2020年天津3423可编程控制器原理与应用自考考试大纲

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本大纲对应教材版本：《可编程控制器原理与应用》，耿文学主编，机械工业出版社出版，2000年版

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：可编程控制器原理与应用

课程代码：3423、4225

第一部分课程性质与目标

－、课程的性质与特点

可编程序控制器(PLC)是现代工业企业、交通、国防等各行各业电气化与自动化的重要装置，在各行业的技术应用方面具有广阔的应用前景。本课程是机电一体化工程专业的一门专业课。目的就是要考生掌握可编程序控制器的工作原理和基本功能，能熟练地设计控制系统的梯形图，掌握编程的方法和步骤，并能熟练地上机调试。

二、课程目标与基本要求

1、了解可编程序控制器的结构和工作原理。这是课程的基础，对清楚地理解可编程序控制器的工作过程有重要的意义。

2、了解可编程序控制器的系统配置。可编程序控制器提供了众多的输入输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器、定时和计数器、特殊继电器等，这些继电器是编程的基础、操作的对象，要熟悉它们的作用、功能和地址编号。

3、详细了解每条指令的功能。利用指令进行典型实例的编程。通过大量的习题以及上机操作，深入理解和掌握指令系统。这部分是整个课程的重点。

4、利用已掌握的可编程序控制器知识，综合利用，达到能完成小型机电一体化自动控制系统的设计、上机操作和初步的故障处理。

5、了解可编程序控制器的发展，了解系统的通信和联网，为进一步自学打下基础。

本课程是一门应用性、实践性很强的课程，实验教学环节占有相当的比例

三、与本专业其他课程的关系

学习本课程的考生必须先掌握电工原理、电子技术基础、电机及电器控制的基础。

第二部分考核内容与考核目标

第一章可编程序控制器概论

一、学习目的与要求

1、了解可编程序控制器的定义、发展历史和趋势。

2、能掌握可编程序控制器与继电器控制系统、微机控制系统的区别。

二、考核知识点与考核目标

（一）可编程序控制器的定义（一般）

识记：可编程序控制器的定义

（二）可编程序控制器的概况（一般）

识记：可编程序控制器的概况

（三）可编程序控制器与继电器控制系统的比较（一般）

识记：继电器控制与可编程序控制的区别

（四）微处理机对可编程序控制器的影响与比较（一般）

识记：微机控制与可编程序控制的区别

（五）可编程序控制器的发展动向（一般）

识记：可编程序控制器的发展历史与趋势

第二章可编程序控制器的结构、原理

一、学习目的与要求

通过本章的学习，了解可编程序控制器的结构、原理，各主要部件的功能，它们之间的关系。输入、输出元器件或装置的种类与可编程序控制器的连接方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）PLC的典型结构组成（一般）

识记：PLC的典型结构组成

（二）中央处理器(CPU)（次重点）

理解：中央处理器(CPU)主要完成的功能

（三）存储器（次重点）

识记：存储器的结构、工作过程

理解：PLC中使用的存储器

（四）现场输入接口电路（重点）

识记：光耦合电路、微机的输入接口电路。

应用：现场输入接口电路的接线

（五）现场输出接口电路（重点）

识记：输出接口电路、功率放大电路。

应用：现场输出接口电路的接线

（六）键盘与显示器的结构（重点）

理解：键盘与显示器的结构

应用：编程器键盘操作

第三章常用可编程序控制器

一、学习目的与要求

了解常用的可编程序控制器，重点掌握立石公司C系列P型机、CPM1A、C200HE、C200HG、C200HX机型的原理与应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）PLC的性能、选件和配置、通道和继电器、专用继电器、工作原理和组成。基本系统的构成（次重点）

识记：C系列P型机、CPM1A、C200HE、C200HG、C200HX机型的性能

应用：通道和继电器、专用继电器、基本系统的构成

（二）PLC的指令系统（重点）

应用：综合运用PLC的指令系统

第四章可编程序控制器的使用

一、学习目的与要求

熟练掌握日本立石公司C系列P型机的梯形图语言及编程方法，并能熟练地上机操作和调试。

由于本章是全课程的重点，故要求社会助学的教师结合考试大纲、教材、辅导材料对C系列P型机的指令掌握和编程方法作重点的辅导，力争上机实习操作。考生也要结合有关资料多读多练。

二、考核知识点与考核目标

（一）程序设计语言（一般）

识记：程序设计语言

（二）编程的步骤（次重点）

理解：编程的步骤

（三）利用梯形图的编程方法（重点）

应用：利用梯形图的编程方法

（四）键盘的使用（重点）

应用：键盘的使用

（五）编程举例（重点）

应用：编程的实例

（六）检查程序、删除或插入指令（重点）

应用：检查程序、删除或插入指令

（七）快速检索与处理程序。（重点）

应用：)快速检索与处理程序

（八）可编程序控制器可能出现的故障。（次重点）

理解：可编程序控制器可能出现的故障

（九）状态检查与变更（重点）

应用：状态检查与变更

（十）输入／输出监视。（重点）

应用：输入／输出监视

（十一）程序装入和检查的具体步骤（重点）

应用：程序装入和检查的具体步骤

（十二）利用计算机的编程（重点）

应用：利用计算机的编程

第五章可编程序控制器的应用举例

一、学习目的与要求

通过书上的实例，掌握用可编程序控制器进行自动控制系统设计的方法，这到能够独立设计简单控制系统的能力。这章内容综合性比较强，要求社会助学老师、考生要多看有关书籍，多作练习。

二、考核知识点与考核目标

（一）在除尘机械上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（二）在机床上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（三）在电镀生产线上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（四）在水泥生产中的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（五）在斗轮式堆取料机上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（六）在胶鞋硫化过程自控中的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（七）在照明控制上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（八）采暖、制冷与空调上的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（九）在给水、排水和水处理工程中的应用（一般）

识记：实例中的工艺过程和可编程序控制器在过程控制中的应用

（十）在产品检查和分选上的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：移位寄存器的设计

（十一）在自动开关门中的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：微分指令、电动机正反转的控制电路

（十二）在自动注油上的应用（重点

理解：实例中的工艺过程。

应用：I／O点的分配。延时指令

（十三）在传送带电机控制中的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：I／O点的分配、用传感器控制电动机的电路、延时指令

（十四）在汽车清洗中的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程。

应用：I／O点的分配、电动机和阀门的控制电路。

（十五）在检查瓶签中的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：I／O点的分配、移位寄存器、计数器的指令、电动机控制与延时电路的配合

（十六）在电梯自动控制中的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程。

应用：I／O点的分配、电梯电路的设计、编程表

（十七）在工业机械手步进控制上的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程。

应用：I／O点的分配、电路的设计

（十八）在桥式起重机方向自动控制上的应用（重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：I／O点的分配、梯形图的设计、编程表、多个行程开关的控制

|（十九）在定位及减速控制中的应用（次重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：I／O点的分配、比较指令、保持指令、计数指令

（二十）在自动售货机上的应用（次重点）

理解：实例中的工艺过程

应用：I／0点的分配、梯形图的设计、编程表

第六章系统联网

一、学习目的与要求

通过本章的学习，对可编程序控制器的系统联网有一个基本的了解，记住联网的类型、结构、通信协议和基本命令。

二、考核知识点与考核目标

（一）上位链接系统（一般）

识记：上位链接系统

（二）下位链接系统（一般）

识记：下位链接系统

（三）光传送I／0链接单元的使用（一般）

识记：光传送I／0链接单元的使用

（四）可编程序控制器与上位机的连接方式。通信协议与命令格式（一般）·

识记：可编程序控制器与上位机的连接方式。通信协议与命令格式

（五）高速通信集散控制系统（一般）

识记：高速通信集散控制系统

第三部分实践环节

实验一PLC基本指令的应用

一、考核目的与要求

通过该实验考生应掌握PLC的I/O点接线方法，学会编程器和编程软件的使用。培养考生的实验基本技能和严谨的科学作风。

二、考核的内容

PLC的I/O点接线方法，编程器的使用。清除内存、输入程序、读出程序、程序检查、查找指令、插入指令、删除指令。

实验二电机的控制电路设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。

二、考核的内容

电动机Y/△起动主电路的设计、I/O点接线方法、梯形图的设计、上机调试的方法。

实验三变延时循环位移电路的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握微分指令、数据传送指令、比较指令、计数器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试既在线监控的方法。

实验四多级传送系统的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试既在线监控的方法。

实验五加工中心自动换刀控制系统的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握数据传送、数据运算、数据比较指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法数据及传送、数据运算、数据比较指令的使用。

实验六十字路口交通信号灯自动控制的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、微分指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验七抢答器控制装置的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、微分指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验八两种液体混合装置控制系统的设计

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、上下沿微分、保持继电器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验九装卸料小车多方式运行控制

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验十机械手的步进控制

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、上下沿微分、移位、保持继电器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验十一水塔水位自动控制

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、上下沿微分、移位、保持继电器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

实验十二步进电动机运行控制

一、考核目的与要求

通过该实验考生进一步掌握PLC的I/O点接线方法，学会梯形图的设计方法、调试程序的方法。掌握定时器、计数器、上下沿微分、移位、保持继电器指令的使用。

二、考核的内容

梯形图的设计、上机调试及在线监控的方法

以上实践环节的考核方式与环境要求

1、考核环境：以上实验均在可编程控制实验室进行考核。所需设备为：OMRON（28P\CPMIA\C200HE等机型的可编程控制器）、开关板、实验板。

2、考核方式：实践环节的考核采用形成性考核，考生在实验前应结合实验内容和实验指导书认真预习，实验中正确进行实验操作和读取实验数据，实验后应认真分析实验结果，编写准确、整洁的实验报告。

实践环节考核采用“优、良、中、及格、不及格”五级评分制。

第四部分有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

指定教材：

《可编程控制器原理与应用》，耿文学主编，机械工业出版社出版，2000年版

主要参考书：

《可编程序控制器原理及应用自学指导书》，全国高等教育自学考试指导委员会组编，耿文学主编，机械工业出版社出版，2000年版。

三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

l、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增减内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、助学学时：本课程共6学分，其中理论课3学分，实验课3学分。建议总课时108学时。理论课和实践课的助学学时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

（包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等）

l、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次试题比例大致是：“识记"为10％、“理解"为25％、“应用"为65％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

4、每份试卷中各类考核点所占比例约为：重点占65％．次重点占25％，一般占10％。

5、试题类型一般分为：填空题、简答题、图形简化题、编写程序题和电路设计题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

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