可编程序控制器技术及应用教学指南西门子系列.docx
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可编程序控制器技术及应用教学指南西门子系列
中等职业教育电子类专业规划教材
可编程序控制器技术与应用
（西门子系列）
教学指南
常辉主编
PublishingHouseofElectronicsIndustry
北京·BEIJING
前言
为了配合《可编程序控制器技术与应用（西门子系列）》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写了此教学资料。
教学资料内容有三个部分：
第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。
第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。
教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。
第三部分是习题答案，给出了每道习题的解答过程。
限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。
编者
2008年6月
《可编程序控制器技术与应用（西门子系列）》
教学指南
一、课程的性质与任务
《可编程序控制器技术与应用（西门子系列）》是中等职业学校电气自动化、机电一体化专业的主干课程。
本课程实践性强，与生产实际联系紧密，知识的覆盖面较宽，是强电与弱电的结合。
根据中等职业教育的培养目标，本课程的任务是：
1．使学生掌握可编程序控制器的基础知识和基本技能，具有应用可编程序控制器的初步能力；
2．使学生掌握指令系统和基本程序的编写，具有分析、修改简单程序的能力。
3．使学生理解与可编程序控制器的配套使用的元器件与其配合问题，具有维护一般可编程序控制器组成的控制系统的能力。
4．使学生了解可编程序控制器发展的历史和未来，树立科学的态度，运用辩证唯物主义方法认识世界。
二、学习本课程所需的预备知识
本课程是一门实践性很强的专业课程，学习本课程时，需要学生具备电工技术、电机控制、数字电路等相关课程的基础知识。
并且通过电工或维修电工等相关工种的实训。
三、教学提要、课程内容、教学要求
《可编程序控制器技术与应用（西门子系列）》可供电气自动化专业、机电控制技术专业、电子技术及应用专业、自动化仪表专业使用，也可作为工程技术人员的参考书。
本书主要以西门子S7-200 PLC为对象，以S7-200 PLC的应用技术为重点。
全书共分6章，主要内容有PLC基础知识包括PLC的特点、应用以及PLC组成和工作原理；S7-200PLC基本结构及编程软件的使用；PLC的内部资源和常用指令的使用及应用实例；PLC的功能指令及应用；PLC的顺序控制设计方法以及PLC应用系统的设计和实例。
每章后均配有相应的习题供学习时使用。
第1章PLC基础知识
（一）教学提要
1.教学重点
（1）PLC的定义
（2）PLC的特点与分类
（3）PLC基本组成和工作原理
（4）PLC主要性能指标
2.教学难点
（1）PLC的基本组成和工作原理
（2）PLC与其他控制系统的比较
（二）教学要求
1.了解PLC的产生与发展
2.理解PLC的定义
3.了解PLC的特点、应用与分类
4.理解并掌握PLC的基本组成和工作原理
5.了解PLC主要性能指标和产品
6.理解PLC与其他控制系统的区别与联系
（二）课程内容
1.PLC的产生、定义与发展
2.PLC的特点、应用与分类
3.PLC的基本组成和工作原理
4.PLC主要性能指标和产品
5.PLC与继电器控制系统、微型计算机、单片机控制系统的比较
第2章认识S7-200PLC
（一）教学提要
1.教学重点
（1）认识S7-200PLC，并了解各部分的作用
（2）STEP7-Micro/WIN编程软件及仿真软件的基本使用方法
2.教学难点
（1）S7-200PLC技术指标、接线图以及工作方式的设置
（2）STEP7-Micro/WIN编程软件的设置及程序的编写
（3）仿真软件的使用
（二）教学要求
1.了解S7-200PLC的外形结构和技术指标，并了解各部分的作用
2.掌握S7-200PLC的外部接线的方式
3.掌握S7-200PLC工作方式及其设置
4.了解扩展功能模块的使用
5.掌握安装STEP7-Micro/WIN编程软件的方法
6.掌握PLC与计算机通讯的建立和设置
7.初步掌握STEP7-Micro/WIN编程软件的使用方法
8.会用仿真软件对程序进行仿真调试
（二）课程内容
1.S7-200系列PLC概述
主要介绍S7-200CPU外形、技术指标、S7-200CPU226型PLC接线图、S7-200CPU的工作方式，以及扩展功能模块。
2.STEP7-Micro/WIN编程软件简介
主要介绍STEP7-Micro/WIN编程软件的安装、PLC与计算机通讯的建立和设置的方法、以及编程软件的基本使用方法。
3.仿真软件的使用方法
第3章PLC程序设计基础
（一）教学提要
1.教学重点
（1）S7-200PLC的梯形图编程语言及程序结构
（2）S7-200系列PLC内部元件及寻址方式
（3）基本逻辑指令及应用
（4）定时器指令及应用
（5）计数器指令及应用
（6）基本指令的综合应用
2.教学难点
（1）S7-200系列PLC内部元件及寻址方式
（2）基本逻辑指令、定时器指令、计数器指令的应用及应用实例
（二）教学要求
1.理解PLC各种编程语言
2.掌握PLC梯形图编程的规则和程序结构
3.理解S7-200PLC编址和寻址方式，掌握PLC内部常用的元件。
4.掌握基本逻辑指令及应用
5.理解定时器和计数器指令，并掌握其基本应用
6.能够利用基本指令解决简单的控制实例
（二）课程内容
1.S7-200PLC编程语言和程序结构
S7-200PLC可以用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）、结构文本语言（STL）三种编程语言来编写。
其程序结构可分为主程序、子程序和中断程序。
2.S7-200系列PLC内部元件及寻址方式
主要介绍S7-200PLC编址方式、内部元件、以及寻址方式。
.S7-200PLC编址方式有位编址方式、字节编址方式、字编址方式、双字编址方式。
寻址通常采用直接寻址、间接寻址的方式。
S7-200PLC内部元件有输入继电器I、输出继电器Q、通用辅助继电器M、特殊辅助继电器SM（特殊标志位存储器）、变量存储器V、局部变量存储器L、定时器T、计数器C、高速计数器HC、累加器AC、顺序控制继电器、模拟量输入\输出映像寄存器（AI/AQ）。
3.基本逻辑指令及应用
主要介绍梯形图绘制规则和基本逻辑指令。
在设计梯形图时要遵循梯形图的编写规范，合理安排触点的位置，避免双线圈输出。
基本逻辑指令主要有
（1）逻辑取（装载）及线圈驱动指令：
LD/LDN,=
（2）触点串联、并联指令A/AN、O/ON
（3）块操作和堆栈操作指令ALD、OLD、LPS、LRD、LPP
（4）置位复位指令、边沿触发指令
（5）比较指令
4.定时器指令及应用
主要介绍定时器指令基本概念，各种定时器的工作情况，定时器应用举例。
5.计数器指令及应用
主要介绍计数器指令基本概念、各计数器的工作情况、计数器应用举例
6．基本指令综合应用举例
主要介绍闪烁计数控制、仓库货物计数显示、仓库门自动开关控制、抢答器程序、三相异步电动机星-三角起动、自动装箱生产线控制程序等实例。
第4章PLC功能指令及应用
（一）教学提要
1.教学重点
（1）数据传送指令及应用
（2）程序控制指令中的跳转指令
（3）循环移位指令及应用
（4）算术运算、逻辑运算指令
2.教学难点
（1）数据传送指令及应用
（2）跳转指令
（3）循环移位指令及应用
（二）教学要求
1.理解数据传送指令并掌握其基本应用
2.掌握跳转指令及其应用，了解其他程序控制指令及其使用方法
3.理解循环移位指令，并掌握其基本应用方法
4.初步了解子程序的编写及调用
5.了解算术运算、逻辑运算指令及其基本使用方法
6.通过应用实例进一步理解PLC功能指令的应用
（二）课程内容
1数据传送指令及应用
主要介绍单一数据传送指令、字节立即传送指令、数据块传送指令的格式、功能及其使用方法。
2.程序控制指令及应用
主要介绍结束指令、暂停指令、看门狗复位指令、跳转指令、程序循环指令、与ENO指令的格式、功能及其使用方法
3循环移位指令及应用
主要介绍左、右移位指令、循环移位指令、寄存器移位指令的格式、功能及其使用方法。
4.子程序的编写及调用
主要介绍如何建立子程序、子程序的调用和子程序的返回、带参数的子程序调用等内容
5.算术运算、逻辑运算指令
主要介绍算术运算指令、逻辑运算指令的格式、功能及其使用方法。
6.功能指令综合应用
主要介绍两个用功能指令的应用实例
第5章顺序控制的程序设计
（一）教学提要
1.教学重点
（1）顺序控制设计的基本概念、结构、注意问题
（2）顺序控制功能图的实现方法
（3）顺序控制应用举例
2.教学难点
（1）顺序功能图的基本概念
（2）顺序控制功能图的实现方法
（3）顺序控制应用举例
（二）教学要求
1.掌握顺序功能图的基本概念
2.了解顺序功能图的基本结构，理解顺序功能图绘制时应注意的几个问题
3.掌握顺序功能图常用的实现方法
4.通过实例理解用顺序功能图解决实际问题的方法
（二）课程内容
1.顺序控制设计基础
主要对顺序控制设计方法与经验设计法进行比较，介绍顺序功能图的基本概念包括步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令），转换实现的基本规则。
顺序功能图的三种基本结构：
单序列结构、选择序列结构和并行序列结构。
以及绘制功能图应注意的问题。
2.顺序功能图的实现方法
主要介绍三种常用的实现方法即利用顺序控制指令实现顺序功能图、利用起保停程序实现顺序功能图、利用置位复位指令实现顺序功能图。
在时间允许的情况下还可介绍用移位指令实现功能图的方法。
3.顺序功能图的应用
针对上述内容重点介绍运料小车运动控制、某剪板机的控制的顺序控制实现的方法。
第6章PLC应用系统设计与实例
（一）教学提要
1.教学重点
（1）PLC应用系统设计与调试的主要步骤
（2）PLC应用中若干问题
（3）PLC应用举例
2.教学难点
（1）PLC应用中若干问题
（2）PLC应用举例
（二）教学要求
1.了解PLC应用系统设计的原则和主要内容
2.了解PLC应用系统中经常使用的低压电器
3.掌握PLC选型的主要依据，理解PLC干扰及抗干扰措施
4.掌握节省I/O点数的方法
5.了解PLC的安装与维护的方法
6.通过应用实例理解和掌握一般PLC控制系统的设计步骤及方法
（二）课程内容
1.PLC应用系统设计的基本概念
主要介绍PLC应用系统设计的基本原则和主要内容，以及PLC应用系统设计与调试的主要步骤。
2.PLC应用系统常用低压电器
主要介绍PLC控制中常用的开关电器、熔断器、主令电器、接触器、继电器。
3.PLC应用中若干问题
主要介绍PLC控制系统设计时的PLC选型问题、干扰及抗干扰措施、节省I/O点数的方法。
4.PLC的安装与维护
主要介绍PLC的工作环境、PLC的安装、控制系统的接线、PLC的检修与维护以及PLC的故障诊断。
5.PLC应用举例
重点介绍三个应用实例即PLC在液体混合装置控制中的应用、PLC在十字路口交通灯控制中的应用、PLC在机械手中的应用。
三、教学建议
对于如何教好本课程编者建议：
1．在教学内容上，注意把握好“宏观了解、注重应用、开拓视野”的原则，处理好与后续各专门化方向所开课程的关系。
（1）宏观了解。
注重从宏观上了解可编程序控制器产品（设备）的作用、性能、型号、使用与维护方法，对于它们的工作原理的不做详细分析，涉及到过深基础理论知识，宜“浅”不宜“深”，以“了解”层次为主体。
（2）注重应用。
不片面强调系统性，将应用性放在首要位置，通过本课程的学习，为基本技能的掌握建立概念，为实际工作打下基础。
（3）开拓视野。
在学习好传统知识、技能的基础上，把握现代科学技术发展的脉络，在教学过程中，注意适当吸收新知识、新技术成果，使学生对可编程序控制器技术发展方向有一个相对明确的了解。
2．在教学内容的体系结构上，注意根据模块化（专门化）结构特点，本着可行、实用、科学的原则把握教学的先后顺序。
（1）可按教材的顺序展开教学。
（2）也可根据不同地区、不同学校、不同专门化方向的实际需要与可能，对各章节进行修改和完善及补充新的内容，以满足科技发展对学生的知识、能力体系的要求。
（3）结合配套的实验实训指导书和自己学校的实际情况开展教学。
对于如何学好本课程编者认为：
1．读书与操作并重。
本书编写过程中，充分考虑到学生现有的自学能力和已掌握知识内容的深浅，学生在教师指导下自学是完全可能的。
要鼓励学生主动学习，认真阅读教材，弄清道理。
要勤于思考，学会运用知识，理解所学知识在实际操作和维护中的应用。
在操作可编程序控制器产品（设备）过程中学习，在应用中巩固概念，掌握分析问题的方法。
2．建立起工作过程的概念，掌握好基本维护方法。
本课程的学习是为了今后更好的从事可编程序控制器技术工作，但不能代替后续学习中具体内容。
可编程序控制器产品（设备）应用应建立在对基本工作情况的认识和正确维护的基础上，学习维护方法是为了过渡到维修方法的学习。
3．参观与讨论。
通过学习使学生具有参与意识。
经常阅读有关可编程序控制器知识及新成就的书籍和杂志，有目的地参观相关的科技展览、生产企业、维修部门，经常和同学讨论有关可编程序控制器产品和质量问题，养成发现问题、提出问题、讨论问题的习惯。
四、教学时间分配
章节
建议理论课时
建议实践课时
小计
第1章
4
4
8
第2章
4
4
8
第3章
8
8
16
第4章
6
6
12
第5章
6
8
14
第6章
6
6
12
合计
注：
以上课时分配仅供参考，教学中可根据教学的安排再做调整。
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