PLC原理与实验

教学目标

    《可编程控制器实验》的目的是在掌握工业电气控制技术的基础上,培养学生利用可编程逻辑控制技术进行操作和设计的能力。通过该课程的学习,要求学生熟悉可编程控制器的组成和工作原理、编程设计规则和实际应用方法。课程要求在了解可编程控制器的控制原理知识的基础上,掌握梯形图、逻辑式、语句表等编程方法,学会不同形式程序之间的相互转换,掌握分支、跳步、位移、译码、编码等基本类型指令的运用,学习使用PLC编程器进行编程和调试,学习设计较复杂的综合性控制电路。

    本课程从应用角度出发,通过实验使学生掌握PLC的硬件结构、基本原理、指令系统和编程方法,学习分析PLC控制系统和应用设计的能力。了解机械电气控制系统从设计、编程到调试的整个过程,进一步提高学生理论知识的实际应用能力和独立思考能力,培养认真的工作态度和主动探索的研究精神,为今后工作中解决实际机电控制问题奠定基础。

    通过实验课程,培养学生良好的实验操作习惯。要求学生在实验过程中按照实验室规定进行实验的准备、操作和整理,保持实验台的洁净和整齐,正确使用实验仪器。在实验仪器和元器件出现损坏时及时报告,保证其他学生和后续实验的正常进行。熟悉实验室的防火安全知识和实验中的自我安全防护手段。 

课程在学生培养中的地位和作用

    《可编程控制器实验》是电子信息类学科的一门专业实验课程。可编程控制器作为传统继电接触控制装置的替代产品广泛应用于工业控制的各个领域。它可以通过软件改变控制过程,它具有组装灵活、编程简单、可靠性高等特点,非常适合于工业控制领域。

    PLC教学内容的实践性较强,不同于主要是验证理论的实验教学传统模式,学生可以根据教学内容,利用PLC实验设备,自由发挥自己的想象力和创造力。根据实验的控制要求,学生自主编写程序,完成调试,能够更透彻的理解可编程控制器的组成原理和编程规则,极大地调动学生的学习积极性。 

主要教学手段和方法

    本实验课程的目的是在熟悉可编程控制器的组成和工作原理、编程设计规则的基础上,学习不同编程方法和常用指令的应用,学习PLC编程器的编程和调试方法,学习较复杂的综合性控制电路的设计方法。

    本课程的教学环节包括理论知识讲授、实例分析、实验操作、自主设计等。通过以上教学步骤和方法,要求学生掌握可编程控制器的控制原理和基本理论,并通过实验练习,在掌握一定的电气控制操作技能的基础上,能很好的应用所学理论,达到能够自主设计、独立操作安装调试的目的,以适应实际工作奠定良好的基础。

    为了达到本课程的教学目标,主要通过在实验中加入更多的综合性、设计性内容,鼓励学生自行设计符合实验内容要求的控制要求,并在实验中设计调试程序来实现控制功能,培养学生自主的科学研究精神,加强分析和解决实际问题的能力。

    要求学生在课前做好实验内容的预习,了解实验中的难点和可能出现的问题,以及解决这些问题的方法;在实验结果中出现错误时,尽可能独立分析原因,或者与授课教师讨论,在课上及时解决问题;课后认真撰写实验报告,以及实验中出现的问题和分析解决方法。 

考核方式

    实验课成绩为百分制,实验成绩主要按照每次实验的课上完成情况、实验报告撰写是否规范、是否能自主设计实验控制要求等方面来评定。

    平时成绩占总成绩的20%,主要依据学生的出勤、实验预习情况,课上实验态度及操作正确熟练的程度等进行评定。

    各次的实验成绩占总成绩的80%(每次实验占10%),主要依据学生在实验中是否能够按照控制要求完成实验项目,是否能在实验报告中正确记录编写程序和实验结果。鼓励学生依据实验项目内容设计新的控制要求,并编程实现。此外,实验成绩还要依据实验中独立完成的情况、程序编写规范情况等方面进行评定。 

课程学习要求和建议

    《可编程控制器实验》课程要求学生具备一定的预备知识,包括电路基础课程中电路分析的知识,模拟电子技术课程中分析各种基本电路的知识,数字电子技术课程中逻辑运算、寄存器、锁存器等知识。

    可编程控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。在可编程控制器应用课程的教学中,采用教、学、做相结合的教学模式,运用实际演示与动手实践相结合的教学方法,边讲授、边演示、边操作,重点讲清可编程控制器的基本概念、工作原理和基本分析方法。为使学生尽快掌握PLC应用系统的设计技能,内容应由浅入深,从基本原理过渡到PLC应用系统设计,从指令学习、简单编程过渡到PLC应用程序开发,使学生能够逐渐将设计和软件开发结合在一起,具备设计一个可用于实际的PLC应用系统的能力。学生应该在课前认真预习实验内容,分析理解实验电路的工作原理和输出结果。估计实验中可能出现的问题和导致这些问题的原因。

    实验课程主要是通过动手实践来加深对理论知识的理解,因此要求学生尽可能独立完成实验内容,独立分析和解决实验中遇到的问题。鼓励学生自主设计简单的实验内容,验证理论知识和实验中所遇到问题的解决方案。

    实验课程中的内容也能够为学生今后参加各种科研项目培养基本的实践操作素养。因此,课程也要求学生在课后的各种实践活动中运用课程中学到的实验操作技能和方法,为今后从事科研项目奠定良好的基础。

    通过本实验课培养学生良好的实验操作习惯。熟悉实验室的防火安全知识和实验中的自我安全防护手段。要求学生在实验过程中按照实验室规定进行实验的准备、操作和整理,保持实验台的洁净和整齐,正确使用实验仪器,保证其他学生和后续实验的正常进行。


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