《PLC工程实践》指导书
徐鹿眉王希凤编
黑龙江工程学院电子工程系
20##年8月·哈尔滨
《PLC工程实践》
一、前言
此课程配合《电气控制与PLC技术》课程开设，皆在培养学生综合、灵活运用所学多门课程知识的能力，注意鼓励、激发创新意识和创新能力，提倡学生自己提出设计题目、设计方案、设计目标和技术要求。通过课程设计的全过程，力图使每个学生的综合素质和动手能力有所提高，能够真正做到自己发现问题、分析问题和解决问题。
二、课程设计教学目的
1. PLC工程实践是电气工程及其自动化专业的一门专业实践教学必修课程。通过PLC电气控制系统的设计，主要让学生熟悉PLC电气控制系统设计工作的流程，进行PLC应用系统的总体设计和PLC的配置设计、选择 PLC模块和确定相关产品的技术规格、进行PLC编程和设置、进行外围设备参数设定及配套程序设计、控制系统的设计、整体集成、调试与维护等。培养独立分析和解决工程实际问题的能力，形成对生产过程或设备的PLC控制系统进行初步开发、设计、PLC与PC之间的网络化通讯控制能力，为学生毕业设计和毕业后在工业生产过程自动化领域从事工程设计工作打下良好的基础。
2.课程主要任务
（1）培养学生掌握可编程控制器的基本程序、方法、应用范围与应用环境等。
（2）培养学生设计、安装、调试、开发以可编程控制器为核心的自动控制系统的能力。
（3）培养学生运用可编程控制器改造继电控制系统，提高生产设备可靠性和生产效率的能力。
（4）培养学生运用以可编程控制器为核心的自动控制系统的技术标准、技术规范、技术手册等技术资料的能力。
（5）培养学生树立正确的设计思想，实事求是、认真负责的工作作风和运用工程观点解决实际问题的能力，加强理论与实践的联系。
（6）通过查阅技术资料，选用设计方法，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力。
（7）通过编写设计报告，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求。
三、课程的基本要求与内容
1.要求设计者接收设计任务书后，运用所学知识，经详细、全面考虑，确定设计方案，选用设计方案，认真收集查取相关的参数指标。
2.正确选用设计参数，树立从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点，兼顾操作维修的方便和环境保护的要求，从总体上得到最佳结果。
3.准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计，以确保在规定时间内完成设计任务。
4.设计报告的编写，应按照课程设计教学大纲规定及设计任务要求，用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果，做到设计内容完整，设计合理，计算正确，叙述层次分明，条理清楚。
5.原理图、系统图等图表绘制正确，主要设备工艺图结构基本合理，图面清晰，基本符合规范化要求。
以下为参考题目，学生可以根据具体情况从以下题目中选择；也可自定题目，但要写出题目要求和任务书。
参考题目：已下发各组长！
四、设计报告的基本要求
最后提交的课程设计报告应包括以下几方面的内容：
1.设计目的意义
包括课程的设计题目的目的和意义。
2.设计题目描述和要求
根据选定的项目来确定课程设计的题目及对设计的技术要求，技术参数和要达到的目标等。
3.设计报告内容
应包括设计方案的确定，方案对比和所设计系统的工作原理描述，系统的详细原理图绘制，有关参数的计算（包括电路元器件的参数、设计参数和技术参数等），使用的设备和材料（需要的主要设备及元器件材料清单），实验电路及电路分析，控制系统程序设计与仿真调试，人机接口选型与设计。
4.总结
包括调试电路中遇到的问题及解决办法，对课程的改进意见等。
参考书目
附录（其他必要资料）
小组成员分工说明：
（写上谁负责哪一部分，比如谁负责系统分析，谁负责系统设计、谁撰写的报告等）
具体格式见“课程设计报告样本”
五、课程教学安排
1.课程设计时间安排
2周/2学分
2.内容安排
（1）调研、方案论证（2天）
（2）设计电路原理图（2天）
（3）编写程序 （2天）
（4）系统程序调试 （2天）
（5）撰写设计报告 （1天）
（6）答辩 （1天）
要求学生根据实验指导书所提的要求，设计。
六、先修课程、后续课程
本课程的先修课为《电路分析基础》、《数字电路》、《模拟电路》、《电力电子》、《电机学》、《传感器》、《电气控制与PLC》等。
七、考核方式
实习成绩由教师根据学生实习出勤、实习表现、实习日志、实习报告和答辩情况进行综合评定。成绩由平时成绩、报告成绩、答辩成绩三部分组成，其中平时成绩占30%（出勤和课程设计中的独立思考能力及表现占30%、）、课程设计报告（包括课程设计日志）书写（含制图）成绩占30%、答辩成绩占40%。
八、建议参考文献
1.王永华，《现代电气控制及PLC应用技术》，北京，北京航空航天出版社,20##年
2.胡学林，《可编程控制器教程（基础篇）》，北京，电子工业出版社，20##年
3.陈建明，《电气控制与PLC应用》，北京，电子工业出版社，20##年
4.西门子（中国）有限公司，《深入浅出西门子S7-200PLC》，北京，北京航空航天出版社,20##年
5.吕卫阳，《PLC工程应用实例解析》，北京，中国电力出版社,20##年
6.张万忠，《可编程控制器入门与应用实例（西门子S7-200系列）》，北京，中国电力出版社，20##年
第二篇：软件工程实践实验指导书20xx
《软件工程实践》实验指导书
学 院： 数学与计算机学院
专 业： 计算机专业
年 级：
指导教师： 汪璟玢
系主任（或教研室主任）：
本课程实验教学目的和基本要求：
知识方面：通过本课程设计，让学生进一步了解软件项目管理、需求分析、系统设计和软件测试的基本原理和方法，在软件开发的各个阶段熟悉并掌握一种表达工具，实现一个小规模的系统开发。
能力方面：在本课程设计过程中，注重培养学生分析问题和独立解决问题的能力。
素质方面：通过本课程设计，着重培养学生具备以下两方面的良好素质:一是针对实际系统中存在的问题，能够善于运用所学基本理论知识分析问题；二是规范地表达分析和设计方案。
本课程设计要求学生3-6人一组完成一个系统，并按照软件工程的规范形成相关文档资料。
参考资料：
1. 《软件工程实践者的研究方法》（第六版）（美）Roger S.Pressman著，郑人杰马素霞 白晓颖译，机械工业出版社
2. 《软件工程实践者的研究方法》（第五版）（美）Roger S.Pressman著，梅宏 译，机械工业出版社
3. 《软件工程》（第六版）（英）Ian Sommerville著，程一剑 陈霞译，机械工业出版社
4. 《软件工程》 郑人杰 主编, 清华大学出版社
5. 《软件工程—理论、方法与实践》 孙家广 主编,刘强编著，高等教育出版社
实验一：项目选择与用例图表达
目的：结合具体的项目，要求学生结合用例图和用例文本的方法将系统功能表达清楚。
内容：项目选择、参与者确定、用例识别、用例间的关系表达，用例文本的表达
要求：能够发现任务与用例的关系、用例间的关系并准确表达、用规范的用例文本描述用例。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、Rational Rose20##、MS visio2003
实验二：系统需求分析报告—类图
目的：通过本次实验掌握对具体项目进行类的识别和分析，并完成系统类图。
内容：识别类、确定类的属性和操作、分析类间的关系完成类图
要求：调查工作要深入，对系统的业务流程要充分了解；结合系统的功能进行类的分析。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio20##、Rational Rose2003
实验三：系统需求分析报告—数据流图
目的：结合具体项目，训练学生的抽象分析及分层描述问题的能力，联系数据和功能，分层次表达系统的功能。
内容：任务分解；识别外部实体、加工、数据存储和数据流；分层次表达的方法。
要求：调查工作要深入，对系统的业务流程要充分了解；结合系统的功能分解进行数据流图的绘制。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio2003
实验四：系统需求分析报告—状态图
目的：结合案例，训练学生的动态分析能力，寻找系统的状态及类的状态、通过状态迁移的条件和动作表达系统的动态变化。
内容：状态的确定和状态迁移的方向；系统状态图的绘制；类状态图的绘制；
要求：调查工作要深入，对系统的业务流程要充分了解；结合系统的功能进行状态的分析。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio20##、Rational Rose2003
实验五：系统需求分析报告—小组评审
目的：结合具体项目，要求学生掌握系统的范围、功能建模的方法、数据流图、数据字典、类图、功能的描述、系统需求分析报告的内容，通过训练提高系统分析与建模的能力。
内容：对新系统的功能进行细致的分析，并建立一个新系统的逻辑模型：系统数据流程图、概况表、数据字典、E-R图、处理逻辑表达式及有关说明组成；用例图、类图、状态图、序列图。最后要完成系统分析报告。
要求：调查工作要深入，对系统的业务流程要充分了解；系统的数据流图、数据字典、用例图、类图、状态图、序列图要详细并体现系统所要达到的功能；E-R图准确合理。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio20##、Rational Rose2003
实验六：系统概要设计报告—小组评审
目的：通过实验掌握根据需求建立设计的方法，运用Rational Rose2003工具对前一阶段的模型进行扩充和设计，完成相应面向实现的设计方案，掌握基本的BCED设计方法。
内容：根据系统分析所确定的系统目标及逻辑模型，用结构化系统设计方法或面向对象设计方法，将系统划分为若干个物理单元，绘制出系统及各个物理单元的结构图，并按一定格式编写出模块说明书。
要求：按照处理功能划分模块；遵从“模块独立性原则”；模块结构图的层次清晰合理；面向对象设计遵从BCED原则。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio20##、Rational Rose2003
实验七：系统详细设计报告—设计模式与交互图
目的：结合案例，要求学生运用适合的设计模式设计类；明确完成一个功能所需的类之间的协作关系和发送消息的顺序，完成顺序图与协作图。
内容：介绍几种常用的设计模式；结合具体案例，合理地运用设计模式；结合“高内聚、低耦合”的思路，确定协作类；完成类间协作的顺序图和协作图。
要求：设计应围绕着重用、独立性、易于扩展等设计原则。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS visio20##、Rational Rose2003
实验八：系统数据库设计与详细设计报告—小组评审
目的：通过实验分析特定项目中所涉及的数据，以及数据之间的关系，按照数据库系统的规范进行数据库设计；完成特定系统的面向实现的详细设计方案。
内容：将E-R模型转换为一般的数据模型或某种数据库管理系统支持的数据库模型；设计数据库的物理结构，包括：数据库名称、数据库的组织形式、存储介质的分配、数据存取路径的选择、数据的安全性与完整性、数据库的恢复等。
要求：安全、有效、可靠地存取数据
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、Oracle 9i、SQL Server2005
实验九：代码编制
目的：根据前面实验所完成的设计方案进行代码的编制，要求按照软件工程的规范进行。（自行完成）
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、ASP、JaveScript、VBScript、Jbuilder等
实验十：软件测试计划
目的：按照软件测试的原理和方法，对所完成的系统进行测试，提交测试方案和测试结果，并能根据结果进行简单的分析。
内容：根据系统概要设计所确定的系统模块设计集成测试的策略，并完成测试计划说明书。
要求：尽量采用独立测试，尽量与系统构造并行。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、Word
实验十一：项目计划
目的：通过本次实验掌握对特定项目范围的分析、描述，并能根据项目范围分解出任务网络图，定义里程碑，运用项目估算技术进行估算，借助MS Project 2003工具完成项目计划。
内容：项目范围定义、任务分解、任务估算、进度安排
要求：能够发现关键问题，并对问题准确描述。
开发环境和工具要求掌握：Windows200 Advanced Server、MS Project 20##、MS visio2003
附录一：
软件需求分析报告书写模式
1．引言
1.1 项目名称
1.2 项目背景和内容概要
项目的委托单位、开发单位、主管部门、与其它项目的关系，与其他机构的关系等。
1.3 相关资料、缩略语、定义
相关项目计划、合同及上级机关批文，引用的文件、采用的标准等。
缩写词和名词定义。
2. 任务概述
2.1 目标
项目的开发目标和应用目标。如果是其他系统的一部分，则说明其关系。
2.2 范围
包含的业务，不包含的业务。
2.3 假定条件与约束限制
尽量列出开展本项目的假定和约束，例如：经费限制，开发期限，设备条件，用户现场环境准备等。
3．业务流程(以活动图、系统级状态迁移图描述)
4．数据描述
4.1 原始数据描述
a. 静态数据
b. 动态数据
4.2 数据流图及数据词典
4.3 数据概念模型和描述（以类图、类级别的状态迁移图描述）
5．功能需求（以用例图、顺序图描述）
5.1 功能描述
6．界面要求
6．1 报表格式
6．2 图形要求
6．3 输入输出要求
7．接口要求
描述与本系统相连的系统的接口数据格式，数据交换协议，接口功能等。
8．性能需求
8．1 数据精确度（例如，数据内部精度，外部显示精度）
8．2 数据量
8．3 时间特性要求
根据所开发系统的特点，规定系统对时间的特性的要求。例如：系统响应时间、界面更新处理时间、数据转换与传输时间。
9．运行环境需求
9．1 网络和硬件设备平台（网络拓扑图及设备类型描述）、操作系统平台、数据库系统平台
9. 2 编程工具
9. 3 其它支撑软件
10．其它专门需求
10.1安装和操作
10.2安全保密
10.3维护服务
附录二：
系统概要设计书写模式
1. 引言
1.1 项目名称
1.2项目背景和内容概要
项目的委托单位、开发单位、主管部门、与其它项目的关系，与其他机构的关系等。
1.3相关资料、缩略语、定义
2. 概要设计
2.1软件体系结构
用图来表示软件系统的总体结构框架，并对其进行描述。
2.2基本设计概念和处理流程
2.3软件结构
1) 子系统划分（以构件图描述）
A) 子系统清单
B) 各子系统功能描述
C) 相关项目计划、合同及上级机关批文，引用的文件、采用的标准等。
D)缩写词和名词定义
2)程序模块划分和功能分配
包括前端程序模块和后端存储过程的划分和功能分配。
A) 子系统及程序模块清单
B) 各程序模块功能描述
C) 功能-模块对照表
D) 模块-数据实体对照表
3) 人工处理过程
描述不能完全自动处理，需人工处理的过程。
3. 软件模块的物理分布（以部署图描述）
根据系统网络结构，描述软件模块在各个设备上的物理分布。
4. 接口设计
4.1与外系统的接口
4.2内部接口
5. 用户界面设计
和用户交互的最终界面在《详细设计说明书》中设计解释，在此应对系统的主界面和界面设计风格进行设计和描述。
6. 数据结构和算法设计（以构件设计描述+协作图）
6.1程序中数据结构描述
描述系统中主要数据结构和模块间共享的数据结构。
6.2 主要算法设计
7. 出错处理设计
7.1出错信息
7.2出错处理措施
8. 安全保密设计
描述安全保密方案，权限的设置，保密算法，软件的实现方法等。
附录三：
系统数据库设计书写模式
1． 引言
1.1 项目名称
1.2项目背景和内容概要
项目的委托单位、开发单位、主管部门、与其它项目的关系，与其他机构的关系等。
1.3相关资料、缩略语、定义
相关项目计划、合同及上级机关批文，引用的文件、采用的标准等。 缩写词和名词定义。
2. 约定
数据库中各种元素的命名约定。 例如表名，字段名的命名约定。
3. 数据库概念模型设计
3.1数据实体-关系图
3.2数据实体描述
数据实体中文名，数据库表名
数据实体描述
3.3实体关系描述
描述每个实体间的关系
实体1：实体2 （1：1，1：n, m：n）
关系描述：
4. 数据库逻辑模型设计
4.1实体-关系图（不含多-多关系）（以ER图描述）
4.2关系模型描述
数据库表名(别名)、主键、外键、 索引、 约束
中文名称 数据属性名 数据类型 数据长度 约束范围 是否为空 注解
4.3数据视图描述
用标准SQL语言中创建数据视图的语句描述。
4.4数据库一致性设计
用标准SQL语言中创建表的语句描述。
5. 物理实现
5.1数据库的安排
。说明是否采用分布式数据库，数据库表如何分布
。每个数据库服务器上建立几个数据库，其存储空间等安排
。数据库表的的分配方法，例如：如何创建段，或表空间
5.2安全保密设计
用户角色划分方法，每个角色的权限
附录四：
系统详细设计书写模式
1. 引言
1.1 项目名称
1.2项目背景和内容概要
项目的委托单位、开发单位、主管部门、与其它项目的关系，与其他机构的关系等。
1.3相关资料、缩略语、定义
相关项目计划、合同及上级机关批文，引用的文件、采用的标准等。
缩写词和名词定义。
2. 程序结构（调用返回结构）
2.1程序结构图
主要表示程序间的调用关系。
2.2程序文件清单
子系统名 程序文件名 运行平台 编程语言 简要描述
3. 程序设计说明
程序文件名、 子系统名、 编写者、 编写日期
第 次修改、 修改人、 修改日期。
程序名称、程序功能描述
输入/输出项、主要数据结构
存取的数据库表和字段
调用的其它程序、调用的公共函数库或公共函数
算法、逻辑流程图
测试要点
4．用户界面设计说明
4．1用户界面图
可制作有关用户界面图集的附录参考。
4．2用户界面与模块关系表
用户界面名称 用户界面编号 隶属的子系统 相关模块名称 简要名称