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课程培训
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自动化培训课程体系（选修）
自动化培训课程体系（选修）课程目录
选修学习建议
课程详细大纲
AU1. 自动化基础理论与电工技术培训对象： 自动化入门人员、跨专业转岗人员、生产操作人员 培训目标： 掌握自动控制系统基本概念与电工基础理论，能够识读简单电气原理图，具备安全用电与基本电路分析能力 培训内容： 一、自动控制系统概述：自动控制系统定义与组成（输入/控制器/执行机构/被控对象/反馈），开环控制与闭环控制区别，典型工业自动化系统案例 二、电路基本概念：电流/电压/电阻/功率定义与关系，直流电路与交流电路，单相电与三相电，电路基本定律（欧姆定律/基尔霍夫定律） 三、常用电气元件识别：电阻/电容/电感特性与应用，二极管/三极管/晶闸管基础，继电器/接触器/断路器原理与选型 四、电机基础知识：直流电机工作原理，三相异步电动机结构特性，步进电机与伺服电机区别，电机铭牌参数识读 五、电气图纸识读：电气符号国家标准，原理图/接线图/布置图识读，电气回路分析（主回路/控制回路/信号回路） 六、常用电工工具与仪表：万用表使用（电压/电流/电阻测量），钳形电流表/兆欧表/示波器基础，剥线钳/压线钳/螺丝刀等工具使用规范 七、低压电器选型与应用：断路器/接触器/热继电器/熔断器/按钮/指示灯选型原则，器件参数计算与匹配，器件安装规范 八、基本电气控制线路：点动与自锁控制，正反转控制线路，顺序启停控制，Y-△降压启动控制 九、安全用电与防护：触电危害与类型，接地与接零保护，漏电保护器原理，电气安全操作规程，电工安全用具使用 十、PLC基础概念：PLC定义与特点（可靠性/灵活性/模块化），PLC与继电器控制系统对比，PLC发展历程与主流品牌（西门子/三菱/罗克韦尔/汇川） 十一、自动化系统典型架构：现场层（传感器/执行器），控制层（PLC/控制器），监控层（HMI/SCADA），管理层（MES/ERP） 十二、综合实践：典型电机控制电路分析与搭建，使用万用表测量电路参数，电气安全规范现场演练 AU2. 传感器与检测技术应用培训对象： 自动化工程师、设备调试人员、产线维护人员 培训目标： 掌握各类工业传感器工作原理与选型方法，能够正确安装、接线与调试传感器，具备检测系统设计与故障排查能力 培训内容： 一、传感器概述：传感器定义与组成（敏感元件/转换元件/测量电路），传感器静态特性（精度/线性度/灵敏度/迟滞），动态特性（响应时间/频率响应） 二、位置检测传感器：行程开关原理与应用，电感式接近开关（检测金属物体），电容式接近开关（可检测非金属），光电传感器类型（对射/反射/漫反射/槽型），安装调试注意事项 三、位移与距离测量：电位器式位移传感器，光栅尺与磁栅尺原理，激光测距传感器，超声波传感器，编码器（增量式/绝对式）原理与选型 四、速度与加速度检测：旋转编码器测速方法（M法/T法/MT法），霍尔传感器测速，光电式转速表，加速度传感器类型与应用 五、力与压力检测：应变片原理与电桥电路，压电式力传感器，压力传感器类型（压阻式/电容式/谐振式），压力开关应用 六、温度检测：热电偶原理与分度号（K型/E型/J型），热电阻（PT100/PT1000），红外测温原理，温度变送器选型与接线 七、流量与液位检测：流量计类型（电磁/涡街/超声波/质量流量），液位计类型（浮球/超声波/雷达/静压式），选型原则与安装要求 八、视觉传感器与机器视觉：工业相机类型（CCD/CMOS），镜头选型参数（焦距/光圈/景深），光源类型与打光技术，视觉检测基础应用 九、智能传感器与IO-Link：智能传感器特点（自诊断/自补偿/数字通信），IO-Link通信协议，传感器状态监测与预测性维护 十、传感器信号处理：信号类型（开关量/模拟量/数字量），模拟量标准（4-20mA/0-10V），信号隔离与抗干扰，A/D转换基础 十一、传感器选型与故障排查：选型流程（测量对象/环境/精度/输出），常见故障（无输出/误触发/漂移），故障排查方法 十二、综合实践：多类型传感器安装与调试，传感器信号接入PLC采集，传感器故障模拟与排查演练 AU3. 可编程逻辑控制器（PLC）基础与编程培训对象： 自动化工程师、电气技术人员、设备调试人员 培训目标： 掌握PLC工作原理与基础编程方法，能够使用梯形图完成典型控制程序设计，具备小型PLC系统设计与调试能力 培训内容： 一、PLC概述：PLC定义与起源，PLC与继电器控制系统对比优势，PLC分类（整体式/模块式），主流品牌（西门子/三菱/欧姆龙/罗克韦尔/汇川）特点 二、PLC硬件结构：CPU模块功能与性能指标，电源模块选型，数字量输入/输出模块（DI/DO），模拟量输入/输出模块（AI/AO），特殊功能模块 三、PLC工作原理：循环扫描工作方式，输入采样/程序执行/输出刷新三个阶段，扫描周期计算，立即输入/输出 四、PLC选型与I/O分配：选型依据（I/O点数/程序容量/通信要求），I/O地址分配原则，模块配置与组态 五、编程软件使用：软件安装与界面（博途/GX Works/CODESYS），工程创建与硬件组态，程序编写与下载，在线监视与调试 六、编程语言概述：梯形图（LD）特点与适用场景，指令表（IL），功能块图（FBD），结构化文本（ST），顺序功能图（SFC） 七、位逻辑指令：常开/常闭触点，线圈输出，置位/复位指令，边沿检测（上升沿/下降沿），取反指令 八、定时器指令：定时器类型（TON/TOF/TP/TONR），定时器参数设置，定时精度与范围，定时器典型应用（延时启动/延时停止/闪烁电路） 九、计数器指令：计数器类型（CTU/CTD/CTUD），计数器参数设置，计数器复位与保持，计数器典型应用 十、比较与传送指令：比较指令（等于/大于/小于/区间比较），数据传送指令（MOV），块传送指令 十一、程序控制指令：跳转指令，子程序调用，循环指令，结束与暂停指令 十二、综合实践：电动机正反转PLC控制程序设计，星三角降压启动程序设计，交通信号灯控制系统设计，程序下载与调试 AU4. PLC高级编程与系统集成（SCL/结构化编程）培训对象： 有PLC基础的工程师、系统集成人员、自动化软件开发人员 培训目标： 掌握高级编程语言与结构化编程方法，能够设计复杂控制程序，具备模块化开发与代码复用能力 培训内容： 一、高级编程语言概述：结构化文本（ST/SCL）特点与优势，SCL与梯形图对比，SCL适用场景（复杂算法/数据处理/数学运算） 二、SCL基础语法：变量声明与数据类型（基本类型/数组/结构体），表达式与运算符，赋值语句，注释规范 三、SCL程序控制：IF条件分支语句（单分支/多分支/嵌套），CASE多分支选择语句，FOR循环（确定次数循环），WHILE/REPEAT循环（条件循环） 四、SCL数据处理：数组操作（定义/初始化/访问），结构体应用，字符串处理函数，日期时间类型 五、函数与功能块：函数（FC）定义与调用，函数块（FB）与背景数据块，输入/输出参数定义，局部变量与静态变量 六、结构化编程方法：程序模块划分原则，功能块封装与复用，库文件创建与管理，代码可读性优化 七、复杂数据类型应用：用户自定义数据类型（UDT），多维数组处理，结构体嵌套，联合体 八、模拟量处理：模拟量输入标定（工程量转换），滤波算法实现（平均值/中值/一阶滞后），线性变换与曲线拟合 九、PID功能块应用：PID控制器参数与作用，PID功能块调用，PID自整定，手自动无扰切换 十、配方管理：配方数据结构设计，配方数据存储（DB块/数据块），配方下载与上传，配方选择与切换 十一、程序调试与优化：变量监控与强制，断点调试，程序运行时间优化，内存使用优化 十二、综合实践：基于SCL的PID温度控制系统设计，配方管理系统开发，多轴同步控制SCL实现 AU5. 人机界面（HMI）与组态监控技术培训对象： 自动化工程师、系统集成人员、现场操作人员 培训目标： 掌握HMI与组态软件设计方法，能够开发专业人机交互界面，实现过程监控、数据记录与报警管理 培训内容： 一、HMI与组态软件概述：人机界面作用与类型（文本显示器/触摸屏/工控机），组态软件概念，主流品牌（西门子/威纶通/昆仑通态/组态王） 二、HMI硬件与通信：HMI硬件结构，通信接口（RS232/RS485/Ethernet），与PLC通信配置，驱动安装与连接测试 三、工程创建与基础设置：项目新建与保存，通信参数配置，HMI型号选择，运行系统设置 四、画面组态基础：画面创建与管理，基本对象（按钮/指示灯/文本/图形），对象属性设置（颜色/尺寸/位置） 五、变量连接与动态化：变量定义与数据类型，变量连接（直接连接/地址连接），动态属性配置（可见性/颜色变化/闪烁），多语言切换 六、报警与事件管理：报警类型（离散报警/模拟量报警），报警组态与参数设置，报警显示与确认，报警记录与查询 七、数据记录与趋势图：数据记录组态，历史数据存储，趋势图控件配置（实时趋势/历史趋势），数据导出与分析 八、用户管理与权限：用户组与用户创建，权限等级划分，登录与注销界面设计，操作记录审计 九、配方与生产参数管理：配方数据结构设计，配方视图组态，配方导入/导出，配方下载到PLC 十、脚本与动画：脚本语言基础（VBS/JavaScript），事件触发脚本，动画效果实现（移动/旋转/闪烁） 十一、报表与打印：报表模板设计，数据导出（Excel/文本），打印设置与触发，生产报表生成 十二、综合实践：水泵站监控系统HMI设计（工艺流程/实时数据/报警/趋势/报表），HMI与PLC联调测试 AU6. 变频器与伺服运动控制系统培训对象： 自动化工程师、运动控制工程师、设备调试人员 培训目标： 掌握变频器与伺服驱动器原理及应用，能够完成电机调速系统设计与调试，具备单轴/多轴运动控制开发能力 培训内容： 一、交流调速基础：交流电机调速方法（变极/调压/变频），变频调速原理（V/F控制/矢量控制/直接转矩控制），变频器发展历程 二、变频器结构与原理：变频器主电路（整流/滤波/逆变），控制电路功能，IGBT开关原理，PWM调制技术 三、变频器选型与接线：变频器选型依据（电机功率/负载类型/控制方式），主回路接线（RST/U V W），控制端子功能与接线，制动电阻选配 四、变频器参数设置：基本参数（加减速时间/频率上下限/V/F曲线），控制方式选择（面板/端子/通信），多段速参数配置 五、变频器多段速控制：多段速原理与参数设置，通过PLC端子组合实现多速切换，多段速应用场景（输送线/风机/搅拌机） 六、模拟量调速控制：模拟量输入类型（0-10V/4-20mA），模拟量与频率对应关系，PLC模拟量模块与变频器连接，PID闭环调速 七、通信控制变频器：通信协议（Modbus/Profibus/PROFINET/CC-Link），通信参数设置，PLC通过通信读写变频器参数 八、伺服系统概述：伺服系统组成（伺服驱动器/伺服电机/编码器），伺服控制模式（位置/速度/转矩），与步进系统对比 九、伺服驱动器参数设置：电子齿轮比计算，刚性设置与调整，位置/速度/转矩模式参数配置，增益调整方法 十、PLC控制伺服基础：PLC脉冲输出指令，位置控制指令（相对定位/绝对定位），原点回归程序设计 十一、定位模块应用：定位模块功能与选型（西门子FM357/QD75），模块参数配置，多轴插补控制（直线插补/圆弧插补），电子凸轮应用 十二、综合实践：变频器多段速调速系统设计，伺服单轴定位控制系统，两轴联动插补运动控制编程与调试 AU7. 工业机器人编程与仿真培训对象： 机器人操作人员、自动化工程师、产线集成人员 培训目标： 掌握工业机器人基本操作与编程方法，能够使用仿真软件完成离线编程与轨迹规划，具备机器人工作站设计与调试能力 培训内容： 一、工业机器人概述：工业机器人定义与分类（关节型/SCARA/直角坐标），机器人主要应用领域（焊接/搬运/装配/喷涂），主流品牌（ABB/KUKA/FANUC/安川/埃斯顿） 二、机器人安全操作规范：机器人安全区域设置，急停与安全围栏，操作前安全检查，安全操作规程（上电/运行/调试） 三、机器人基本结构：机器人本体结构（基座/手臂/手腕），关节与轴系统，控制器与示教器，末端执行器接口 四、示教器基本操作：示教器界面与功能，手动操作模式（单轴/线性/重定位），坐标系切换（关节/世界/工具/工件），速度调节 五、机器人编程基础：编程语言概述（RAPID/KRL/INFORM），程序结构与指令格式，运动指令（关节/直线/圆弧/绝对位置） 六、坐标系建立与标定：工具坐标系TCP标定方法，工件坐标系建立，基坐标系定义，坐标系在编程中的应用 七、运动轨迹编程：点到点运动规划，连续轨迹编程，逼近点设置，轨迹精度控制 八、I/O通信与信号配置：数字量I/O配置，模拟量I/O应用，与外围设备（PLC/夹具/传感器）信号交互，工作联动控制 九、仿真软件入门（RobotStudio）：软件安装与界面，机器人工作站搭建，模型导入与布局，控制器配置 十、离线编程技术：离线编程优势（不占用设备/提前验证），轨迹生成方法（示教/导入CAD），路径优化与仿真 十一、机器人搬运/码垛编程：搬运程序结构（抓取/移动/放置），码垛模式计算，夹具控制逻辑，节拍优化 十二、综合实践：机器人模拟焊接轨迹编程，搬运工作站离线编程与仿真，机器人程序下载与现场调试 AU8. 工业网络与现场总线通信培训对象： 自动化工程师、网络工程师、系统集成人员 培训目标： 掌握工业网络基础与主流现场总线技术，能够设计工业通信网络，实现PLC/变频器/HMI/机器人等设备互联互通 培训内容： 一、工业网络概述：工业网络体系结构（现场层/控制层/管理层），工业网络特点（实时性/可靠性/确定性），OSI七层模型 二、串行通信基础：RS232接口特性（引脚定义/通信距离/速率限制），RS485接口（差分信号/多站通信/终端电阻），串口调试工具使用 三、Modbus通信协议：Modbus协议概述（Modbus RTU/ASCII/TCP），Modbus报文结构，主站与从站配置，PLC实现Modbus通信 四、PROFIBUS现场总线：PROFIBUS-DP/PA区别，总线拓扑与终端，主从站通信机制，GSD文件配置，诊断与故障排查 五、工业以太网基础：以太网在工业中的应用，工业以太网交换机，IP地址与子网规划，TCP/UDP协议 六、PROFINET通信：PROFINET实时通信等级（RT/IRT），设备名称与IP配置，GSDML文件安装，设备间循环数据交换 七、EtherNet/IP网络：EtherNet/IP协议栈，CIP通用工业协议，显式/隐式报文，EDS文件配置 八、CC-Link现场总线：CC-Link网络特点（高速/简单/低成本），主站/本地站/远程站配置，CC-Link IE（工业以太网）简介 九、工业无线通信：无线通信应用场景，WIA-FA/ WirelessHART/ISA100标准，工业WiFi配置，无线与有线网络集成 十、OPC通信标准：OPC Classic与OPC UA对比，OPC UA服务器/客户端配置，跨平台数据交换，OPC与物联网集成 十一、工业网络安全基础：工业控制系统安全风险，网络隔离与防火墙，VPN远程访问，访问控制与权限管理 十二、综合实践：多品牌PLC/变频器/HMI组网通信，PROFINET网络配置与诊断，OPC UA数据采集系统搭建 AU9. 自动化生产线集成与调试培训对象： 系统集成工程师、项目调试人员、自动化产线维护人员 培训目标： 掌握自动化生产线集成方法，能够完成从需求分析、设备选型、系统集成到联调交付的全流程工作 培训内容： 一、自动化生产线概述：典型自动化生产线组成（供料/加工/装配/检测/分拣/输送），集成式与分布式控制结构，MES系统对接 二、项目需求分析与方案设计：客户需求调研（产能/工艺/精度/节拍），技术方案编制，设备选型与BOM清单，系统架构设计 三、气动与液压系统基础：气动元件（气缸/电磁阀/气源处理/Festo/SMC选型），气动回路设计，真空系统应用，液压系统基础 四、输送系统集成：皮带线/滚筒线/倍速链选型，变频器调速控制，定位与停止控制，输送线与工作站衔接 五、供料与加工单元集成：振动盘上料器选型与调试，切割/钻孔/打磨等加工单元控制，加工参数设定与监控 六、装配与检测单元集成：压装/拧紧/涂胶等装配工艺控制，视觉检测系统集成，传感器测量数据采集，SPC统计过程控制 七、分拣与搬运单元集成：气动推杆分拣，机器人搬运与码垛，分拣逻辑编程（按颜色/尺寸/缺陷），皮带同步控制 八、MES系统对接：生产订单下发，工艺参数下载，生产数据上传，质量数据追溯，设备状态监控 九、PLC程序架构设计：主程序循环结构，各工作站程序模块划分，数据块设计，报警与安全逻辑 十、HMI集中监控设计：产线总览画面，各工作站细览画面，报警汇总与处理，生产报表查询 十一、系统联调流程：单站调试（I/O测试/手动功能），空载联调（逻辑顺序/互锁），带料联调（节拍/工艺），故障模拟与恢复 十二、综合实践：小型自动化生产线（供料+加工+装配+分拣）集成与调试，从硬件接线到PLC编程到HMI监控全流程 AU10. 过程控制与PID调节技术培训对象： 过程控制工程师、自动化技术人员、暖通/化工/水处理行业人员 培训目标： 掌握过程控制系统原理与PID调节技术，能够设计温度/压力/流量/液位闭环控制系统，具备PID参数整定能力 培训内容： 一、过程控制概述：过程控制特点（连续/慢时变/大滞后），过程控制系统组成（被控对象/传感器/控制器/执行器），典型控制参数（温度/压力/流量/液位/成分） 二、PID控制原理：PID控制器各环节作用（比例/积分/微分），P控制/I控制/D控制特性，PID控制规律（P/PI/PD/PID） 三、PID参数物理意义：比例带与放大倍数，积分时间与消除静差，微分时间与抑制超调，参数对系统响应影响 四、PID控制器类型：模拟PID控制器，数字PID控制器（位置式/增量式），PLC中PID功能块参数 五、PID参数整定方法：经验试凑法（先P后I再D），临界比例度法（Ziegler-Nichols），衰减曲线法，自整定功能应用 六、单回路控制系统设计：被控对象特性分析，传感器与变送器选型，执行机构选择（调节阀/变频器/加热器），控制器配置 七、串级控制系统：串级控制原理（主环+副环），串级控制优势（抗干扰/改善动态），主/副控制器参数整定，应用场景（加热炉/精馏塔） 八、前馈-反馈控制：前馈控制原理（扰动补偿），前馈与反馈结合，静态前馈与动态前馈，大滞后系统控制 九、比值控制系统：比值控制类型（单闭环比值/双闭环比值），比值计算与实现，应用场景（配料/中和反应） 十、分程与选择性控制：分程控制原理（一个控制器控制多个执行器），选择性控制（超驰控制），应用场景（压力保护/防喘振） 十一、PLC过程控制实现：模拟量采集与滤波，PID功能块调用，手自动无扰切换，输出限幅与积分分离 十二、综合实践：水箱液位PID控制系统设计与调试，温度PID参数整定实验，锅炉压力控制系统仿真与实战 AU11. 电气制图与CAD设计培训对象： 电气设计人员、自动化工程师、项目文档人员 培训目标： 掌握电气制图规范与CAD软件使用，能够设计绘制电气原理图/接线图/布局图，具备完整电气图纸输出能力 培训内容： 一、电气制图规范：电气制图国家标准（GB/T 6988/GB 4728），图纸幅面与标题栏，图线类型与用途，文字符号与项目代号 二、电气符号标准：常用电气元件图形符号（电机/变压器/开关/继电器/接触器/传感器/PLC），符号绘制规范，符号库使用 三、电气原理图设计：主电路绘制规范（动力回路），控制电路绘制规范（逻辑回路），信号与指示回路，图纸编号与页面关联 四、电气接线图设计：端子排图设计，电缆与导线规格标注，接线点对点关系，线号标注规范 五、电气布局图设计：控制柜元件布置原则，柜内布局图绘制，柜面元件布置，安装板开孔图 六、PLC模块接线图：数字量输入/输出模块接线，模拟量模块接线，通信模块接线，电源模块配线 七、CAD电气版软件入门（EPLAN/AutoCAD Electrical）：软件界面与工作环境，项目创建与管理，符号库与部件库 八、CAD电气设计流程：项目结构规划（高层代号/位置代号），页结构创建，原理图绘制，端子/电缆/PLC图表生成 九、宏与模板应用：宏的定义与创建，宏变量与参数，项目模板定制，标准化设计方法 十、部件库与管理：部件库数据结构（编号/型号/技术数据/图形宏），部件选择与插入，部件数据更新 十一、报表自动生成：端子图表生成，电缆图表生成，部件列表生成，接线图生成，PLC图表生成 十二、综合实践：中小型控制系统电气图纸完整设计（原理图/接线图/布局图/报表），图纸打印与PDF输出 AU12. 自动化系统故障诊断与维护培训对象： 现场维护人员、设备调试工程师、产线运维人员 培训目标： 掌握自动化系统故障诊断方法与维护技术，能够快速定位并排除常见故障，具备预防性维护计划制定能力 培训内容： 一、故障诊断基础：故障类型（硬件故障/软件故障/通信故障/传感器故障），故障等级划分，故障诊断流程（观察/分析/隔离/排除/验证） 二、电气系统故障排查：电源故障（缺相/电压异常/短路/漏电），继电器/接触器故障（触点烧蚀/线圈烧毁），电机故障（过载/缺相/绝缘下降），万用表/兆欧表/钳形表使用 三、传感器故障诊断：接近开关故障（检测距离/响应频率），光电传感器故障（对光/污染/盲区），编码器故障（信号丢失/脉冲异常），模拟量传感器故障（漂移/断线/干扰） 四、PLC系统故障诊断：CPU状态指示灯含义，电源模块故障排查，I/O模块故障（通道损坏/地址冲突），程序异常（死循环/看门狗超时） 五、PLC故障诊断工具使用：软件在线监视，变量表监控与强制，状态图表使用，诊断缓冲区读取，交叉引用分析 六、HMI/触摸屏故障：黑屏/白屏/花屏原因，通信中断排查，触摸失灵校准，画面文件损坏恢复 七、变频器/伺服故障：故障代码查询与解读，常见故障（过流/过压/过载/过热/接地），参数误设置排查，主回路检测方法 八、工业网络通信故障：物理层排查（线缆/接头/终端电阻），通信指示灯诊断，协议层分析（报文监控），网络抓包分析基础 九、自动化生产线故障诊断：单站故障隔离，互锁条件检查，时序逻辑错误分析，节拍异常排查 十、预防性维护计划：维护计划制定（日常/周/月/年），易损件清单与备件管理，点检表设计，维护记录与档案 十一、预测性维护技术：状态监测方法（振动/温度/电流），趋势分析与预警，故障预测模型基础，PHM技术简介 十二、综合实践：典型自动化产线故障模拟与排查演练，故障诊断流程实战，预防性维护计划编制
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