《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《電氣控制與PLC技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)（中文）電氣控制與PLC技術(shù)課程名稱(chēng)（英文）ElectricalcontrolandPLC課程代碼05120086課程性質(zhì)選修課課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)選修課程考核形式考查總學(xué)分（學(xué)時(shí)/周）2.5(48)理論學(xué)分（學(xué)時(shí)）2(32)實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)學(xué)分（學(xué)時(shí)/周）0.5(16)先修課程單片機(jī)與接口技術(shù)后續(xù)課程適應(yīng)范圍全日制本科面向?qū)I(yè)電子信息工程開(kāi)課學(xué)期4開(kāi)課學(xué)院電子與信息工程學(xué)院二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理，能夠分析基本電氣控制線路，了解PLC技術(shù)的基本概念，掌握T型圖的編程方法，能夠根據(jù)理論知識(shí)分析、解釋工程問(wèn)題。課程目標(biāo)2：具有追求科技創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)，具有初步的科學(xué)研究和科技開(kāi)發(fā)能力。掌握一款或多款組態(tài)軟件，能借助組態(tài)軟件并根據(jù)實(shí)際工程需求設(shè)計(jì)控制程序，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。課程目標(biāo)3：具有對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的能力。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案操作實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與解釋?zhuān)⒌贸鲇行ЫY(jié)論，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求、指標(biāo)點(diǎn)與本課程的課程目標(biāo)的之間對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：支撐的畢業(yè)要求涉及的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)本課程的課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4掌握電子信息工程及相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并能將其應(yīng)用于分析和解決電子信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3H3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.1掌握設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)電子信息工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案所需要的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和開(kāi)發(fā)工具。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2M5使用現(xiàn)代工具5.2能針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題，選擇并合理使用軟硬件設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3M本課程的各個(gè)課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的權(quán)值矩陣如下表所示：畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)1.4畢業(yè)要求指標(biāo)3.1畢業(yè)要求指標(biāo)5.2課程目標(biāo)10.50.30.2課程目標(biāo)20.30.50.3課程目標(biāo)30.20.20.5四、課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容及資源對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)要求教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1一、常用低壓電器2①介紹低壓電器的特點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)低壓隔離電器和控制電器有明確認(rèn)識(shí)；②掌握常用低壓電器的工作原理、分類(lèi)及基本知識(shí)；③掌握電氣控制電路圖的分析，能識(shí)圖讀圖。講授工程案例分析課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22二、典型電氣控制線路分析與設(shè)計(jì)4①掌握三相異步電機(jī)的起動(dòng)控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、調(diào)速控制等控制線路；②能夠分析常用電氣線路的控制過(guò)程，了解其中的保護(hù)措施。講授工程案例分析課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23三、PLC概述與S7-1200的硬件組態(tài)4①掌握PLC的基本工作原理，了解S7-1200的硬件；②熟悉組態(tài)原理，能熟練使用組態(tài)軟件進(jìn)行PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)設(shè)計(jì)。講授工程案例分析課堂討論課堂練習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24四、S7-1200程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2①了解PLC的5種編程語(yǔ)言；②掌握數(shù)據(jù)類(lèi)型與系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)；③熟練掌握用戶(hù)程序下載、調(diào)試與仿真。講授課堂討論課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35五、S7-1200的指令系統(tǒng)與程序結(jié)構(gòu)8①掌握PLC的基本邏輯控制指令，定時(shí)、計(jì)數(shù)指令及其它常用應(yīng)用指令系統(tǒng)；②掌握較簡(jiǎn)單的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；③掌握PLC用戶(hù)程序的組織架構(gòu)。講授課堂討論課堂練習(xí)習(xí)題詳解課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36六、數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法2①熟練掌握順控法程序設(shè)計(jì)思路；②熟練將順控圖轉(zhuǎn)換成T型圖，能根據(jù)工程需求設(shè)計(jì)控制程序。講授課堂討論課堂練習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37七、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信4①了解網(wǎng)絡(luò)通信原理，掌握常用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(RS485,RS232,RS422等)，②熟悉如Modbus、Profibus、Profinet等通信協(xié)議的運(yùn)行機(jī)理。講授工程案例分析課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)28八、HMI組態(tài)與應(yīng)用2了解HMI組態(tài)的基本步驟，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的組態(tài)設(shè)計(jì)講授工程案例分析課堂討論課程目標(biāo)2課程目標(biāo)38八、S7-1200在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用2掌握PID模塊的使用，能設(shè)計(jì)閉環(huán)系統(tǒng)。講授工程案例分析課堂討論課程目標(biāo)2課程目標(biāo)39S7-1200多語(yǔ)言混合編程2熟悉PLC的FBD語(yǔ)言、ST語(yǔ)言、SFC語(yǔ)言講授工程案例展示課堂練習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)39九、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二TIAPortal軟件認(rèn)知與S7-1200硬件組態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三定時(shí)器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五交通燈的順控法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六模擬量采集與通信實(shí)驗(yàn)16課堂操作練習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3五、課程思政在課堂教學(xué)中注重傳授知識(shí)和技能的同時(shí)，教育學(xué)生樹(shù)立一個(gè)電氣工程師該有的價(jià)值觀、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷、思辨意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作等。序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)思政要素切入點(diǎn)育人目標(biāo)1緒論通過(guò)引入智能制造生產(chǎn)線的視頻案例，闡述《中國(guó)制造2025》和工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要性，電氣工程專(zhuān)業(yè)作為智能制造領(lǐng)域不可或缺的一門(mén)學(xué)科，范圍延伸到各個(gè)領(lǐng)域，涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，電氣控制技術(shù)等諸多領(lǐng)域，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和工業(yè)4.0的不斷推進(jìn)，電氣工程的專(zhuān)業(yè)人才需求會(huì)越來(lái)越多。培養(yǎng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的意識(shí)，盡早明確自身發(fā)展目標(biāo)，制定職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，引導(dǎo)學(xué)生要讀專(zhuān)業(yè)的書(shū)、做專(zhuān)業(yè)的事。2PLC概述通過(guò)對(duì)PLC十大品牌的描述，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到國(guó)產(chǎn)PLC與歐美、日系品牌PLC之間的差距，為防止將來(lái)遭人卡脖子，要堅(jiān)定學(xué)生做好、用好國(guó)產(chǎn)PLC的信念；通過(guò)對(duì)PLC應(yīng)用領(lǐng)域與市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分析，激發(fā)學(xué)生投身專(zhuān)業(yè)工作、做一個(gè)大國(guó)工匠的熱情。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)思維，促進(jìn)PLC技術(shù)的發(fā)展。3實(shí)驗(yàn)以任務(wù)為導(dǎo)向，開(kāi)展分組、分工實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到問(wèn)題，不輕易指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主分析問(wèn)題、提出解決思路、寫(xiě)進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)其工匠精神。培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的工作態(tài)度，激發(fā)學(xué)生從事PLC技術(shù)工作的熱情，立志成為一名大國(guó)工匠。六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定總評(píng)計(jì)分制：百分制（√）；五級(jí)分制（）；兩級(jí)分制（）考核方式：考試（）；考查（√）1.課程考核與成績(jī)占比圍繞課程目標(biāo)，本課程的考核形式及占比包括：平時(shí)作業(yè)10%、課堂表現(xiàn)(測(cè)試)10%、課程實(shí)驗(yàn)（含實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告）20%、期末考試60%。課程目標(biāo)與考核內(nèi)容、考核形式及占比的關(guān)系如下表所示：課程目標(biāo)考核內(nèi)容考核形式占比課程目標(biāo)1：掌握繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理，能夠分析基本電氣控制線路，了解PLC技術(shù)的基本概念，掌握T型圖的編程方法，能夠根據(jù)理論知識(shí)分析、解釋工程問(wèn)題。繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理以及由這些器件構(gòu)成的電氣線路分析、設(shè)計(jì)；PLC定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用以及簡(jiǎn)單的程序分析設(shè)計(jì)平時(shí)作業(yè)10%課堂表現(xiàn)(測(cè)試)10%期末考試20%課程目標(biāo)2：具有追求科技創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)，具有初步的科學(xué)研究和科技開(kāi)發(fā)能力。掌握一款或多款組態(tài)軟件，能借助組態(tài)軟件并根據(jù)實(shí)際工程需求設(shè)計(jì)控制程序，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。分析較復(fù)雜的程序邏輯、借助組態(tài)軟件，進(jìn)行較復(fù)雜項(xiàng)目(實(shí)驗(yàn))的程序設(shè)計(jì)、下載、仿真、調(diào)試實(shí)驗(yàn)操作5%期末考試40%課程目標(biāo)3：具有對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的能力。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案操作實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與解釋?zhuān)⒌贸鲇行ЫY(jié)論，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)操作情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)操作5%實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%2.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（1）課程目標(biāo)1的考核環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)1的考核環(huán)節(jié)包括平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)(測(cè)試)、期末考試，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：課程目標(biāo)1-平時(shí)作業(yè)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分能夠很好地根據(jù)任務(wù)要求，完成電氣線路、程序設(shè)計(jì)，正確率90%以上。字跡清晰，設(shè)計(jì)思路完整。90~100分能夠很好地根據(jù)任務(wù)要求，完成電氣線路、程序設(shè)計(jì)，正確率80~90%。字跡較清晰。80~89分能基本完成電氣線路、程序設(shè)計(jì)，正確率70%至80%。字跡清晰度一般。70~79分勉強(qiáng)能完成電氣線路、程序設(shè)計(jì)。字跡較潦草。60~69分未能根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成程序設(shè)計(jì)或者作業(yè)未交。60分以下課程目標(biāo)1-課堂表現(xiàn)(測(cè)試)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分課堂表現(xiàn)很積極，能主動(dòng)舉手回答問(wèn)題，課堂測(cè)試正確率90%以上，字跡清晰。90~100分課堂表現(xiàn)較積極，課堂測(cè)試正確率80%~90%以上，字跡相對(duì)清晰。80~89分課堂表現(xiàn)一般，基本不主動(dòng)回答問(wèn)題，課堂測(cè)試正確率70%至80%。字跡潦草。70~79分課堂表現(xiàn)一般，基本回答不了問(wèn)題，課堂精力不集中，偶爾做小動(dòng)作，課堂測(cè)試一般，字跡潦草。60~69分曠課2次以上或請(qǐng)假3次以上，且課堂上經(jīng)常開(kāi)小差，玩手機(jī)。60分以下課程目標(biāo)1-期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分能夠很好地根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率90%以上。90~100分能夠較好地根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率80%至90%。80~89分基本能夠根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率70%至80%。70~79分勉強(qiáng)能夠根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率60%至70%。60~69分不能根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率低于60%。60分以下（2）課程目標(biāo)2的考核環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)2的考核環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)操作、期末考試，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：課程目標(biāo)2-實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分能夠很好地進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，能夠遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題能分析并解決，操作熟練，接線正確并能很好地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。90~100分能夠較好地進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，能夠遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，操作較熟練，接線正確并能較好地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。80~89分能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，操作熟練程度一般，接線正確并能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。70~79分基本能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，操作不夠熟練，基本能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。60~69分不能很好地完成實(shí)驗(yàn)或曠課。60分以下課程目標(biāo)2-期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分能夠很好地根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率90%以上。90~100分能夠較好地根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率80%至90%。80~89分基本能夠根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率70%至80%。70~79分勉強(qiáng)能夠根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率60%至70%。60~69分不能根據(jù)題目要求，回答問(wèn)題，正確率低于60%。60分以下（3）課程目標(biāo)3的考核環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)3的考核環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：課程目標(biāo)3實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分能夠很好地進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，能夠遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題能分析并解決，操作熟練，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。90~100分能夠較好地進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，能夠遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，操作較熟練，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。80~89分能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，操作熟練程度一般，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確。70~79分基本能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，操作不夠熟練，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確。60~69分不能很好地完成實(shí)驗(yàn)或曠課。60分以下課程目標(biāo)3-實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分預(yù)習(xí)充分，報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)，字跡清晰，操作步驟完整、實(shí)驗(yàn)程序正確，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題能展開(kāi)分析原因并提出解決方案，心得體會(huì)較深。90~100分預(yù)習(xí)充分，字跡比較清晰，操作步驟完整、實(shí)驗(yàn)程序正確，心得體會(huì)較深。80~89分有預(yù)習(xí)，字跡書(shū)寫(xiě)一般，有操作步驟，實(shí)驗(yàn)程序正確，有心得體會(huì)。70~79分有預(yù)習(xí)，字跡書(shū)寫(xiě)潦草，實(shí)驗(yàn)程序基本正確，心得體會(huì)較敷衍。60~69分無(wú)預(yù)習(xí)，無(wú)實(shí)驗(yàn)程序，報(bào)告書(shū)寫(xiě)字跡潦草，敷衍了事。60分以下七、課程教學(xué)改進(jìn)方案本課程根據(jù)課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末考試，以