2021版（第5至第8学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第5至第8学期）

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《PLC原理及应用》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2023-04-07 16:50:56浏览次数:215

《PLC原理及应用》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	专业课程		课程性质	理论	课程属性	必修
课程名称	PLC原理及应用			课程英文名称	PLC Principles and Application
课程编码	F05ZB08D			适用专业	机械设计制造及其自动化
考核方式	考试			先修课程	高等数学1、高等数学2
总学时	40	学分		2.5	理论学时		34
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				实验学时：6
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《PLC原理及应用》课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课程。该课程主要研究PLC的结构原理在逻辑量、模拟量控制方面的应用。课程主要内容是讲授自动控制的基本知识、PLC的基本组成、工作原理、基本指令、步进顺序控制指令、功能指令的特点及工程应用。课程目的旨在培养学生能够使用PLC对工业生产设备进行控制，并具备PLC控制系统硬件设计、软件编程和调试的基本能力，使学生了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别和表达复杂机械工程问题，掌握PLC控制的基本概念、基本原理和主要电器元件的结构特点，自动化控制技术，并通过文献研究分析寻求多种解决方案，以获得有效结论。	3-4:掌握机电、传动、控制类基础和专业知识，能够对机械系统的运行与控制进行分析、性能评价。	3.工程知识
能力目标	目标2：具备解决复杂机械工程问题的能力，能独立分析设计任务和控制要求；具备扎实的自动化控制基础知识、机电控制等实践能力。在设计环节中体现创新意识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。	5-1:能够为给定的机械工程问题设定技术指标，设计或开发符合特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，形成技术方案，并对方案的合理性进行评价。	5．设计/开发解决方案能力
素质目标	目标3：通过实训项目，使学生熟悉整个项目的流程及完成该项目所要具备的基本素质，同时具备人文素养和科学精神。	11-1:具备工程项目实施过程中所需的工程管理与经济决策知识，理解其中涉及到的工程管理与经济决策问题。	11．项目管理

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块	学时	主要教学内容与策略	学习任务安排	支撑课程目标
PLC基础知识	2	重点：常用低压电器，继电器控制系统，PLC的结构与特点。难点：继电器控制系统思政元素：介绍PLC的演变过程，历代科学家的巨大贡献，培养学生科学探索精神。教学方法与策略：课堂主要运用讲授法开展教学，进行适当随堂练习，辅以启发式提问拓宽学生学习思路。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业	目标1
PLC编程基础	4	重点：梯形图的结构与特点、编程软件及仿真软件的运用。难点：指令表的结构与特点。思政元素：介绍PLC的编程语言、编程软件使用方法，科学家对自动化控制领域的巨大贡献，培养学生科学探索精神。教学方法与策略：课堂主要运用讲授法开展教学，进行适当随堂实操训练，激发学生的学习兴趣。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业，电脑实操	目标1 目标2
PLC基本指令	6	重点：计数器；定时器；多重输出电路；梯形图编程规则。难点：自保持与接触；主控触点；编程实例教学方法与策略：采用案例教学，让学生理解基础指令的使用方法，提高学生的学习质量，加深对理论知识的理解。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业	目标2 目标3
步进顺序控制指令及运用	8	重点：状态转移图；编程方法；操作方式。难点：选择性分支与汇合编程；并行分支与汇合编程。教学方法与策略：课堂主要运用讲授法开展教学，进行仿真模拟实操，提高教学质量。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业	目标2 目标3
PLC功能指令	6	重点：算术运算功能指令的使用方法；数据处理功能等指令的使用方法难点：高速处理指令；触点比较指令。教学方法与策略：线下教学，课堂主要运用讲授法开展教学，进行模拟仿真实操，增加学生的理解能力。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业	目标1 目标2 目标3
PLC工程应用	8	重点：PLC 控制系统设计的内容与步骤；PLC 的软件设计。难点：可编程序控制应用举例。思政元素：介绍PLC的工程案例，讲述科技发展对生产力的重要性，培养学生严谨的科学态度。教学方法与策略：课堂主要运用工程案例开展教学，结合理论知识，展开堂讨论。	课前：预习课堂：讲授案例、学生随堂练习课后：习题集相应作业	目标1 目标3

（二）实践教学

实践类型	项目名称	学时	主要教学内容	项目类型	项目要求	支撑课程目标
实验	基本指令编程实验	2	重点：熟悉编程软件界面，了解菜单栏、工具栏、对话框等基本功能；学会选择软元件、画梯形图等基本操作；学会程序仿真运行方法；掌握软件与试验箱的联调。难点：编程软件与PLC的通信。思政元素：要求学生具有认真、严谨、细致的科学态度及团队合作精神。	训练	实验3~5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验录。	目标1 目标2
实验	LED数码显示控制实验	2	重点：了解并掌握辅助继电器及其使用。难点：掌握辅助继电器在控制中的应用及其编程方法。思政元素：要求学生具有认真、严谨、细致的科学态度及团队合作精神。	设计	实验3~5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验录。	目标2 目标3
实验	十字路口交通灯控制实验	2	重点：熟练PLC基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法。难点：使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。思政元素：要求学生编程设计必须有细致、严谨的科学态度。	设计	实验3~5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验录。	目标2 目标3
	备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等。

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、期末成绩等2个部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的30%）：采用百分制。平时成绩分考勤（占10%）、作业（占10%）、实验（10%）三个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.考勤；2.作业；3.实验报告

优秀

（90～100分）

1.考勤无迟到、缺勤。

2.作业书写良好，95％以上的习题解答正确。

3.实验报告书写认真仔细、书面整洁、书写规范、实验数据完整有效。

良好

（80～89分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的10%。

2.作业书写良好，85％以上的习题解答正确。

3.实验报告写工整、书面整洁、实验数据完整有效。

中等

（70～79分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的20%。

2.作业书写较好，75％以上的习题解答正确。

3.实验报告写较工整、书面较整洁、实验数据完整有效。

及格

（60～69分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的30%。

2.作业书写一般，65％以上的习题解答正确。

3.实验报告写一般、书面整洁度一般、实验数据完整。

不及格

（60以下）

1.迟到、缺勤占考勤记录的40%。

2.作业字迹潦草，书写零乱；超过45％的习题解答不正确。

3.实验报告书写潦草、数据记录缺失、无效或者不提交实验报告。

2.期末考试（占总成绩的70%）：采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	主要题型	支撑目标	分值
PLC基础知识	常用低压电器，继电器控制系统，PLC的结构与特点。	选择、填空、简答	目标1	8
PLC编程基础	PLC编程语言的结构与特点、编程软件使用方法。	选择、填空、简答	目标1 目标2	14
PLC基本指令	逻辑取及输出线圈；触点串联；触点并联；串联块的并联；多重输出电路；计数器；定时器；脉冲输出；逻辑运算结果取反；梯形图编程规则。	选择、填空、简答、设计	目标2 目标3	24
步进顺序控制指令及运用	状态转移图的基本概念；步进顺序控制指令；状态转移图的编程方法；操作方式；顺序控制指令的运用。	选择、填空、简答、设计	目标2 目标3	20
PLC功能指令	功能指令通则；程序流程指令；传送与比较指令；四则逻辑运算指令；循环移位指令；数据处理指令；高速处理指令；方便指令。	选择、填空、设计	目标1 目标2 目标3	14
PLC工程应用	PLC控制系统设计的内容与步骤；PLC 的硬件设计；PLC的软件设计。	设计	目标1 目标3	20

六、教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：中级职称及以上学历（位）：本科及以上其他：
2	授课地点	☑教室 ☑实验室 □室外场地 □其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：通过企业微信群与学生沟通线下地点及时间安排：根据需要，在安排课后解答：

七、选用教材

[1] 孙春虎，张福建，杨胜林. PLC应用技术[M]. 西安:西北工业大学出版社，2021年1月.

[2] 秦春斌，张继伟. PLC基础及应用教程(三菱FX2N系列) [M]. 北京: 机械工业出版社，2019年3月.

八、参考资料

[1] 郑凤翼.三菱FX2N系列PLC应用100例（第2版）[M].北京:电子工业出版社，2017年9月.

[2] 王阿根.电气可编程控制原理与应用（第三版）[M].北京:清华大学出版社，2018年5月.

[3] 孙春虎，张福建，杨胜林. PLC应用技术[M].西安:西北工业大学出版社，2021年1月.

网络资料

无

执笔人：张锦荣

参与人：李晓彦

系（教研室）主任：张锦荣

学院（部）审核人：连元宏