电气控制及PLC技术教学大纲

《电气控制及PLC技术》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号: 课程中文名称 课程英文名称 课程类别 适用专业 开课学期 总 学 时 总 学 分 先修课程 08060602003D 电气控制及PLC技术 Electrical Control & PLC Technology 专业选修课 电气工程及其自动化 第六学期 64 学时(理论教学52学时,实验12学时) 4 电机学,电路分析基础,数字电子技术 本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课。 课程系统讲授常 用低压电器的原理、结构特点、主要技术参数和类型、图形符号和文字 符号及选用。以电动机或其他执行电器为控制对象,介绍电气控制的基 课程简介 本原理、典型控制线路及设计方法。介绍可编程控制器(PLC)的硬件 结构、 工作原理、 PLC的编程语言与指令系统 (FX2系列或S7-200系列) , 编程及控制设计方法等。 方承远, 张振国. 工厂电气控制技术 (第3版)[M]. 北京: 机械工业出版 建议教材 社, 2007 [1] 张振国, 方承远. 工厂电气与 PLC 控制技术(第 4 版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2011 [2] 陈建明. 电气控制与 PLC 应用(第 2 版)[M]. 北京: 电子工业出版 参考资料 社, 2010 [3] 三菱公司 FX1N 系列和 FX2N 系列可编程序控制器使用手册[M]. 2004 [4] 西门子 S7-200(或 S7-300)系列可编程序控制器使用手册[M]. 2005 [5] 陈立定. 电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M]. 北京:机械 工业出版社, 2007

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二、课程教学目标
通过本课程的理论教学,让学生熟练掌握常用控制电器、电气控制基本线路的构成、原理与用途, 具备一般电气控制线路的独立分析和设计能力。熟悉可编程控制器(PLC)的硬件构成、工作原理、 编程语言、指令系统与编程方法。通过实验,获得小型 PLC 控制系统的应用程序设计与调试的方法, 培养学生的创新能力和动手实践能力。

三、理论教学内容与要求
1 继电接触逻辑控制基础 (18 学时) 教学内容 (1)电器的基本知识 要求程度 了解电器的分类;了解电磁式电器的工作原理与结构特 点;了解电弧的产生,掌握常用的灭弧方法。 (2)常用低压电器 了解常用低压电器的基本结构;理解常用低压电器使用 和选用的注意事项;掌握常用低压电器的用途;掌握低 压电器图形符号和文字符号。 (3)电气控制系统图的类型及有关规定 了解电器系统图的分类;理解绘制电气原理图应遵循的 基本原则;理解图面分区,符号位置的索引等。 (4)电气控制的基本线路 掌握笼型三相异步电动机的点动、正反向、自动往复控 制线路; 掌握笼型三相异步电动机减压启动控制线路 (定 子串电阻起动控制线路,星三角换接起动控制线路,自 耦变压器减压启动,延边三角形减压启动控制线路) ;掌 握三相绕线转子异步电动机以时间为原则的转子回路串 接电阻起动控制线路;理解转子回路串频敏电阻启动控 制线路;三相异步电动机变极调速控制线路;理解三相 异步电机的制动控制线路;了解直流电机的控制线路。 掌握电气控制的保护环节。 (5)电气控制线路分析基础 (6)x62w型卧式万能铣床电气控制线路 分析 2 可编程序控制器的组成与工作原理(8 学时) 教学内容 (1)PLC概述 要求程度 理解PLC的定义;了解PLC的特点、分类、发展方向等。 理解PLC的基本硬件组成;了解各部分的作用;了解三菱 (2)PLC的基本组成 FX2型PLC的基本单元、 扩展单元、 扩展模块的型号规格; 掌握PLC的编程软器件(X、Y、M、S、K/H、T、C、V/Z、 P/I)
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掌握电气原理图的阅读分析方法和步骤。 了解x62w型卧式万能铣床电气控制线路。

掌握PLC的工作方式;理解输入采样、用户程序执行、输 (3)PLC的基本工作原理 出刷新阶段的工作内容与特点;理解扫描周期;了解PLC 的I/O响应时间,提高响应速度的措施。 (4)PLC的I/O系统 了解PLC的I/O寻址方式; 掌握三菱FX2型PLC包含特殊功 能模块和扩展单元的端口地址分配;理解开关量输入接 口电路的三种输入方式,开关量输出接口电路的三种输 出方式。 (5) PLC的定时器与计数器 掌握定时器、计数器的使用,定时器设定值的计算。

3 PLC的编程语言与指令系统(12 学时) 教学内容 (1)PLC的编程语言 要求程度 了解常用的编程语言种类;掌握梯形图、语句表、顺序 功能图格式。 (2)PLC的基本指令及其编程应用 (3)PLC 的步进指令及其编程应用 掌握FX2系列PLC的基本指令及其编程应用;了解S7-200 指令系统。 理解步进指令及其编程应用 了解功能指令的分类;理解功能指令的表示方法,梯形 (4)PLC的功能指令及其编程应用 图格式,应用功能;功能指令中操作数的类型;掌握常 用功能指令的应用编程。(如:跳转、传送、比较、循 环与移位、算术运算等。) 4 PLC的特殊功能I/O模块(4 学时) 教学内容 (1)模拟量输入、输出处理模块 (2)高速处理模块(简介) (3)联网与通信模块(简介) 要求程度 了解特殊功能I/O模块的类型;了解FX-4AD、FX-2DA的 设置。 了解FX-1HC的技术指标及模块应用。 了解PLC联网与通信基本知识,数据通信方式、网络通信 协议等概念。 5 编程器、编程软件及其应用(2 学时) 教学内容 (1)手持式简易编程器及其应用 (2)带CRT编程器、编程软件及其应用 要求程度 了解FX-20P-E的组成及在线编程、监视/测试应用。 掌握PLC编程软件的主要功能及应用。

6 PLC控制系统的设计与应用(4 学时) 教学内容 (1)PLC控制系统的设计方法 要求程度 了解PLC控制系统的设计方法和步骤;使用时的注意事 项;理解PLC编程规则及注意事项。
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(2)PLC主机及其模块的选用 (3)PLC应用程序设计方法 (4)PLC控制系统的安装与布局

了解PLC选型的基本原则。 理解常用典型电路;掌握编程方法。 了解低压控制设备布局基本原则。

7 电气控制装置设计基础(4 学时) 教学内容 (1)电气控制装置设计的一般原则、基本 内容和设计程序 (2)电气控制原理线路设计的方法与步骤 要求程度 了解电气控制设计的一般原则,基本任务与内容;理解 电气控制设计的一般程序。 理解电气原理图设计的基本步骤和方法;理解原理图设 计中的注意的问题。 了解各种电气保护类型及实现方法;掌握三相异步电动 机的控制电路中常用保护环节。 理解各种参数的计算和器件的选择;掌握常用电器元件 的选择依据。 了解电气控制装置工艺设计的主要内容,设计程序,各 种图样、资料的用途。

(3)电气保护类型及实现方法 (4)电气控制线路设计中的主要参数计算 及常用电器元件选择 (5)电气控制装置工艺设计(自学)

四、实验教学内容与要求
教学内容 (1)电动机的点动、连续和正反转控制线 路(2学时) 要求程度 掌握电动机点动、连续和正反转控制线路的接线方法; 掌握根据出现的情况排除线路故障的方法。 掌握简易编程器的使用方法,编程软件的使用,能够利 (2)基本指练*实验(2学时) 用基本指令编写程序,如电机正反转;掌握基本指令的 使用方法。 (3)PLC控制的十字路口交通灯实验(2 学时) (4) PLC 控制三相异步电动机的星/三角起 动实验(2 学时) (5)PLC 控制七段数码管显示实验(2 学 时) (6)天塔之光实验(2 学时) 掌握PLC的硬件接线方法、程序的编写与调试方法。 掌握PLC的硬件接线方法, 熟悉计算机编程软件的使用方 法;掌握PLC的基本指令、定时器、计数器的正确使用方 法。 掌握PLC控制三相异步电动机的星/三角起动的硬件接线 方法;掌握程序的编写与调试方法。 掌握PLC的硬件接线方法、程序的编写与调试方法。

五、考核方式
采用期末考试、*时考核和实验相结合的考核方式。总成绩为100分,其中期末考试成绩占总成绩 的60%,*时成绩(包括作业、出勤、课堂小测验等)占总成绩的20%,实验成绩占总成绩的20%。

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