本書是國家精品課PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)的配套教材,內(nèi)容以西門子S7-200系列可編程控制器的應用為主線,全面系統(tǒng)地介紹了PLC的組成、工作原理、內(nèi)部組件、指令系統(tǒng)、編程方法、組態(tài)技術(shù)和現(xiàn)場總線通信技術(shù)。深入淺出地介紹了PLC的輸入、輸出單元的內(nèi)部電路特點,接口電路的設(shè)計,控制程序設(shè)計與調(diào)試方法,項目設(shè)計開發(fā)過程等。主要內(nèi)容包括:初識西門子S7-200系列PLC、電動機PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)、彩燈及密碼鎖PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)、自動生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)、組合機床PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)、西門子S7-200系列PLC拓展應用6個項目,19個任務。通過完成這19個任務,學生不僅可以掌握有關(guān)基礎(chǔ)理論知識、提高實際操作能力,還能培養(yǎng)學生科學嚴謹、精益求精的工匠精神和團隊協(xié)作精神,以及端正文明生產(chǎn)的態(tài)度。本書適合作為高職高專院校電子技術(shù)、電子與信息、電氣自動化、通信技術(shù)、機電類等專業(yè)的教材,也可作為其他相關(guān)專業(yè)和工程技術(shù)人員學習PLC技術(shù)的參考書。
隨著我國高等職業(yè)教育改革的不斷深化發(fā)展,我國高等職業(yè)教育改革和發(fā)展進入一個新階段。教育部下發(fā)的《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》教高\[2006\]16號文件,旨在進一步適應經(jīng)濟和社會發(fā)展對高素質(zhì)技能型人才的需求,推進高職人才培養(yǎng)模式改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。教材建設(shè)工作是整個高等職業(yè)院校教育教學工作中的重要組成部分,教材是課程內(nèi)容和課程體系的載體,對課程改革和建設(shè)既有龍頭作用,又有推動作用,所以提高課程教學水平和質(zhì)量的關(guān)鍵在于建設(shè)高水平、高質(zhì)量的教材。出版面向高等職業(yè)教育的以就業(yè)為導向,以能力為本位的優(yōu)質(zhì)教材一直以來就是中國鐵道出版社優(yōu)先開發(fā)的領(lǐng)域。我社本著依靠專家、研究先行、服務為本、打造精品的出版理念,于2007年成立了中國鐵道出版社高職機電類課程建設(shè)研究組,并經(jīng)過多年的充分調(diào)查研究,策劃編寫、出版本系列教材。本系列教材主要涵蓋高職高專機電類的公共平臺課和6個專業(yè)及相關(guān)課程,即電氣自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、生產(chǎn)過程自動化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè)、模具設(shè)計與制造專業(yè)以及數(shù)控設(shè)備應用與維護專業(yè),既自成體系又具有相對獨立性。本系列教材在研發(fā)過程當中邀請了高職高專自動化教指委專家、教學名師、精品課負責人、知名專家教授、學術(shù)帶頭人及骨干教師。他們針對相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置融合了多年教學中的實踐經(jīng)驗,同時吸取了高等職業(yè)教育改革的成果,無論從教學理念的導向、教學標準的開發(fā)、教學體系的確立、教材內(nèi)容的篩選、教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計,還是教材素材的選擇都極具特色。歸納而言,本系列教材體現(xiàn)如下幾點編寫思想:(1)圍繞培養(yǎng)學生的職業(yè)技能這條主線設(shè)計教材的結(jié)構(gòu),理論聯(lián)系實際,從應用的角度組織內(nèi)容,突出實用性,并同時注意將新技術(shù)、新工藝等內(nèi)容納入教材。(2)遵循高等職業(yè)院校學生的認知規(guī)律和學習特點,對于基本理論和方法的講述力求簡單,易于理解,多用圖表來表達信息,以解決日益龐大的知識內(nèi)容與學時偏少之間的矛盾。同時,增加相關(guān)技術(shù)在實際生產(chǎn)生活中的應用實例,引導學生主動學習。(3)將問題引導式案例式任務驅(qū)動式項目驅(qū)動式等多種教學方法引入教材體例的設(shè)計中,融入啟發(fā)式教學方法,力求好教、好學、愛學。(4)注重立體化教材的建設(shè)。本系列教材通過主教材、配套素材光盤、電子教案等教學資源的有機結(jié)合,提高教學服務水平?傊,在本系列教材的策劃出版過程中得到了教育部高職高專自動化技術(shù)類專業(yè)教學指導委員會委員以及廣大專家的指導和幫助,在此表示深深的感謝。希望本系列教材的出版能為我國高等職業(yè)院校教育改革起到良好的推動作用,歡迎使用本系列教材的老師和學生提出意見和建議,書中如有不妥之處,敬請批評指正。中國鐵道出版社2013年11月為了貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》,深化職業(yè)教育三教改革,加快實現(xiàn)培養(yǎng)一大批結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的技術(shù)技能型、復合技能型和知識技能型高技能人才這一偉大目標,結(jié)合高等職業(yè)院校的教學要求和辦學特色,我們編寫了本教材。本教材為十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材。本教材的內(nèi)容及其實施過程有以下特點:(1)本教材由PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)國家精品課主講教師團隊,按照人的職業(yè)成長規(guī)律,精心研討選取實踐項目。將慕課和課堂教學進行了整體化設(shè)計,通過項目任務,由簡單到復雜,培養(yǎng)學生在項目開發(fā)過程中的工程應用能力。將理論教學、實踐操作和綜合設(shè)計訓練有機結(jié)合;將硬件組態(tài)與軟件設(shè)計相結(jié)合。(2)教材中的項目來源于企業(yè)實際應用,學生興趣濃、學習積極性高。西門子S7-200及200 Smart系列PLC應用范圍廣,通俗易學,內(nèi)容具有較好的可遷移性。將知識點和技能點緊密結(jié)合,再現(xiàn)完整的設(shè)計過程,可提高學生工程應用能力,突出了應用特色。(3)本教材以行動為導向,項目引領(lǐng),任務驅(qū)動,促進學生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。運用工作任務要素(工作對象、工具、工作方式方法、勞動組織形式、工作要求等)梳理工作過程知識,明確學習內(nèi)容,按照典型性、對知識和能力的覆蓋性、可行性原則,遵循從完成簡單工作任務到完成復雜工作任務的能力形成規(guī)律,設(shè)計出6個項目,19個任務。通過完成這19個任務,使學生在職業(yè)情境中學中做、做中學。(4)運用信息技術(shù),展現(xiàn)立體化學習資源,實現(xiàn)線上線下混合式教學。以微課、動畫、技能操作視頻、仿真、課件、文本等豐富的數(shù)字化資源作為支撐,構(gòu)建新形態(tài)的立體化課程體系。采用動畫或仿真直觀展示控制對象的動作過程、指令執(zhí)行的動作;以屏幕錄像來演示、講解軟件操作;實際操作以拍攝錄像、制作動畫來展示;講解工作原理以微課的方式展現(xiàn);使用仿真軟件來模擬實訓模型,驗證設(shè)計。所有信息化教學資源可通過掃描二維碼獲取,學生可以反復學習,學習后通過在線作業(yè)、練習、考試,檢驗學習效果,并有在線答疑、互動等內(nèi)容。延伸閱讀與拓展內(nèi)容,可以進一步培養(yǎng)和提高學生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。(5)本教材打破了傳統(tǒng)教材按章節(jié)劃分的方法,將相關(guān)知識分為19個學習型任務,將學生應知應會的知識融入這些任務中。每個任務又由任務提出、任務目標、相關(guān)知識、任務分析、任務實施、評分標準、任務訓練和總結(jié)反思構(gòu)成。在基礎(chǔ)知識安排上,打破了傳統(tǒng)的知識體系,任務中牽涉什么知識就重點講解這些知識,和任務無關(guān)或關(guān)系較小的內(nèi)容放在知識拓展中,讓學生自學。通過完成任務可使學生學有所用、學以致用,與傳統(tǒng)的理論灌輸有著質(zhì)的區(qū)別。(6)本教材采用工作手冊式,將課程建設(shè)與教材編寫深度融合。學生成績評定與傳統(tǒng)方式有所不同,成績評定不包含筆試,成績的評定貫穿于各項任務實施的整個過程之中,每個任務的成績嚴格按照評分標準評定,后按這些任務的總成績給出本課程的成績。本教材由陳麗任主編,程德芳、曹芳菊、李立君任副主編,郭健、董永剛、于娜、王清、靳晨聰參與編寫。具體分工如下:陳麗制訂編寫大綱,并編寫任務10~任務14、程德芳編寫任務17、任務18;曹芳菊編寫任務4~任務6;李立君編寫任務7~任務9;郭健編寫任務15、任務16;董永剛編寫任務1;于娜編寫任務3;王清編寫任務19;靳晨聰編寫任務2。在第三版的修訂過程中,針對重要知識點制作了微課視頻、教學課件、動畫視頻及工作任務書等數(shù)字化教學資源(讀者可掃描書中二維碼獲取相關(guān)內(nèi)容),大大提升了教材的信息化建設(shè),更加有效地輔助于線上線下混合式教學。在編寫過程中編者參考了大量的相關(guān)文獻資料,在此對書后參考文獻中所列的作者深表謝意。由于編者水平有限,書中難免存在疏漏與不足之處,懇請讀者批評指正。
緒論1項目1初識西門子S7-200系列PLC6任務1S7-200系列PLC的結(jié)構(gòu)及接線
任務2S7-200系列PLC的選用
任務3S7-200系列PLC的編程軟件STEP 7 Micro/WIN32的使用
思考與練習
項目2電動機PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)41 任務4三相異步電動機連續(xù)控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務5三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務6三相異步電動機-△降壓啟動控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
思考與練習
項目3彩燈及密碼鎖PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)69任務7交通信號燈控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務8霓虹燈控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務9電子密碼鎖控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
思考與練習
項目4自動生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)103任務10自動生產(chǎn)線數(shù)碼顯示控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務11自動裝車上料控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務12電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務13物料自動分揀控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務14機械手控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
思考與練習
項目5組合機床PLC控制系統(tǒng)的編程與實現(xiàn)153任務15組合機床液壓動力滑臺控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務16四工位組合機床控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
思考與練習
項目6西門子S7-200系列PLC拓展應用181任務17水箱水位控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)
任務18西門子S7-200系列PLC的網(wǎng)絡(luò)通信
任務19西門子S7-200系列PLC的維護
思考與練習
附錄A參考文獻