課程標準（數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試）

1、數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試課程標準目 錄課程總體教學(xué)方案課程教學(xué)單元方案課程教案單元一 數(shù)控機床PLC認知單元二 PLC硬件與連接單元三 編程軟件的使用單元四 指令應(yīng)用單元五 順序程序設(shè)計單元六 子程序和中斷服務(wù)程序的應(yīng)用單元七 數(shù)控機床PLC程序編制與調(diào)試單元八 數(shù)控機床PLC故障分析與處理數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試課程總體教學(xué)方案審定時間： 課程名稱：數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試建議學(xué)時：120本課程與前、后續(xù)和并行課程緊密關(guān)聯(lián)方面的簡單描述數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試開設(shè)前，學(xué)生通過電工電子應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試、數(shù)控機床電氣傳動等課程的學(xué)習(xí)獲得對數(shù)控機床的電氣控制要求的知識基礎(chǔ)與

2、基本工作技能，然后進入本課程的學(xué)習(xí)。本課程主要學(xué)習(xí)數(shù)控機床中PLC的應(yīng)用能力，通過數(shù)控機床各順序控制功能程序的設(shè)計與實現(xiàn)，全面了解和掌握PLC技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用與調(diào)試技能。為后續(xù)數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試、數(shù)控機床故障診斷與維修、開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)控設(shè)備改造等課程提供一個扎實的PLC技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標1）能根據(jù)數(shù)控機床的工藝要求進行PLC及擴展模塊的選型，并進行PLC外圍的I/O連接。2）能利用PLC廠商提供的技術(shù)手冊，進行硬件連接、參數(shù)設(shè)置和硬件組態(tài)。3）能熟練使用PLC的指令系統(tǒng)，能應(yīng)用STEP 7等編程軟件進行通用PLC程序的編制。4）能根據(jù)數(shù)控機床的順序控制功能要求和I/O信號定義

3、，進行PLC控制程序的編制。5）能根據(jù)數(shù)控機床的特性化要求，對數(shù)控廠商提供的標準功能程序庫進行修改與調(diào)試。6）能根據(jù)報警信號，通過PLC編程軟件進行程序的監(jiān)控和排故。教學(xué)內(nèi)容以數(shù)控機床中應(yīng)用廣泛的典型PLCSIEMENS S7-200/300和FANUC PMC為載體，根據(jù)數(shù)控機床中順序控制功能工藝要求，主要從PLC的工作原理、結(jié)構(gòu)特點；PLC的硬件結(jié)構(gòu)與連接；PLC的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)與指令系統(tǒng)；PLC順序控制程序編制方法等方面展開教學(xué)。最后結(jié)合數(shù)控機床各順序控制功能的工藝要求，進行PLC程序設(shè)計與調(diào)試的案例實踐，并利用編程軟件的監(jiān)控與調(diào)試功能進行報警排故。教學(xué)方法建議：宏觀引導(dǎo)文教學(xué)法。微觀多媒

4、體演示、案例示范法、小組協(xié)作學(xué)習(xí)法。主要教學(xué)資源：1、 安裝有S7-200/300 PLC和PMC編程軟件的計算機50臺。2、 S7-200 PLC 實驗箱50套。3、 S7-300 PLC 實訓(xùn)控制柜25套。4、 西門子802/810/840數(shù)控系統(tǒng)10套。5、 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)25套。教師能力要求：1、 熟悉SIEMENS S7-200/300和FANUC PMC的選型，順序控制系統(tǒng)的設(shè)計、編程、調(diào)試、排故。2、 熟悉數(shù)控機床中的各順序控制功能工藝要求，并能通過PLC進行控制。3、 具有按引導(dǎo)文教學(xué)法、多媒體演示、案例示范法、小組協(xié)作學(xué)習(xí)法等組織教學(xué)，并指導(dǎo)學(xué)生實踐的能力。考核方式

5、每一個單元的考核為：學(xué)習(xí)成果（60%）+工作態(tài)度（20%）+工作規(guī)范（10%）+團隊合作（10%）；評價主體：教師評價（40%）+小組互評（50%）+學(xué)生自評（10%）（每次小組互評時，90以上限10%以內(nèi)）；課程成績：（å每一單元考核成績´單元學(xué)時數(shù)）/課程總學(xué)時。數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試課程教學(xué)單元方案審定時間： 課程建議學(xué)時：120項目序號與名稱學(xué)習(xí)目標教學(xué)載體教學(xué)內(nèi)容建議學(xué)時單元一數(shù)控機床PLC認知掌握PLC的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和特點；清楚數(shù)控機床PLC與普通PLC的異同點；掌握SIEMENS S7 PLC及其他常見數(shù)控機床用PLC等的配置方式、工作特點；了解PLC

6、在數(shù)控機床中的應(yīng)用。計算機編程軟件S7-200實驗箱S7-300實訓(xùn)控制柜802/840、FAUNC數(shù)控系統(tǒng)實訓(xùn)設(shè)備PLC的發(fā)展簡史、流派、發(fā)展趨勢、主要優(yōu)點和應(yīng)用、基本構(gòu)成、技術(shù)規(guī)格和分類；PLC控制和繼電器控制的區(qū)別；PLC的工作原理。SIEMENS/FANUC數(shù)控機床用PLC的特點與應(yīng)用。4單元二PLC硬件與連接掌握PLC的硬件結(jié)構(gòu)；清楚PLC的模塊參數(shù)特征；掌握I/O的地址分配與外部接線；掌握PLC的硬件組態(tài)方法。PLC的基本功能、型號、種類、規(guī)格；PLC的模塊參數(shù)特征；PLC輸入/輸出電路的連接與地址分配；PLC的硬件組態(tài)。12單元三編程軟件的使用掌握編程軟件的安裝方法；掌握編程軟件

7、的基本使用；掌握新建工程的方法；了解各種工具、向?qū)У氖褂煤驮O(shè)置。編程軟件的安裝與基本使用，及向?qū)У氖褂茫?單元四指令應(yīng)用了解編程方式、標志、指令的微分形式；理解數(shù)制、位、字節(jié)、字、雙字的關(guān)系；熟練掌握基本指令的功能和使用；掌握應(yīng)用指令的功能和使用。PLC的存儲和尋址系統(tǒng)；PLC位邏輯、定時/計數(shù)、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、邏輯運算、控制轉(zhuǎn)移等指令。32單元五順序程序設(shè)計了解PLC軟件設(shè)計的基本要求、基本原則和一般步驟；理解順序控制的基本概念、順序功能圖的組成；掌握順序控制的基本結(jié)構(gòu)和編程方法，掌握信號處理及程序設(shè)計方法；熟練掌握順序控制的設(shè)計方法和步驟。PLC軟件設(shè)計概述，順序控制基本功能

8、模塊及編程，順序控制的程序設(shè)計實例，信號處理及程序設(shè)計。6單元六子程序和中斷服務(wù)程序的應(yīng)用了解PLC的程序結(jié)構(gòu)；掌握子程序（或FB/FC）的定義和調(diào)用；清楚中斷服務(wù)程序的工作原理；掌握中斷服務(wù)程序的定義和調(diào)用。PLC的程序結(jié)構(gòu)；子程序和中斷服務(wù)子程序的定義和調(diào)用；利用向?qū)?chuàng)建特殊功能子程序及調(diào)用；FB/FC的定義和調(diào)用；特殊功能組織塊的定義和使用；子程序和中斷服務(wù)子程序的定義和調(diào)用。18單元七數(shù)控機床PLC程序編制與調(diào)試清楚數(shù)控機床中PLC的信號來源；清楚802/810/840等數(shù)控機床中PLC特定輸入輸出信號的定義（I/O信號，NC信號）；清楚數(shù)控機床PLC控制各功能程序的工藝要求；掌握主要

9、功能程序的實現(xiàn)；數(shù)控機床中PLC的信號；數(shù)控機床中PLC特定輸入輸出信號的定義；主軸換擋、冷卻液、潤滑、刀架、刀架方向、鎖緊/放松等數(shù)控機床典型PLC控制功能程序的工藝要求；數(shù)控機床典型順序控制功能的程序設(shè)計；數(shù)控廠家提供子程序庫的調(diào)用和修改。38單元八數(shù)控機床PLC故障分析與處理了解PLC中報警的機理與報警信號的定義；掌握PLC編程軟件的程序監(jiān)控方法；基本掌握PLC狀態(tài)信息診斷法；基本掌握PLC梯形圖跟蹤法。報警的機理，報警信號的定義；PLC編程軟件監(jiān)控和調(diào)試程序；PLC在線監(jiān)控跟蹤程序運行。6數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試課程教案單元一 數(shù)控機床PLC認知本單元教學(xué)內(nèi)容重點是常規(guī)PLC的基本概念

10、與基本結(jié)構(gòu)、特點與應(yīng)用領(lǐng)域等； PLC的工作原理，及與傳統(tǒng)繼電器控制的區(qū)別；數(shù)控機床用PLC的特點、應(yīng)用配置方式與功能。其中的難點是PLC的掃描式工作原理，及數(shù)控機床用PLC的應(yīng)用配置方式。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹PLC的基本概念、基本結(jié)構(gòu)、特點與應(yīng)用領(lǐng)域、工作原理；3、 提出引導(dǎo)性問題，數(shù)控機床中PLC如何工作，與普通PLC有何異同？11瀏覽PLC外觀圖片包括西門子S7系列、三菱、歐姆龍、AB等其他PLC；2觀看西門子S7-200 PLC介紹視頻；計劃與決策4、 學(xué)生圍繞引

11、導(dǎo)性問題，通過查閱選型手冊、參考資料，上網(wǎng)查詢等手段，獲取信息；5、 學(xué)生與教師交流，明確數(shù)控機床中PLC的作用，地位，工作原理，配置方式等。13查閱西門子S7系列PLC各樣本手冊。4.上網(wǎng)查詢其他PLC的樣本手冊。實施6、 學(xué)生圍繞數(shù)控機床中PLC如何工作，及與普通PLC的異同，形成報告。1*檢查與評估7、 學(xué)生上臺演示自身的報告；8、 同學(xué)進行互評；9、 教師進行點評。15.結(jié)合PPT學(xué)習(xí)。注：參考時間帶*，表示時間僅為課堂時間，尚需課余時間補充，下同。單元二 PLC硬件與連接本單元教學(xué)內(nèi)容重點是PLC的硬件結(jié)構(gòu)；清楚PLC的模塊參數(shù)特征；掌握I/O的地址分配與外部接線；掌握PLC的硬件組

12、態(tài)方法。其中的難點是I/O地址分配與外部接線，以及在中大型PLC中的硬件組態(tài)。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 提出引導(dǎo)性問題，數(shù)控機床中PLC的I/O如何連接？3、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹PLC的硬件結(jié)構(gòu)；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC的基本功能、型號、種類、規(guī)格；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC的模塊參數(shù)特征；S7-200、300、FANUC PMC等系列PLC輸入/輸出電路的連接與地址分配；S7-300系列PLC的硬件組態(tài)。21瀏覽PLC擴展模塊外觀等圖片；2

13、.觀看錄像：S7-200 PLC硬件連接。計劃與決策4、 學(xué)生圍繞引導(dǎo)性問題，通過查閱參考資料，上網(wǎng)查詢等手段，獲取信息；5、 學(xué)生與教師交流，明確PLC的I/O連接的注意事項等。2實施6、 統(tǒng)計I/O點數(shù)；7、 明確I/O的特點：功能，電壓等級，負載性質(zhì)；8、 根據(jù)I/O需求與PLC模塊參數(shù)特征，確定CPU、擴展模塊型號與數(shù)量；9、 選取合適電源；10、 選取導(dǎo)線；11、 繪制電氣控制原理圖與接線圖。6*3.查閱S7-200/300選型手冊。4. 結(jié)合PPT2學(xué)習(xí)。檢查與評估12、 學(xué)生展示自身的圖紙，并說明；13、 同學(xué)進行互評；14、 教師進行點評。2單元三 編程軟件的使用本單元教學(xué)內(nèi)容

14、重點是PLC編程軟件的安裝方法；PLC編程軟件的基本使用；PLC新建工程的方法；編程軟件的設(shè)置及其中各種工具、向?qū)У氖褂谩Ｆ渲械碾y點是編程軟件的安裝與設(shè)置，及新建工程的步驟。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 提出引導(dǎo)性問題，如何安裝與設(shè)置一個PLC編程軟件，并利用其新建一個工程？3、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹編程軟件的安裝環(huán)境要求，兼容性問題，注意事項等。11. 觀看屏幕錄像：軟件安裝和設(shè)置中文界面；2. 觀看屏幕錄像：編程軟件介紹；計劃與決策4、 學(xué)生圍繞引導(dǎo)性問題，通過查閱參考資料，上網(wǎng)查詢等手段，獲取信

15、息；5、 學(xué)生與教師交流編程軟件安裝的注意事項，安裝環(huán)境的檢測等問題；0.53.觀看屏幕錄像：編譯和下載，運行和調(diào)試；4觀看屏幕錄像：輸入和編輯程序；5.觀看屏幕錄像：通訊口設(shè)置。實施6、 檢查計算機的硬件環(huán)境；7、 檢查計算機操作系統(tǒng)等軟件環(huán)境；8、 安裝編程軟件；9、 設(shè)置編程軟件；10、 新建工程；2*6.使用虛擬動畫進行練習(xí)軟件的基本使用：S7-200程序的編寫等動畫庫。檢查與評估11、 教師進行點評安裝、新建工程等過程中出現(xiàn)的問題與注意事項。0.57結(jié)合PPT3學(xué)習(xí)；8.查閱編程手冊。單元四 指令應(yīng)用本單元教學(xué)內(nèi)容重點是PLC的存儲和尋址系統(tǒng)概念；基本指令的功能和使用；應(yīng)用指令的功能

16、和使用。其中的難點是存儲概念中數(shù)制、位、字節(jié)、字、雙字的關(guān)系，各類指令使用。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 教師分階段給出不同的程序功能工藝要求；3、 提出引導(dǎo)性問題，如何根據(jù)工藝要求，選擇合適的指令進行編程？4、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹PLC的存儲和尋址系統(tǒng)概念，指令功能與使用等。81. 觀看屏幕錄像：地址分配、存儲器的存取類型、存儲器的存取方式等PLC存儲和尋址系統(tǒng)相關(guān)視頻；2. 觀看屏幕錄像：標準位邏輯指令、定時器、計數(shù)器等基本指令相關(guān)視頻；3. 觀看屏幕錄像：比較、計算、移位、轉(zhuǎn)換等指令相關(guān)視頻；

17、計劃與決策5、 閱讀工藝要求；6、 根據(jù)工藝要求確定所需指令，自學(xué)相應(yīng)指令；4實施7、 分析工藝要求，制作程序流程圖；8、 根據(jù)流程圖，編寫相應(yīng)PLC程序；9、 利用仿真軟件，進行仿真調(diào)試，并修改程序；10、 下載程序至PLC，進行模擬調(diào)試，并修改程序；11、 與對象連接，進行實際調(diào)試，并完善程序；12、 撰寫程序報告。16*4. 使用動畫練習(xí)：內(nèi)外觸點配合工作原理；5. 使用基本指令相關(guān)動畫練習(xí)：標準位邏輯指令、定時器、計數(shù)器等；6. 使用應(yīng)用指令相關(guān)動畫練習(xí)：比較、計算、移位、轉(zhuǎn)換等；7. 使用宇龍?zhí)摂M動畫：異步電機控制、水位控制、音樂噴泉等。檢查與評估13、 學(xué)生演示程序功能，并說明問題

18、和解決手段；14、 教師點評。48. 結(jié)合PPT4學(xué)習(xí)；9. 查閱編程手冊；10. 學(xué)習(xí)PLC工程案例。單元五 順序程序設(shè)計本單元教學(xué)內(nèi)容重點是PLC軟件設(shè)計的基本要求、基本原則和一般步驟；順序控制的基本概念、順序功能圖的組成；順序控制的基本結(jié)構(gòu)和編程方法，掌握信號處理及程序設(shè)計方法；順序控制的設(shè)計方法和步驟。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法，案例教學(xué)法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 教師給出往返小車的程序功能工藝要求；3、 教師給出交通燈的程序功能工藝要求；4、 提出引導(dǎo)性問題，如何根據(jù)工藝要求，利用順序控制編程法進行有效編程？5、

19、圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹PLC軟件設(shè)計的基本要求、基本原則和一般步驟；順序控制的基本概念、順序功能圖的組成; 順序控制的基本結(jié)構(gòu)和編程方法，掌握信號處理及程序設(shè)計方法；順序控制的設(shè)計方法和步驟等。81.使用宇龍?zhí)摂M動畫實現(xiàn)啟保停的順序控制程序：機械手控制、四段傳送帶控制；2. 使用宇龍?zhí)摂M動畫實現(xiàn)條件轉(zhuǎn)換的順序控制程序：往返小車控制、小車運料控制；計劃與決策6、 閱讀工藝要求；7、 根據(jù)工藝要求確定編程思路；4實施8、 分析工藝要求，制作順序控制功能圖；9、 根據(jù)順序控制功能圖，編寫相應(yīng)PLC程序；10、 利用仿真軟件，進行仿真調(diào)試，并修改程序；11、 下載程序至PLC，進行模擬調(diào)試，并修改程序

20、；12、 與對象連接，進行實際調(diào)試，并完善程序；13、 撰寫程序報告。16*檢查與評估14、 學(xué)生演示程序功能，著重于闡明編程思路與方法，并說明問題和解決手段；15、 教師點評。43.結(jié)合PPT5學(xué)習(xí)；4.結(jié)合各順控案例PPT學(xué)習(xí)。 單元六 子程序和中斷服務(wù)程序的應(yīng)用本單元教學(xué)內(nèi)容重點是PLC的程序結(jié)構(gòu)；子程序（或FB/FC）的定義和調(diào)用；中斷服務(wù)程序的工作原理；中斷服務(wù)程序的定義和調(diào)用。其中的難點在于局部變量與全局變量的差別，PLC的程序結(jié)構(gòu)，中斷程序的執(zhí)行機理，S7-300中FB與FC的差別等。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法，案例教學(xué)法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊

21、1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 教師給出一常用PLC程序功能的工藝要求；3、 提出引導(dǎo)性問題，如何根據(jù)上述工藝要求，編寫一個可重復(fù)調(diào)用的子程序（或FB/FC）？4、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹PLC的程序結(jié)構(gòu)；子程序（或FB/FC）的定義和調(diào)用；中斷服務(wù)程序的工作原理；中斷服務(wù)程序的定義和調(diào)用等知識。61. 觀看屏幕錄像：局部變量的使用；2. 觀看屏幕錄像：帶參子程序；計劃與決策5、 閱讀工藝要求；6、 根據(jù)工藝要求確定編程思路；2實施7、 分析工藝要求，制作程序流程圖；8、 根據(jù)程序流程圖，編寫相應(yīng)PLC子程序，并在主程序中去調(diào)用子程序；9、 下載程序至PLC，進行模擬調(diào)試，并修改程序；1

22、0、 與對象連接，進行實際調(diào)試，并完善程序；11、 撰寫程序報告。6*3.使用動畫進行練習(xí)：無參子程序、有參子程序；檢查與評估12、 學(xué)生演示程序功能，著重于闡明子程序的編制與調(diào)用，并說明問題和解決手段；13、 教師點評。24.結(jié)合PPT6學(xué)習(xí)。單元七 數(shù)控機床PLC程序編制與調(diào)試本單元教學(xué)內(nèi)容重點是數(shù)控機床中PLC的信號來源；802/810/840/0i等數(shù)控機床中PLC特定輸入輸出信號的定義（I/O信號，NC信號）；數(shù)控機床PLC控制各功能程序的工藝要求；數(shù)控機床各順序控制功能的PLC實現(xiàn)。其中的難點是數(shù)控機床各順序控制功能的PLC實現(xiàn)。本單元推薦主要方法為引導(dǎo)文教學(xué)法，多媒體演示法，案例

23、教學(xué)法。實施內(nèi)容參考時間教學(xué)資源使用說明資訊1、 教師給出本單元的學(xué)習(xí)目標；2、 提出引導(dǎo)性問題，如何根據(jù)數(shù)控機床順序控制功能工藝要求，編寫可重復(fù)調(diào)用的子程序（或FB/FC）？3、 圍繞學(xué)習(xí)目標，教師介紹數(shù)控機床中PLC的信號來源；802/810/840等數(shù)控機床中PLC特定輸入輸出信號的定義（I/O信號，NC信號）；數(shù)控機床PLC控制各功能程序的工藝要求等知識。61. 查看圖片庫；2. 瀏覽課件庫：802/810/840等數(shù)控系統(tǒng)I/O定義等文本；3. 觀看視頻：802s、802d系列數(shù)控機床相關(guān)信號、動作、子程序監(jiān)控等。計劃與決策4、 閱讀數(shù)控機床控制功能工藝要求；5、 閱讀802/810/840等數(shù)控機床中PLC特定輸入輸出信號的定義（I/O信號，NC信號）；6、 根據(jù)工藝要求確定編程思路；4實施7、 分析工藝要求，制作程序流程圖；8、 根據(jù)程序流程圖，編寫相應(yīng)PLC子程序，并在主程序中去調(diào)用子程序；9、 下載程序至PLC，進行模擬調(diào)試，并修改程序；10、 與對象連接，進行實際調(diào)試，并完善程序；11、 撰寫程序報告。22*4. 使用動畫進行練習(xí)：西門子802S刀架控制、西門子802s主軸控制等；5. 瀏覽