2022-2023学年第一学期《PLC与嵌入式系统开发》课程导学
课程名称
PLC与嵌入式系统开发
学时安排
共64学时，每周4学时
课程介绍
本课程是城市轨道交通通信信号技术专业的一门专业基础课。通过学习，你将掌握：PLC的基本结构和工作原理；使用软件进行梯形图编程的方法；运用基本逻辑指令、功能指令和顺序控制指令完成小型控制系统的设计、调试、故障排查的方法；嵌入式系统自由口通信、modbus通信的基本设计方法等。
课程标准
教学内容
| 序号 | 教学内容 | 学时 |
| 1 | 第1章 初识PLC | 4 |
| 2 | 第2章 S7-200 PLC基础知识 | 6 |
| 3 | 第3章 PLC基本指令 | 12 |
| 4 | 第4章 顺序系统的PLC控制 | 8 |
| 5 | 第5章 PLC的功能指令 | 18 |
| 6 | 第6章 嵌入式串口通信 | 6 |
| 7 | 复习与考试 | 10 |
| 合计 | 64 | |
授课目标
1．知识目标
（1）掌握PLC的组成和工作原理。
（2）掌握西门子S7-200系列PLC的基本逻辑指令和功能指令使用方法。
（3）掌握梯形图和顺序控制功能图的设计方法。
（4）掌握西门子PLC编程软件的使用方法。
2．能力目标
（1）能根据具体的任务要求，正确合理地选择PLC的型号、I/O配置以及可选模块。
（2）能独立完成小型PLC系统的电气安装。
（3）能熟练使用西门子S7-200系列PLC的STEP7-Micro/WIN编程软件。
（4）能熟练使用西门子PLC的指令系统，编写简单嵌入式程序。
（5）能熟练阅读中等复杂程度的梯形图程序，并能完成PLC线路连接、熟练测量线路的连接情况。
3．素质目标
（1）培养学生的安全意识。
（2）培养学生的集体意识和团队合作的能力。
（3）培养学生遵纪守法、守时守信的良好素质。
（4）培养学生自主学习、独立思考、获取和筛选有效信息的能力。
（5）培养学生书面和口头表达能力。
（6）培养学生规范严谨的工作作风和审美能力。
4．思政目标
（1）培养学生加快科技创新、维护科技领域安全的意识和爱国主义情怀。
（2）培养学生精益求精的大国工匠精神。
考核标准
总评成绩 = 平时成绩*30% + 期中考试*20% + 实操考核*20% + 期末考试*30%
平时成绩包含：出勤、课堂表现、书面作业等
实操考核包括：上机任务完成情况、实操结果材料提交情况等
考试形式：闭卷笔试
预备知识
为了学习本课程，同学们需要掌握计算机操作、电子电路的相关基础知识。
参考资料
1.推荐教材
赵春生主编，《可编程控制器应用技术》（第3版），人民邮电出版社
2.推荐教学参考书
1.郭艳萍主编，《S7-200SMART PLC应用技术》，人民邮电出版社
2.廖常初主编，《S7-200 SMART PLC编程及应用》（第3版），机械工业出版社
3.推荐教学参考网站
西门子工业支持中心网站http://www.ad.siemens.com.cn
使用工具
1.硬件工具
（1）计算机，要求Windows XP、Windows 7或Windows 10系统。
（2）手机，安卓或苹果系统均可。
2.软件工具：
（1）使用北信在线或学习通APP进行网络课程的学习。
（2）课程直播使用腾讯会议软件。
（3）编程使用STEP7-MicroWIN软件。
授课对象要求
授课对象：城市轨道交通通信信号专业2221111班学生。
对授课对象的要求：
1.按照课表的时间参加直播学习。
2.每次课按时进行签到，不得迟到、早退或做与学习无关的事情。
3.按时完成每次课课程内容的学习，包括PPT、文字材料、讲解视频、扩展资源等。
4.积极参与课程的各项活动，如讨论等，系统自动记录成绩。
5.及时完成作业并上交。
6.按时参与测验和考试。
授课计划
2022-2023学年第1学期2221111班授课计划
学习进度
| 序 号 | 周 次 | 课 时 | 授 课 简 要 内 容 | 目 的 及 要 求 |
| 1 | 1 | 2 | 第1章 初识PLC 1-1 PLC介绍 | 1.安全教育和课程思政教育 2.了解PLC的定义和特点 3.掌握PLC的分类方法 |
| 2 | 1 | 2 | 1-2 PLC的系统组成和工作原理 | 1.理解PLC的系统组成 2.理解PLC的工作原理 |
| 3 | 2 | 2 | 第2章 S7-200 PLC基础知识 2-1 S7-200 PLC的硬件系统及扩展 | 1.掌握PLC的硬件组成 2.掌握系统输入输出点扩展方法 |
| 4 | 2 | 2 | 2-2 S7-200 PLC的数据类型 | 1.理解进制的概念 2.理解位、字节、字、双字的概念 3.掌握PLC的数据类型和常数表达方式 |
| 5 | 3 | 2 | 2-3 S7-200 PLC的内部资源与寻址方式 | 1.理解PLC软元件的概念和特点 2.掌握S7-200 PLC存储器的类型 3.掌握PLC存储器的寻址方式 |
| 6 | 3 | 2 | 第3章 PLC基本逻辑指令 3-1 STEP7-Micro/WIN梯形图编程方法 | 1.了解PLC的指令系统 2.了解梯形图编程注意事项和原则 3.掌握STEP7-Micro/WIN软件安装和梯形图编程方法 |
| 7 | 4 | 2 | 3-2 PLC基本逻辑指令（一） 触点串并联指令和复位置位指令 | 1.掌握触点串并联指令的使用方法 2.掌握复位和置位指令的使用方法 3.掌握S7-200仿真器的使用方法。 |
| 8 | 4 | 2 | 3-3 PLC基本逻辑指令（二） 定时器指令的使用 | 1.理解定时器分辨率的概念 2.掌握定时器指令的的使用方法 |
| 9 | 5 | 2 | 3-4 PLC基本逻辑指令（三） 边沿脉冲指令 | 1.掌握边沿脉冲指令的使用方法 2.理解时序图的概念 |
| 10 | 5 | 2 | 3-5 PLC基本逻辑指令（四） 计数器指令 | 1.理解计数器指令的含义 2.掌握计数器指令的使用方法 |
| 11 | 6 | 2 | 3-6 PLC基本逻辑指令（五） 堆栈指令 | 1.掌握堆栈的含义 2.掌握堆栈指令的使用方法 |
| 12 | 6 | 2 | 第4章 顺序系统的PLC控制 4-1 功能图的基本概念 | 1.理解功能图的基本概念 2.掌握功能图的构成要素和构成规则 |
| 13 | 7 | 2 | 4-2 顺序控制指令 | 1.理解顺序控制指令的含义 2.掌握顺序控制指令的使用方法 |
| 14 | 7 | 2 | 4-3 并行和选择流程模式 | 1.理解并行和选择的区别 2.掌握选择流程模式的使用方法 |
| 15 | 8 | 2 | 期中复习 | 对已学知识进行复习 |
| 16 | 8 | 2 | 期中考试 | 对已学知识进行测验 |
| 17 | 9 | 2 | 4-4 十字路口交通灯的PLC控制 | 1.掌握并行流程模式设计交通信号灯的方法 |
| 18 | 9 | 2 | 第5章 PLC的功能指令 5-1 PLC的功能指令（一） 数据传送指令 | 1.理解数据传送指令的含义 2.掌握数据传送指令的使用方法 |
| 19 | 10 | 2 | 5-2 PLC的功能指令（二） 算术运算指令 | 1.理解算术运算指令的含义 2.掌握算术运算指令的使用方法 |
| 20 | 10 | 2 | 5-3 PLC的功能指令（三） 子程序调用指令 | 1.了解子程序的含义 2.掌握子程序调用指令的使用方法 |
| 21 | 11 | 2 | 5-4PLC的功能指令（四） 循环指令 | 1.理解循环指令的含义 2.掌握循环指令的使用方法 |
| 22 | 11 | 2 | 5-5PLC的功能指令（五） 逻辑运算 | 1.理解逻辑运算指令的含义 2.掌握逻辑运算指令的使用方法 |
| 23 | 12 | 2 | 5-6PLC的功能指令（六） 比较指令 | 1.理解比较指令的含义 2.掌握比较指令的使用方法 |
| 24 | 12 | 2 | 5-7PLC的功能指令（七） 移位指令 | 1.理解移位指令的含义 2.掌握移位指令的使用方法 |
| 25 | 14 | 2 | 5-8 PLC的功能指令（八） 中断指令 | 1.了解中断的概念 2.了解中断指令的使用方法 |
| 26 | 14 | 2 | 5-9 七段数码管的使用 | 1.掌握七段数码管的编码原理 2.掌握七段数码管的编程方法 |
| 27 | 15 | 2 | 第6章 嵌入式串口通信 6-1 嵌入式串口通信基础 | 1.了解RS232串口通信协议 2.理解嵌入式串口通信概念 |
| 28 | 15 | 2 | 6-2 PLC的自由口通信 | 1.会进行PLC通信连接； 2.能用PLC实现自由口通信； |
| 29 | 16 | 2 | 6-3 Modbus通信 | 1.了解串行Modbus的传输模式 2.了解主站和从站指令支撑的Modbus地址 |
| 30 | 16 | 2 | 期末复习 | 复习所学知识 |
| 31 | 17 | 2 | 期末实验复习 | 复习所学实验知识 |
| 32 | 17 | 2 | 期末考试 | 考核所学知识掌握情况 |
上课时间（含直播安排）
1.2221111班上课时间：
第1至18周（除13、15周外），周二第5、6节（下午1点半至3点）、周三第3、4节（上午10点至11点半）
2.直播安排：
腾讯会议直播（会议号：828-6311-7558，密码：5407）
3.线下授课地点：
返校后，在花乡校区5-407实训室上课
注：如遇临时调课，以通知为准。
答疑安排
1.答疑时间：
每周五中午，12：30-13：30
2.现场答疑地点：
花乡校区1-716办公室
3.线上答疑方式：
微信、电子邮箱（zuol@bitc.edu.cn）或学习通APP留言
