电气与PLC控制技术课程标准.docx

《PLC与电气控制》课程标准
一、课程信息
课程名称：PLC与电气控制 课程类型：数控技术专业支撑课
课程代码：0724080 授课对象：数控技术专业
学 分：3 先 修 课：模拟电子技术、数字电子技术、电工电子
电机与拖动基础
学 时：52
后 续 课：电工高级职业资格证、毕业设计、数控编程、数控机床维修
制 定 人：叶军林 制定时间：2010/3/14
二、课程性质
本课程是数控专业的一门专业技术课，也是电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等的基础课和基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养较基本和重要的理论实践一体化课程。
三、课程设计
1、课程目标设计
总体目标：教学目标和总体要求是让学生熟悉电气控制元器件及其使用和它的选择方法；让学生掌握电气控制系统的基本控制环节；要求学生具有对电气控制系统分析能力；能根据PLC系统电气图正确安装与接线、并进行PLC控制系统调试、运行维护、故障诊断、系统维修等典型工作任务进行分析。
通过行为导向的理论与实践相配合的教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
此教学标准有助于培养具有高素养技术工人，使他们熟知常用低压电器的型号、图形符号，具有一定的技术参数选择能力，熟悉常用PLC设备的型号及选择，能熟练使用常用试验设备判断电器的好坏或进行参数整定，能根据技术图纸进行PLC电气系统的安装、调试，并在运行中根据故障现象进行诊断与故障排除。具有强烈的安全、成本、产品质量、团队合作等意识。
（1）知识目标：
常用低压电器的工作原理，使用方法及图形和文字符号
电气控制线路的基本环节
PLC控制系统的特点、结构、组成及编程语言
三菱FX系列PLC简介
PLC的基本逻辑指令
步进指令
功能指令
编程工具及使用
PLC系统的模拟调试与现场调试
（2）能力目标：
正确识读电气控制线路的原理图、布置图和安装接线图。
能按电气控制线路原理图正确绘制电气元件布置图和电气元件接线图。
能正确辩识电气控制线路中的低压电器，会按照电气元件说明书查找型号，技术指标，接线方式。
编程器的使用及PLC软件的使用。
PLC控制系统的I/O分配、外围接线图的绘制与I/O接线。
电动机基本控制环节的程序编写、PLC控制系统的设计步骤。
顺序控制系统的设计、常用功能指令的作用及应用。
PLC系统的安装、PLC系统的模拟调试与现场调试。
（3）素质目标：
在以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。
2、课程内容设计
（1）课程内容与要求
   通过实验实训完成教学内容，课程建议总课时为104，项目内容组织与学时分配如下所示。

（2）模块设计表：
序号
模块内容
总学时
理论学时
实践学时
备注
1
模块1：三相异步电动机单向运行的控制线路板制作
26
20
6

2
模块2：三相异步电动机正反转运行的控制线路板制作
16
6
10

3
模块3：三相异步电动机降压启动的控制线路板制作
10
4
6

4
模块4：初识PLC —可编程控制器概述、PLC组成与软元件
8
6
2

5
模块5：基本指令与PLC基本电气控制单元
20
16
4

7
模块7：功能指令与PLC灯光控制系统
24
12
12

合计
104
64
40

3、能力训练项目设计

模块1：：三相异步电动机单向运行的控制线路板制作（约26学时）
教学目的与要求：
知识点：
（1）电磁式低压电器的基础知识
（2）主电路和控制电路中常用的刀开关、组合开关、低压断路器、熔断器、继电器、接触器、组合按钮等电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数
（3）常用电器元件的图形符号和文字符号
（4）三相笼型异步电动机单向点动、连续运行的控制原理及控制线路的工作原理、元器件组成
（5）电器图纸的类型、国家标准电气原理图的绘制原则
（6）组成电器线路的一般规律
（7）电器自锁、失压欠压保护环节
技能点：
（1）电器控制线路板制作方法
（2）常用元器件的选择、整定、应用和维护方法；
（3）了解电气配线工艺标准、要求
（4）熟练使用电工工具，熟练使用万用表
（5）会测量绝缘电阻
（6）会按照电气原理接线图进行线路自检，查找故障点

模块2：三相异步电动机正反转运行的控制线路板制作（约16学时）
教学目的与要求：
知识点：
（1）了解三相笼型异步电动机正反转运行的控制原理
（2）了解三相笼型异步电动机正反转运行控制线路的工作原理、元器件组成
（3）掌握组成正反转电气控制线路的一般规律
（4）掌握电器互锁、机械互锁、保护环节的概念和综合运用
（5）掌握机械联锁、电气联锁在实际控制线路中的运用。
技能点：
（1）电器控制线路板制作方法
（2）常用元器件的选择、整定、应用和维护方法；
（3）了解电气配线工艺标准、要求
（4）熟练使用电工工具，熟练使用万用表
（5）会测量绝缘电阻
（6）会按照电气原理接线图进行线路自检，查找故障点

模块3：三相异步电动机降压启动的控制线路板制作（约10学时）
教学目的与要求：
知识点：
（1）了解三相异步电动机降压启动的控制原理
（2）了解三相异步电动机降压启动控制线路的工作原理、元器件组成
（3）组成降压启动控制电气线路的一般规律
（4）采取降压启动类型、保护环节
（5）了解三相异步电动机四种降压启动控制线路的工作原理
（6）组成电器线路的一般规律
技能点：
（1）调试运行三相异步电动机降压启动的实际工作过程，归纳控制要求
（2）实际元件布置走线连接并调试三相异步电动机降压启动控制线路；
（3）熟悉电气配线工艺标准、要求
（4）熟练使用电工工具，熟练使用万用表
（5）能正确选择摇表测量绝缘电阻
（6）会按照电气原理接线图进行线路自检，查找故障点

模块4：初识PLC及PLC组成与软元件

教学目的与要求：
知识点：
1．组成原理与技术参数
2. 可编程控制器分类方法与发展趋势
3．PLC中的软元件及其编号
4. I/O地址编码与外部接线
5. PLC编程软件的使用
技能点：
实训1：PLC编程软件的使用
实训2：PLC的I/O地址分配与外部接线
1．掌握可编程控制器的工作原理
2．了解可编程控制器分类方法
3. 会正确根据负载情况选用PLC输出类型
4．熟悉可编程控制器的软件，会正确使用编程软件进行程序的编写、读、插、删、改
5．掌握编程器程序输入及调试方法
6. 可进行I/O地址编码与外部接线
7．熟悉三菱FX2N PLC编程器件 ：X、Y、M 、S、T、C地址编码规则
8. 会根据系统要求进行程序调试和系统调试

模块5—基本指令与基本电气控制单元
教学目的与要求：
知识点：
1. 掌握基本指令LD/LDI/OR/ORI/LDP/LDF ORP/ORF/AND
/ANI/ANDP/ANDF/ ANB、ORB、OUT/END、PLS/PLF的功能及编程方法
2．掌握基本指令MC/MCR 、MPS/MRD/MPP、SET/RST、INV、NOP的功能及使用
3. 熟悉三菱FX2N PLC编程器件 ：X、Y、M、T、C、S 等的使用
4. 使用仿真软件进行程序调试与仿真
5．会使用这些指令编写简单的程序，并注释、分析用指令编写的程序功能，能进行梯形图和语句表的转换

技能点：
实训3：电动机直接起动与正反转；
实训4：电动机偱环正反转控制
实训5：异步电动机的Y-△降压起动PLC控制
实训6：异步电动机的时间型反接制动PLC控制
1. 掌握基本指令的功能及使用
2. 熟悉三菱FX2N PLC编程器件 ：X、Y、M、T、C、S 等的使用
3. 使用仿真软件进行程序调试与仿真
4．会使用这些指令编写简单的程序，并注释、分析用指令编写的程序功能，能进行梯形图和语句表的转换
5．掌握编程规则与技巧
6．掌握NOP的使用方法
7．熟悉一般PLC程序的设计方法
8．掌握电动机正反转的自锁、互锁与T形图编程及调试
9. 定时器的初步使用
10.掌握自动往返控制系统的硬件结构
11.掌握自动往返控制系统的软件编程及调试
12.熟悉PLC三相异步电动机的Y-△降压起动和反接制动硬件电路组成I/O地址分配与外部接线

模块6-常用功能指令与灯光控制系统
教学目的与要求：
知识点：
1. 传送类功能指令的应用
2. 算术运算与逻辑运算类功能指令的应用
3. 控制类指令及应用
4. 偱环与移位指令及应用
5. 数据处理类指令及应用
6. 高速处理指令及应用
技能点：
实训7： 数码管循环点亮的PLC控制
1. 掌握数码管译码显示程序编制及调试要点
2. 具有程序编写能力、故障检查、分析、排除能力

实训8：智能抢答器控制系统实训
1. 掌握抢答器控制系统程序编写及调试要点
2. 会编写程序并能进行故障检查、分析、排除

实训9：流水灯光控制单元
1. 掌握流水灯光控制单元程序编写及调试要点
2. 会编写程序并能进行故障检查、分析、排除

实训10：十字路口交通灯控制
1. 掌握用功能指令实现的十字路口交通灯控制程序编写及调试要点
2. 会编写程序并能进行故障检查、分析、排除

4、进度表设计
序号
学时
教学目标和主要教学内容
单元标题
能力目标
训练
知识目标
1
2
刀开关与低压断路器与漏电保护器

掌握各种刀开关的正确使用；主要参数与选型；
掌握低压断路器的瞬时脱扣器作用，断路器的保护功能，分断能力；漏电保护器的安装使用；
主要参数与选型。

低压电器的分类，刀开关的结构、工作原理、主要参数与应用；
低压断路器的自动工作原理；
漏电保护器的工作原理。
2
2
熔断器、主令电器

掌握不同类型熔断器的用途，掌握熔体电流的选取；
掌握按钮作用、位置开关的不同形式及使用；掌握接近开关的使用；掌握万能转换开关的使用。

熔断器分类、作用；熔体选用；主令电器作用；位置开关形式、工作原理；
万能转换开关原理。
3
4
接触器
掌握接触器作用、工作原理、结构。掌握短路环的作用；熟悉常见灭弧装置；掌握交直流电磁机构的区别。

交直流接触器结构、灭弧装置、触点系统、工作原理、
型号、符号。
4
2
继电器
掌握电磁式电压、电流和中间继电器的使用方法；掌握返回系数的概念及动作值整定；掌握时间继电器延时整定。

电磁式电压、电流、中间继电器工作原理；返回系数与整定；
时间继电器工作原理。

5
2
继电器
掌握热继电器使用；
掌握带断相保护热继电器的用途；
掌握热继电器选型与整定；
掌握速度继电器图形符号及使用。

热继电器作用、原理；断相保护热继电器；符号、型号。速度继电器工作原理、符号。
6
2
电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定实验
熟悉电流、电压返回系数的计算及测量；熟悉电流、电压继电器及热继电器动作值的整定方法；
掌握电流电压继电器及热继电器在实际中的选用。

电流、电压返回系数的计算及测量；
电流、电压继电器及热继电器动作值的整定方法；
电流电压继电器及热继电器在实际中的选用。
7
4
电气原理图、元件布置图、安装接线图与图形符号
熟悉三种电气图的读图；掌握三相异步电动机直接起动方法；
掌握自锁、互锁的实现及作用。掌握点动的实现。

电气图；
手动控制直接起动；
接触器控制直接起动。
8
6
三相异步电动机单向运行的控制线路板制作
电气元件的参数测试与整定；
控制线路的原理图绘制原则及分析；
电气元器件排布图的绘制及分析；
电气元器件接线图的绘制
安装、接线、调试运行。

三相异步电动机单向点动运行工作原理；
三相异步电动机单向连续运行工作原理；
各种电器元件的正确使用及其图形符号、文字符号；
三相笼型异步电动机的图形符号、文字符号。
9
10
三相异步电动机正反转运行的控制线路板制作
控制线路的原理图绘制；
电气元器件排布图的绘制；
电气元器件接线图的绘制；
安装、接线、调试运行。

1．掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理；
2．掌握机械互锁及电气互锁的概念和连接方法及其在控制线路中所起的作用。
10
2
三相笼型异步电动机降压起动控制电路
掌握三相异步电动机的降压起动控制的方法及电路图；
会画会设计电气控制电路。

三相异步电动机的降压起动控制的方法及电路图；
电气控制电路设计。
11
2
三相绕线转子异步电动机起动控制电路
掌握三相绕线转子异步电动机的起动控制的方法及电路图；
会设计电气控制电路。

三相绕线转子异步电动机的起动控制的方法及电路图；
电气控制电路设计。
12
12
三相异步电动机星形—三角形降压启动的控制线路板制作
星形—三角形降压启动控制线路电气原理图、元件布置图、安装接线图的绘制；
星形—三角形降压启动控制线路的安装、接线、调试运行。

时间继电器的工作原理、图形、文字符号；
三相异步电动机降压启动的原因与常用方法分类；
三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻降压启动控制线路控制原理。

13
2
三相异步电动机能耗制动控制电路
掌握三相异步电动机能耗制动的实现方法及电路图。

能耗制动电路；
电源反接制动电路。
14
2
能耗制动控制实验
掌握能耗制动原理，掌握制动电流和时间的关系；。掌握电源计算方法。

能耗制动电路、制动电流和制动时间的关系。
15
2
三相异步电动机反接制动控制电路
掌握反接制动的特点及电路图；
会设计电气控制电路。

电源反接制动电路工作原理。
16
6
模块4
初识PLC
课题：可编程控制器概述； PLC组成与软元件组成原理与技术参数

掌握可编程控制器的产生、特点、应用及分类、未来的可编程控制器
要求：
了解PLC特点及与继电控制的相同与不同点；会正确根据负载情况选用PLC输出类型；
会使用编程软件。

了解PLC特点及与继电控制的相同与不同点；熟悉可编程控制器的硬件及其结构；
了解可编程控制器分类方法；
熟悉可编程控制器的软件。

17
3
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：
基本指令
会使用编程器件T、C、S；
会使用仿真软件进行程序调试与仿真。

1）熟悉三菱FX2NPLC编程器件 ：T、C、S 等等；
2）熟悉三菱FX2NPLC仿真软件的使用。

3
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：
基本指令

1．分析指令作用及特点，会分析用指令编写的程序；
2．能进行梯形图和语句表的转换；
3．会使用这些指令编写简单的程序。

掌握LD/LDI/OR/ORI/LDP/LDF ORP/ORF/AND；
/ANI/ANDP/ANDF/ ANB、ORB、OUT/END作用及编程方法。

2
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：
实训3：电动机直接起动与正反转；
会应用所学基本指令分析程序、设计程序，并具有一定设计技巧。

1．掌握编程规则与技巧；
2．掌握NOP的使用方法；
3．熟悉一般PLC程序的设计方法；
4．掌握电动机正反转的编程及调试。

2
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：自动往返控制系统的编程及调试
1．掌握自动往返控制系统的组成、编程及调试，会进行程序编写、输入并调试；
2．具有程序及系统故障分析排除能力。

1.掌握基本指令：MC/MCR 、MPS/MRD/MPP的功能及使用；
2. 掌握自动往返控制系统的硬件结构；
3.掌握自动往返控制系统的软件编程及调试。

3
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：
PLC基本指令
实训4：电动机偱环正反转控制。
1．能正确理解控制系统的要求并具有一定的设计能力；
2. 熟悉PLC系统外部接线图的绘制；
2．具有应用SET、RST、PLS、PLF指令解决问题的能力。

1．了解电动机循环起停PLC控制系统程序的编写模式；
2．掌握SET、RST、PLS、PLF指令作用及使用方法；
3．掌握时序图的画法；
4．进一步熟悉系统电路图的绘制。

3
模块5—
基本指令与基本电气控制单元
课题：实训5：
异步电动机的Y-△降压起动PLC控制和时间型反接制动
1.掌握三相异步电动机的Y-△降压起动和反接制动硬件电路组成，I/O地址分配与外部接线
2．会进行程序编写、输入并调试；
3．具有程序及系统故障分析排除能力。

1. 掌握三相异步电动机的Y-△降压起动和反接制动硬件电路组成I/O地址分配与外部接线；
2. 掌握三相异步电动机的Y-△降压起动和反接制动的编程及调试。

18
4
模块5-常用功能指令与灯光控制系统
课题：
实训7： 数码管循环点亮的PLC控制
传送类功能指令的应用；
掌握数码管译码显示程序编制及调试要点；
具有程序编写能力、故障检查、分析、排除能力。

学习比较传送类功能指令；
掌握数码管译码显示程序编制及调试。

2
模块5-常用功能指令与灯光控制系统
课题：
实训8：智能抢答器控制系统实训
算术运算与逻辑运算类功能指令的应用；
掌握抢答器控制系统程序编写及调试要点；
会编写程序并能进行故障检查、分析、排除。

学习算术运算与逻辑运算类功能指令
掌握抢答器控制系统程序编写及调试要求：
会编写程序并能进行故障检查、分析、排除。

4
模块5-常用功能指令与灯光控制系统
课题：
实训9：流水灯光控制单元

学习控制类指令及应用；
掌握流水灯光控制单元程序编写及调试要点；
会编写程序并能进行故障检查、分析、排除。

学习控制类指令及应用；
掌握流水灯光控制单元程序编写及调试要求：
会编写程序并能进行故障检查、分析、排除。

2
模块5-常用功能指令与灯光控制系统
课题：
实训10：十字路口交通灯控制
偱环与移位指令及应用；
掌握用功能指令实现的十字路口交通灯控制程序编写及调试要点；
会编写程序并能进行故障检查、分析、排除。

学习偱环与移位指令及应用；
掌握用功能指令实现的十字路口交通灯控制程序编写及调试。

四、教材、资料
教材： 蔡红斌 电气与PLC控制技术 清华大学出版社 2007
参考资料： 俞国亮 PLC原理与应用 清华大学出版社社
宋佰生 PLC编程实用指南 机械工业出版社
学习网站： 三菱工控
中国PLC网
PLC技术网 http://www.
五、需要说明的其他问题
1、教学评价与考核
方式与分值按学校公布的要求执行
2、教学设施要求：可编程序控制器（三菱）实验实训室与计算机多媒体教室。
3、教学建议：可编程序控制器实验实训室与计算机多媒体教室合二为一，使教、学、做真正成为一体。
4、本课程另设一周课程设计，不含在本课程进程表计划课时内。