2009《电气控制技术与PLC》教学大纲

电气控制与电气控制与 PLC 教学大纲教学大纲 一 课程性质与作用一 课程性质与作用 电气控制与 PLC 是一门电子类专业的必修课 本课程具有较强的职业性和实用性 通过课程学习使学生熟悉电气控制系统的基本控制电路 培养电气控制系统分析 设计能 力和 PLC 程序设计能力 本课程的前导课程是 电工基础 电子技术 后续课程是 组 态软件与触摸屏应用技术 现场总线与工业以太网技术 二 课程目标二 课程目标 掌握 PLC 的基本原理 能独立设计较复杂的 PLC 应用程序 并具有安装和调试自动线 的能力 具有一定的 PLC 基础自动化控制系统的安装维护能力 能协助工程师安装和维护 PLC 过程自动化控制系统 1 知识目标 1 了解大中型 PLC 的基本结构 功能特点和应用领域 2 了解 PLC 的硬件结构和性能 掌握常用 I O 电路的工作原理和接线方法 3 熟悉指令系统 掌握常用指令的使用方法 4 理解和掌握设计梯形图的步骤和方法 包括经验设计法 继电器电路转换法和顺 序控制设计法 能够使用顺序控制设计法设计较复杂的开关量顺序控制系统 5 领会结构化编程的特点和优越性 能读懂 编写和调试简单结构化程序 2 能力目标 1 能够根据实际配置进行硬件组态和参数设置 2 能够编写符号表和使用变量表进行调试 3 能够运用基本指令编写和下载 调试简单的控制程序 4 能够运用编写和调试数据处理和数学运算等功能类指令 5 能够运用顺序控制设计法编写和下载 调试复杂开关量控制程序 3 素质目标 1 培养学生分析问题 解决问题的学习能力 2 培养学生获取信息 抽象思考的方法能力 3 培养学生的应变能力 4 培养学生具有良好的职业道德和较强的工作责任心 三 教学内容及要求三 教学内容及要求 任务一 任务一 PLC 入门案例 点动控制入门案例 点动控制 1 教学目标 1 掌握通过 PLC 实现点动控制的技术 PLC 的工作原理 2 培养 PLC 点动电路的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 PLC 是 循环工作制 1 个循环工作周期分 5 个阶段 重点是 采样 运算 刷新 2 PLC 点动控制 按钮为初因 PLC 程序为桥梁 灯 电机 为终果 教学难点 PLC 是 循环工作制 1 个循环工作周期分 5 个阶段 重点是 采样 运 算 刷新 3 教学内容 教与学 1 PLC 点动控制 预备知识 2 控制要求 3 控制原理解剖分析 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 点动控制案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另有方案 请提 供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务二 任务二 PLC 内部的典型内部的典型 I0 电路电路 1 教学目标 1 掌握 PLC 典型 I O 电路的工作原理及使用要点 2 培养在 PLC 与典型现场设备之间进行导线连接的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 PLC 内部的典型输入电路 2 PLC 点动控制 按钮为初因 PLC 程序为桥梁 灯 电机 为终果 3 2 端传感器接 PLC 4 3 端传感器接 PLC 方案 1 5 3 端传感器接 PLC 方案 2 教学难点 PLC 在采样阶段和刷新阶段 3 教学内容 教与学 1 PLC 的输入 PLC 在采样阶段 将输入端的信号存贮到状态元件 PLC 的输出 PLC 在刷新阶段 根据状态元件的状态决定输出端的通断 2 实训步骤 1 接 PLC 电源 2 接开关 3 接信号灯 实训依据 接线图 学与做 1 写出 PLC 典型 I 0 电路的电路图 及工作原理分析 若你见到其它类型的 I O 电 路 请提供其电路图 2 按照实训步骤在 PLC 与现场设备之间进行接线操作 任务三 继电器入门案例 长动控制任务三 继电器入门案例 长动控制 1 教学目标 1 掌握继电器的工作原理 采用继电器实现长动控制的技术 2 培养 继电器 长动电路的接线 及操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 启动点 通 通 断 自保点 断 通 通 2 老长动控制 按钮为初因 接触器的线圈为桥梁 电动机为果 教学难点 启动点 通 通 断 自保点 断 通 通 3 教学内容 教与学 1 继电器长动控制 预备知识 2 控制要求 3 起保停分析 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出继电器 长动控制案例的实训内容 3 张图 及实训步骤 若你另有方案 请提 供方案的电气原理图 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务四 任务四 PLC 实训案例 电动机长动控制实训案例 电动机长动控制 1 教学目标 1 掌握相关指令及 PLC 长动控制技术 2 培养 PLC 电动机长动电路的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 长动控制程序的 3 个关键动作周期 启动点 通 通 断 自保点 断 通 通 2 领头指令 LD LDI 串联指令 AND ANI 并联指令 OR ORI 教学难点 长动的 3 个关键动作周期 启动点 通 通 断 自保点 断 通 通 3 教学内容 教与学 1 PLC 电动机长动控制 预备知识 2 控制要求 3 解决方案 梯形图程序 启保停 运算顺序分析 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 点动控制案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另有方案 请提 供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务五 任务五 PLC 实训案例 电动机实训案例 电动机 Y 启动启动 1 教学目标 1 掌握电动机 Y 启动的 PLC 控制技术 及相关指令 2 培养 PLC 电动机 Y 启动的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 Y 启动 KMY 与 KM 之间必需 硬互锁 以避免 3 相短路故障 2 存公 进栈 指令 MPS 吐公 出栈 指令 MPP 教学难点 KMY 与 KM 之间必需 硬互锁 以避免 3 相短路故障 3 教学内容 教与学 1 Y 启动 预备知识 2 控制要求 3 梯形图 Y 形启动 形运行运算顺序 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 电动机 Y 启动实训案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另 有方案 请提供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务六 任务六 PLC 实训案例 置位法电动机实训案例 置位法电动机 长动控制长动控制 1 教学目标 1 掌握电动机长动控制的 PLC 置位指令控制技术 及相关指令 2 培养 PLC 置位指令 长动控制的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 因与果 启动点 接通沿 元件状态 置 1 停车点 接通沿 元件状态 回 0 2 置位指令 SET 复位指令 RST 教学难点 启动点 接通沿 元件状态 置 1 停车点 接通沿 元件状态 回 0 3 教学内容 教与学 1 PLC 置位法电动机长动控制 预备知识 2 控制要求 3 置复位运算 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 置位指令案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另有方案 请提 供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务七 任务七 PLC 实训案例 正因脉冲实训案例 正因脉冲 1 教学目标 1 掌握正因脉冲指令 负因脉冲指令的使用技术 2 培养 PLC 正因脉冲案例的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 因与果 正因脉冲产生于触发电路的正边沿 负因脉冲产生于触发电路负边沿 2 正因脉冲指令 PLS 负因脉冲指令 PLF 教学难点 正因脉冲产生于触发电路的正边沿 负因脉冲产生于触发电路负边沿 3 教学内容 教与学 1 正因脉冲 预备知识 2 正因脉冲因果分析 控制要求 3 实训步骤及内容 4 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 正因脉冲指令案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另有方案 请提供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务八 任务八 PLC 实训案例 经验编程法实训案例 经验编程法 长动长动 点动点动 控制控制 1 教学目标 1 掌握 PLC 经验编程法 长动 点动 的 PLC 控制技术 2 培养 PLC 长动 点动 的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 经验法 编程要点 程序拼合 中间元件 2 长动 点动 程序 需引进中间元件 以解决点动时出现的 误自锁 问题 教学难点 经验法 编程要点 程序拼合 中间元件 3 教学内容 教与学 1 电动机 长动 点动 预备知识 2 控制要求 3 试探 两个程序 直接拼合 4 试探 引进 中间元件 M2 5 实训步骤及内容 6 提问与小结 学与做 1 写出电动机 长动 点动 PLC 案例的实训内容 3 图 1 表 及实训步骤 若你另有方 案 请提供方案的梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务九 电气控制与任务九 电气控制与 plc 基本应用问题讨论课基本应用问题讨论课 1 教学目标 1 掌握 PLC 基本指令 经典编程法等所涉及的应用问题 2 培养以自主创新实验等实践方式 解决 基本应用问题 的能力 2 教学重点与难点 教学重点 PLC 基本指令 经典编程法等所涉及的应用问题 教学难点 以自主创新实验等实践方式 解决 基本应用问题 的能力 3 教学内容 教与学 话题 1 双线圈问题 话题 2 光杆线圈问题 话题 3 公路存吐问题 话题 4 I 0 分配问题 话题 5 双重公路的吞吐顺序 话题 6 线圈自保问题 话题 7 T0 的因果问题 话题 8 基本指令 话题 9 长动 点动问题 话题 10 正反转问题 1 话题 11 正反转问题 2 话题 12 方波闪灯问题 学与做 1 请结合案例 1 10 并围绕本次讨论的话题 自拟 1 3 个实验项目 并写出实验 内容 3 图 1 表 及实验步骤 2 按照自拟的实验步骤在设备上接线 编程 操作调试 任务十 任务十 PLC 置位切换法置位切换法 彩灯彩灯 1 教学目标 1 掌握 置位切换编程法 的实施步骤 内容 4 图 1 表 2 培养 PLC 环系列彩灯电路的接线 编程 操作调试的动手能力 2 教学重点与难点 教学重点 1 置切法 工序流程 步的切换程序 关键 步的输出程序 步 n 的状态 存贮于 Mn 的状态元件之中 2 本例程序 为单系列环结构 由 M8002 初入步 0 之后通过按钮实现相邻步之间 的切换 教学难点 切换法 3 教学内容 教与学 1 置位切换法预备知识 2 控制要求 3 流程图 SFC 图 梯形图 4 实训步骤及内容 5 提问与小结 学与做 1 写出 PLC 之置位切换法 环系列彩灯 实训案例的实训内容 4 图 1 表 及实训步骤 并附上增加 1 个工步之后的 SFC 图及梯形图程序 2 按照实训步骤在设备上接线 编程 操作调试 四 课时分配四 课时分配 电气控制技术与电气控制技术与 PLC 课程学时分配表课程学时分配表 序号教学内容教学时间 学时 测评时间 学时 备注 1任务一 PLC 电动机点动 控制 24 2任务二 PLC 内部的典型 I0 电路 2 3任务三 PLC 继电器长动 控制 2 4任务四 PLC 电动机长动 控制 4 5任务五 PLC 电动机 Y 启动 控制 4 6任务六 PLC 置位指令4 7任务七 PLC 正因脉冲指 令 4 8任务八 PLC 电动机长动 点动控制 4 9任务九 电气控制与 plc 基本应用问题讨论课 5 10任务十 PLC 置切法彩 灯 6 4 合 计378 五 实施建议五 实施建议 1 教学模式和方法选用 1 多媒体教学法 把传统的 授受式 教学模式地点搬到了 PLC 实训室 讲授 PLC 的基本原理结构和指令 抓住重点 难点 制作易于接受的多媒体课件 增加直观性和趣 味性 提高学生的兴趣 2 演示教学法 演示讲解各指令的应用和基本技能操作 加深对指令的理解 应用 增强记忆能力 提高应用水平 3 四阶段教学法 四阶段教学法是实训教学中成功的教学方法 比较适合工科中实 践环节比重较大的课程 教师的工作是 讲解 演示 指导 评价 对应的学生工作是 倾 听 观察 模仿 练习 通过对一些小的程序练习 使学生接线 I O 分配和程序控制能 力得到保障 学生动手能力极大提高 创新能力有所突破 4 项目教学法 提供底层设备 控制器 传感器等教学设备 要求学生在规定时间 完成项目要求的控制 反复练习 不同控制的练习 达到使学员能够完成规定项目的操作 项目教学的内容与职业资格证书 职业技能竞赛 企业生产实践 顶岗实习接轨 2 教学环境与教学条件要求 本课程理论授课和实践教学部分均在实训室进行 理论授课辅助多媒体教学设备 鼓 励学生利用学院图书馆资源自学 扩大知识面 目前已有该课程相关专业书籍 2000 多册 有万方数据库和万方电子图书馆等丰富的数据库资源 设立系级专业图书资料室 供学生 选用 3 课程资源 1 图书文字信息资源 按照教学大纲的要求编写配套的实训指导书和岗位生产实训指导书 每轮教学过程中 课程组都会及时调整更新内容 保证实训内容的先进性和实用性 吸引青年学生的兴趣 通过网站发布电子化的实训指导书方便学生浏览 学生的课堂任务完成率较高 使用效果 好 参考书 孙平主编 电气控制与 PLC 高等教育出版社 2004 年 12 月 孙平主编 可编程控制器原理及应用 高等教育出版社 2003 年 1 月 赵明主编 工厂电气控制设备 机械工业出版社 1996 年 1 月 方承远主编 工厂电气控制设备 机械工业出版社 2000 年 10 月 2 网上教学资源 主要有网上精品课资源 如 电气控制与 PLC PLC 应用技术 电气控制与 PLC 87 3 多媒体资源 网上与电气控制与 PLC 相关的精品课程网站有大量的视频 音频 动画 图片 课件 素材库 4 实训室资源 我院建有国家级电工电子实训基地 与 电气控制与 PLC 课程配套的实验实训室有 4 个 一个专业 PLC 实训室 一个机床电气实训车间 一个维修电工职业技能鉴定中心 一个电工实训车间 5 社会资源 欧姆龙 西门子 三菱 松下等专业培训资源 技术手册等 社会教育资源其他来源 主要有报刊 电视 科技馆 展览会 网络 公共图书馆 以及科研单位 大专院校等 4 教学评价 1 以往的考试题型一般都是指令解释 简答 填空 选择 判断 编程等改革后的 考试题型 主要为选择 判断 编程 项目综合题等等 删除了名词解释 简答题等死记硬 背 容易造成高分低能的题型 另外 还增加了题型设计的灵活性 少出一些只用一种方 法 只有一个答案的题目 多出一些综合思考题 分析题 应用题 题目的设计应