机制，了解其构成、掌握具体型号 目的 PC的软元 件编号 教 第二章PC工作原理及结构特点 第二章PC工作原理及结构特点 内 S21工作原理 容 S2-2PC的构成 一硬件（单板机、输入接口、输出接口、电源、扩展接口、编程 器接口 存储器接口、编程器) 二.软件1监控程序2.用户程序3.用户环境→ (1)用户数据结构(3类) (2)元件：定义及分类 ①输入输出继电器（仪、Y) ②.辅助继电器(M)
四．PLC发展趋势 （1-4）①过程控制领域 ②网络功能 ③智能I/O模块 ④编程语言 （步进顺 控、流程图、BASIC、C、汇编、专用高级语言）⑤增强外部故障检 测能力 教学重点 难点及教 学方法 与计算机、继电控制盘的工作原理区别，PLC工作过程描述，成批 I/O方式 教学重点：PLC定义及特点 教学方法：课堂讲授、多媒体演示 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 通过讲授，使学生了解周期扫描机制，了解其构成、掌握具体型号 PC的软元 件编号 教 学 内 容 第二章 PC工作原理及结构特点 第二章 PC工作原理及结构特点 §2-1 工作原理 §2-2 PC的构成 一．硬件 （单板机、输入接口、输出接口、电源、扩展接口、编程 器接口 存储器接口、编程器） 二．软件 1.监控程序 2.用户程序 3.用户环境→ (1)用户数据结构（3类） (2)元件:定义及分类 ①输入输出继电器（X、Y） ②.辅助继电器（M）
®.状态元件(S) ④报警器 教学重点 教学重点：工作原理，PLC软硬件构成，内部资源分布 难点及教 教学难点：PLC的软硬件系统 学方法 课堂讲授、类比法 业思 考、 题、讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 教学 通过讲授，使学生了解周期扫描机制，了解其构成、掌握具体型号 目的 PC的软元 件编号 教 第二章PLC工作原理及结构特点 S2-2PLC的构成 色 ⑤指针P川 容 ⑥定时器(T① ⑦计数器(C) ⑧数据寄存器(D) ⑨变址寄存器(Nz) S2-3PLC的结构特点 1.单元式（结构特点、典型产品） 2.模块式（结构特点） 3.叠装式（结构特点） S2-4PLC的一般技术指标
③.状态元件（S） ④报警器 教学重点 难点及教 学方法 教学重点: 工作原理，PLC软硬件构成，内部资源分布 教学难点: PLC的软硬件系统 课堂讲授、类比法 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 教学 目的 通过讲授，使学生了解周期扫描机制，了解其构成、掌握具体型号 PC的软元 件编号 教 学 内 容 第二章 PLC工作原理及结构特点 §2-2 PLC的构成 ⑤指针(P/I) ⑥定时器(T) ⑦计数器(C) ⑧数据寄存器（D） ⑨变址寄存器（V/Z） §2-3 PLC的结构特点 1. 单元式 （结构特点、典型产品） 2. 模块式 （结构特点） 3. 叠装式（结构特点） §2-4 PLC的一般技术指标
一，硬件指标 二.软件指标(FX2N系列) *FX2N系列PC软元件编号一览表 教学重点 教学重点：PLC软硬件构成，内部资源分布 难点及教 教学难点：PLC的软硬件系统 学方法 课堂讲授、类比法 业思 考、 题讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第页 年月日 教学 通过讲授，使学生了解PLC的程序编制含义，掌握基本逻辑指令 目的 (LD/LDI/OUT) (AND/ANI、(OR/ORI)、(ORB)、(ANB)等 第三章基本逻辑指令 学 引言：PLC的指令分类及与传统继电控制器的关系，PLC系统所引用 安 的梯形图 与意义，及深受技术人员欢迎的原因 S3-1逻辑取及输出线圈(LD/LDI/OUT) 1.LD、LD1、OUT的功能、电路及操作元件、程序步 2.有关说明3.定时器、计数器程序 4.输出线圈重复使用问题，注意事项，时序图 S3-2触点串联AND/ANL; S3-3触点并联OR/OR: S3-4串联电路块的并联ORB, S3-5并联电路块的串联ANB S3-6多重输出电路(MPS/MRD/MPP)
一．硬件指标 二．软件指标 （FX2N系列） * FX2N系列PC软元件编号一览表 教学重点 难点及教 学方法 教学重点: PLC软硬件构成，内部资源分布 教学难点: PLC的软硬件系统 课堂讲授、类比法 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 通过讲授,使学生了解PLC的程序编制含义，掌握基本逻辑指令 (LD/LDI/OUT) (AND/ANI)、( OR/ORI)、(ORB)、(ANB)等 教 学 内 容 第三章 基本逻辑指令 引言：PLC的指令分类及与传统继电控制器的关系，PLC系统所引用 的梯形图 与意义，及深受技术人员欢迎的原因 §3-1 逻辑取及输出线圈（LD/LDI/OUT） 1. LD、LDI、OUT的功能、电路及操作元件、程序步 2. 有关说明 3. 定时器、计数器程序 4. 输出线圈重复使用问题，注意事项，时序图 §3-2 触点串联AND/ANI; §3-3 触点并联OR/ORI; §3-4 串联电路块的并联ORB； §3-5 并联电路块的串联ANB §3-6 多重输出电路（MPS/MRD/MPP）
教学重点 教学重点：梯形图，操作元件、程序步的概念，如何绘制梯形图 难点及教 块的认识划分 学方法 教学方法：课堂讲授、多媒体演示 业思 考、 题讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第页 月日 教学 通过生产实例的剖析，使学生进一步掌握指令的使用方法及一般的控 目的 制程序 设计步骤 教 S3-14编程实例讲解（一） S3-7主控触点(MC/MCR) S3-8自保持与解除(SET/RST) S3-9计数器、定时器(OUT/RST) S3-10脉冲输出(PLS/PLF) S3-11空操作指令(NOP) S312程序结束(END)指令的符号、名称、功能电路表示、刷新功 能 $3-13编程注意事项 1.简单程序 （1)延时断定时器 (2)振荡电路 (3)脉冲输出电路 (4)优洗电路 (5)断电延时（保持）电路
教学重点 难点及教 学方法 教学重点：梯形图，操作元件、程序步的概念，如何绘制梯形图 块的认识划分 教学方法：课堂讲授、多媒体演示 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 通过生产实例的剖析，使学生进一步掌握指令的使用方法及一般的控 制程序 设计步骤 教 学 内 容 §3-14 编程实例讲解（一） §3-7 主控触点（MC/MCR） §3-8 自保持与解除（SET/RST） §3-9 计数器、定时器（OUT/RST） §3-10 脉冲输出（PLS/PLF） §3-11 空操作指令（NOP） §3-12 程序结束（END）指令的符号、名称、功能电路表示、刷新功 能 §3-13 编程注意事项 1. 简单程序 （1）延时断定时器 （2）振荡电路 （3）脉冲输出电路 （4）优先电路 （5）断电延时（保持）电路
(6)判断电路 教学重点 教学重点：指令的联合使用方法 难点及教 教学方法：课堂讲授、课堂练习 学方法 作业思 布置大作业 考、 题讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 年月 教学 通过生产实例的剖析，使学生进一步掌握指令的使用方法及一般的控 目的 制程序 设计步骤 教 编程实例讲解（二） 1.抢答器设计 内容 (1)任务分析 (2)主控制器选型要点 (3)输入输出控制点分配 (4)梯形图绘制 (5)指令语句表 (6)工作过程分析 2.交通灯控制系统设计 (1)任务分析 (2)主控制器选型要点 (3)输入输出控制点分配 (4)梯形图绘制 (5)指令语句表 (6)工作过程分析 *设计方法小结
（6）判断电路 教学重点 难点及教 学方法 教学重点：指令的联合使用方法 教学方法：课堂讲授、课堂练习 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 布置大作业 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 通过生产实例的剖析，使学生进一步掌握指令的使用方法及一般的控 制程序 设计步骤 教 学 内 容 编程实例讲解（二） 1. 抢答器设计 (1) 任务分析 (2) 主控制器选型要点 (3) 输入\输出控制点分配 (4) 梯形图绘制 (5) 指令语句表 (6) 工作过程分析 2．交通灯控制系统设计 (1) 任务分析 (2) 主控制器选型要点 (3) 输入\输出控制点分配 (4) 梯形图绘制 (5) 指令语句表 (6) 工作过程分析 * 设计方法小结
教学重点 教学重点：电路联锁的设计方法（硬件方法、软件方法） 难点及教 教学方法：课堂讲授 学方法 业思 思考题：1.以上程序在设计上有缺陷吗？ 题讨论漫 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 年月日 教学 进一步熟悉复杂逻辑程序的编制方法 目的 *可编程密码锁设计 (1)任务分析 (2)主控制器选型要点 (3)输入输出控制点分配 (4)梯形图绘制 (⑤)指令语句表 (6)工作过程分析 内 容
教学重点 难点及教 学方法 教学重点：电路联锁的设计方法 ( 硬件方法、软件方法 ) 教学方法：课堂讲授 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 思考题：1．以上程序在设计上有缺陷吗？ 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 进一步熟悉复杂逻辑程序的编制方法 教 学 内 容 **可编程密码锁设计 (1) 任务分析 (2) 主控制器选型要点 (3) 输入\输出控制点分配 (4) 梯形图绘制 (5) 指令语句表 (6) 工作过程分析
教学重点 教学重点：逻辑设计 难点及教 教学方法：课堂讲授 学方法 作业思 考、 题、讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 年月日 教学 了解步进顺控指令及使用方法，初步掌握其使用方法 目的 第四章状态转移图 S4-1状态转移图 1.复杂顺控程序编制时梯形图的缺点 2.步进顺控指令 3.状态的定义 4.简单流程的状态转移图（机器手例） S4-2编程方法简介 S4-3状态详细动作 4 S4-4操作方式 内 容 教学重点 教学重点：状态转移图 难点及教 教学方法：课堂讲授
教学重点 难点及教 学方法 教学重点：逻辑设计 教学方法：课堂讲授 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 了解步进顺控指令及使用方法，初步掌握其使用方法 教 学 内 容 第四章状态转移图 §4-1 状态转移图 1. 复杂顺控程序编制时梯形图的缺点 2. 步进顺控指令 3. 状态的定义 4. 简单流程的状态转移图（机器手例） §4-2 编程方法简介 §4-3 状态详细动作 §4-4 操作方式 教学重点 难点及教 教学重点：状态转移图 教学方法：课堂讲授
学方法 作业思 考、 题、讨论题 阅读材料 题后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。第页 年月日 教学 了解功能指令的意义，初步掌握其使用方法 目的 第五章功能指令 $5-1功能指令通则 引言：功能指令的产生背景，功能指令的分类 1.功能指令的表现形式； 2.数据长度及指令执行形式 3.位元件 S5-2程序流控制 常用指令选讲 内容 教学重点 教学重点：功能指令的意义及实现方法 难点及教 教学方法：课堂讲授 学方法 作业思 考
学方法 作业、思 考、 题、讨论题 阅读材料 题 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 第 页 年 月 日 教学 目的 了解功能指令的意义，初步掌握其使用方法 教 学 内 容 第五章 功能指令 §5-1 功能指令通则 引言：功能指令的产生背景，功能指令的分类 1. 功能指令的表现形式； 2. 数据长度及指令执行形式 3. 位元件 §5-2 程序流控制 常用指令选讲 教学重点 难点及教 学方法 教学重点：功能指令的意义及实现方法 教学方法：课堂讲授 作业、思 考