電氣控制與PLC課程教學(xué)大綱

1、電氣控制與PLC課程教學(xué)大綱課程編碼： 課程性質(zhì)：專業(yè)必修課 課 時： 36 學(xué) 分：2 開課學(xué)期： 第五學(xué)期 先修課程：單片機(jī)基礎(chǔ)與C51語言編程 適用專業(yè)： 電氣工程及其自動化 課程簡介： 本課程屬于專業(yè)必修課，一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，是自動化、電氣工程及其自動化、機(jī)械電氣設(shè)備、電子信息等相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)課程。集微電子技術(shù)，自動化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)為一體，以工業(yè)自動化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。目前已在工業(yè)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為各行業(yè)的通用控制核心產(chǎn)品。本課程主要學(xué)習(xí)PLC型號選型與硬件配置方法、編程語言及其PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試步驟。一、課程教

2、學(xué)目標(biāo)本課程的目標(biāo)是通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握常用控制電器的用途、基本結(jié)構(gòu)、基本原理和選擇方法；掌握常用電器控制線路的分析方法；了解PLC的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理、和應(yīng)用領(lǐng)域；掌握PLC的編程元件和基本邏輯指令的功能和使用方法；基本掌握PLC梯形圖程序的分析和設(shè)計方法、步進(jìn)順序控制指令及其設(shè)計方法、熟悉PLC功能指令、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試步驟；掌握PLC型號的選擇方法和PLC硬件的配置方法，為學(xué)生今后從事可編程控制器在自動化及電氣自動化設(shè)備應(yīng)用的工作中打下良好的基礎(chǔ)二、課程重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電氣控制線路圖、梯形圖及對應(yīng)指令、步進(jìn)順序流程圖及對應(yīng)指令。難點(diǎn)：梯形圖和步進(jìn)順序流程圖的設(shè)計、編

3、寫、調(diào)試與實際應(yīng)用。三、整體課時分配章節(jié)序號章節(jié)名稱理論學(xué)時實驗學(xué)時1電氣控制基本知識62可編程控制器概述23可編程控制器的組成與原理6三菱FX系列可編程控制器44FX系列PLC基本指令6125SFC步進(jìn)指令436功能指令27特殊功能模塊238可編程控制器的應(yīng)用29其他系列PLC簡介（西門子S7系列）2合計36四、課程內(nèi)容安排（一）總論（或緒論、概論等）主要內(nèi)容：概述本課程的主要教學(xué)內(nèi)容為學(xué)習(xí)常用低壓電器基本知識、三菱FX系列編程控制器的特點(diǎn)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)（包括基本指令、功能指令和梯形圖）、編程規(guī)則和典型編程環(huán)節(jié)、模擬量輸入/輸出模塊、數(shù)據(jù)通信模塊，、可編程控制器的應(yīng)用以及可編

4、程控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試和維護(hù)方法教學(xué)要求：向?qū)W生講解本課程的教學(xué)內(nèi)容、章節(jié)與學(xué)時安排、理論知識對應(yīng)于實踐實驗環(huán)節(jié)等。簡單概述本課程主要（二）第一章 電氣控制基本知識 主要內(nèi)容：常用低壓電器(按鈕、各種開關(guān)、各種繼電器、接觸器等)；基本電氣控制線路(基于繼電器、接觸器控制的電動機(jī)的啟、停、正反轉(zhuǎn)、跟中制動等設(shè)計思想與對應(yīng)典型電氣控制電路圖)教學(xué)要求：要求學(xué)生了解常用低壓電器的種類、功能、型號與應(yīng)用方法；掌握基于繼電器、接觸器設(shè)計的典型控制電路思路與方法。為學(xué)習(xí)PLC打下基礎(chǔ)。（三）第二章 可編程控制器概論主要內(nèi)容：可編程控制器（PLC）的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)、分類、性能指標(biāo)、應(yīng)用、發(fā)展以及與其他工控

5、系統(tǒng)的比較。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解可編程控制器（PLC）的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用；掌握可編程控制器（PLC）的分類、性能指標(biāo)。（四）第三章 可編程控制器的組成與原理主要內(nèi)容：可編程控制器（PLC）的組成、等效電路、輸入輸出接線方式、基本工作原理、編程語言。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解可編程控制器（PLC）的基本工作原理、等效電路、編程語言的種類；掌握可編程控制器（PLC）的組成、輸入輸出接線方式。重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決辦法：可編程控制器（PLC）的基本工作原理是本章的重難點(diǎn)，運(yùn)用知識遷移的方法，讓學(xué)生回憶單片機(jī)基礎(chǔ)課程中單片機(jī)的工作原理，來引導(dǎo)學(xué)生思考與PLC的相同點(diǎn)與不同之處。（五）第四章 三菱FX系列可編程

6、控制器主要內(nèi)容：FX系列可編程控制器的特點(diǎn)、系統(tǒng)配置、性能指標(biāo)、元器件等。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解FX系列可編程控制器（PLC）的工作原理、特點(diǎn)；掌握FX系列可編程控制器（PLC）的型號、元器件（定時器、計數(shù)器、輔助繼電器、特殊功能輔助繼電器）。重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決辦法：定時器、計數(shù)器的工作原理與應(yīng)用是本章的重難點(diǎn)，列舉經(jīng)典例子，深入淺出的講解定時器、計數(shù)器的原理與用法，配備部分多媒體演示。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：通過讓學(xué)生思考并動手設(shè)計一些典型的于定時器、計數(shù)器有關(guān)的電路，加深學(xué)生的理解與應(yīng)用程度。（六）第五章 PLC基本指令主要內(nèi)容：FX系列可編程控制器的基本指令、梯形圖編程規(guī)則、典型編程環(huán)節(jié)。教學(xué)要求：

7、要求學(xué)生了解梯形圖編程規(guī)則；掌握可編程控制器的基本指令、典型編程環(huán)節(jié)。重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決辦法：可編程控制器（PLC）的基本指令的運(yùn)用與典型編程環(huán)節(jié)是本章的重難點(diǎn)，講解時始終貫徹可編程控制器（PLC）的工作原理，即集中采樣、程序執(zhí)行、集中輸出來向?qū)W生讀解基本指令的運(yùn)用技巧與梯形圖的編程經(jīng)驗。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：以學(xué)校門口的按鈕交通燈開設(shè)討論課，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用梯形圖自行設(shè)計程序；開設(shè)相關(guān)實驗，要求學(xué)生運(yùn)用梯形圖來設(shè)計編寫控制程序，如三相鼠籠式異步電動機(jī)星三角換接啟動實驗、十字路口交通燈等等。（七）第六章 步進(jìn)順控指令主要內(nèi)容：順序功能圖、步進(jìn)指令STL/RET、順序功能圖的編程、步進(jìn)指令的應(yīng)用教學(xué)要求：要求

8、學(xué)生了解順序功能圖編程規(guī)則；掌握步進(jìn)指令STL/RET、順序功能圖的編程設(shè)計方法與應(yīng)用。重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決辦法：順序功能圖的編程方法與應(yīng)用是本章的重難點(diǎn)，講解時引入C語言中的程序流程圖，課深入淺出的講解順序功能圖的編程設(shè)計方法與技巧。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：以飲料生產(chǎn)線為例開設(shè)討論課，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用順序功能圖自行設(shè)計程序；開設(shè)相關(guān)實驗，要求學(xué)生運(yùn)用順序功能圖設(shè)計編寫控制程序，如十字路口交通燈、直線運(yùn)動控制系統(tǒng)實驗等等。（八）第七章 功能指令主要內(nèi)容：功能指令定義、結(jié)構(gòu)、運(yùn)用方法、FX系列PLC的重要功能指令教學(xué)要求：要求學(xué)生了解功能指令定義、結(jié)構(gòu)；掌握幾個重要功能指令的運(yùn)用方法，如（MOV、ADD、SUB、

9、INC、DEC、FOR NEXT、CJ、CALL、SRET、IRET、WAND、WOR、WXOR、NEG、ROR、ROL、FOM、TO等）。（九）第九章 特殊功能模塊主要內(nèi)容：模擬量輸入輸出模塊、高速計數(shù)位置控制模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、人機(jī)界面GOT。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解模擬量輸入輸出模塊、高速計數(shù)位置控制模塊、數(shù)據(jù)通信模塊人機(jī)界面GOT的型號與對應(yīng)功能；掌握一種模擬量輸入輸出模塊和一種人機(jī)界面GOT。重點(diǎn)、難點(diǎn)與解決辦法：具體講解一種模擬量輸入輸出模塊和一種人機(jī)界面GOT是本章的重難點(diǎn)。通過引入典型簡單的例程來講解具體的使用方法。讓學(xué)生通過例程來學(xué)習(xí)。（十）第十章 可編程控制器的應(yīng)用主要內(nèi)容：

10、可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計方法、選型、系統(tǒng)調(diào)試、系統(tǒng)維護(hù)教學(xué)要求：要求學(xué)生了解可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計方法、選型、系統(tǒng)調(diào)試、系統(tǒng)維護(hù)。（十一）第十一章 其它常用PLC簡介主要內(nèi)容：主要介紹西門子S7系列PLC，簡單概述日本歐姆龍和松下的PLC。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解可日本歐姆龍和松下的PLC；基本掌握西門子與三菱PLC的相同之處與不同之處。五、教材與學(xué)習(xí)資源1.可編程控制器原理及應(yīng)用，董愛華主編，第一版，中國電力出版社，2009年2可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計，于慶廣，清華大學(xué)出版社，2004年3PLC編程及應(yīng)用，廖常初，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年4.可編程控制器原理及應(yīng)用高等教育出版社，孫平主，2003年六、先修課程要求及教學(xué)策略與方法建議先修課程要求：在先修課程中，要掌握模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)基礎(chǔ)與C51語言編程、傳感器與檢測技術(shù)相關(guān)知識。教學(xué)策略與方法建議：本課程各章節(jié)重點(diǎn)突出，在課堂教授時，要深入講解經(jīng)典例題，使學(xué)生印象深刻，概念清晰，牢固掌握，并在講授中應(yīng)注意引入現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的新成果。對重點(diǎn)內(nèi)容，要引發(fā)學(xué)生自學(xué)，不斷創(chuàng)新探討更深層次的知識。本課程理論性強(qiáng)，又與實際聯(lián)系緊密，教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思