《电气控制与PLC（B）》教学大纲

《电气控制与PLC（B）》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05156121课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论24学时，实验8学时）先修课程：电路原理、电机学等后续课程：电力系统综合创新等适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电气控制与PLC（B）》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程主要传授电气控制和可编程序控制器系统的分析与设计的一般方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重理论知识的应用，强调培养运用知识解决生产实际中问题的能力，使学生熟悉新型的控制器PLC的基础知识，掌握PLC的指令系统、编程方法及控制系统的设计方法，为学生今后从事自动化技术工作打下良好的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：了解常用低压电器基础知识，掌握电气控制基本线路、可编程序控制器的结构、原理、指令系统、编程及其应用技术基础知识和电气控制和可编程序控制器系统的分析与设计的一般方法。课程目标2：具有获取课程相关信息和资源的能力；掌握运用逻辑顺序控制的思想进行电气控制系统的设计，并且能够根据工艺过程和控制要求进行PLC系统设计的能力；具有较强的学习和适应能力，能够不断开拓创新课程目标。课程目标3：具备良好的工程职业道德素质，具备从事电气控制类相关工作的职业素质以及专业知识和应用能力，并具备从事相关技术工作所需的行业背景知识、劳动技能以及团队协作能力。三、课程目标与毕业要求《电气控制与PLC（B）》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：了解常用低压电器基础知识，掌握电气控制基本线路、可编程序控制器的结构、原理、指令系统、编程及其应用技术基础知识和电气控制和可编程序控制器系统的分析与设计的一般方法。H3.设计/开发解决方案3.2能够根据特定需求，完成对复杂电气工程系统与单元（部件）的设计、调试与优化。课程目标2：具有获取课程相关信息和资源的能力；掌握运用逻辑顺序控制的思想进行电气控制系统的设计，并且能够根据工艺过程和控制要求进行PLC系统设计的能力；具有较强的学习和适应能力，能够不断开拓创新课程目标。课程目标3：具备良好的工程职业道德素质，具备从事电气控制类相关工作的职业素质以及专业知识和应用能力，并具备从事相关技术工作所需的行业背景知识、劳动技能以及团队协作能力。M4.研究4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标2：具有获取课程相关信息和资源的能力；掌握运用逻辑顺序控制的思想进行电气控制系统的设计，并且能够根据工艺过程和控制要求进行PLC系统设计的能力；具有较强的学习和适应能力，能够不断开拓创新课程目标。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.常用低压电器1.1接触器1.2控制继电器1.3其他常用电器教学要求：了解常见低压电器；掌握接触器、继电器和常见保护电器的选择和使用。重点：常见低压电器的结构和工作原理。难点：接触器和各种继电器的使用方法。41、22.电气控制线路基础2.1常见电气图文符号，电气控制线路的绘制原则2.2三相笼型异步电机基本控制线路2.3三相笼型异步电机启动和制动控制线路2.4电气控制线路的设计方法教学要求：要求学生掌握常见电气图文符号，掌握电动机基本控制线路，能设计常见的典型电气控制线路。重点：电气图文符号识读、电机常用基本控制线路识读。难点：电气控制线路的设计方法。81、2、33.可编程控制器基础3.1PLC的产生和发展历史、PLC的应用特点3.2PLC的工作原理、PLC的分类、多种编程语言的区别和适用场合3.3PLC的系统结构、内部资源和系统扩展教学要求：要求学生掌握可编程控制器基本组成和工作原理；掌握应用可编程控制器常见内部资源。重点：PLC的工作原理，掌握应用可编程控制器常见内部资源。难点：PLC的工作原理。41、2、3S7-200PLC的系统配置与开发环境4.1S7-200PLC系统基本构成4.2S7-200PLC的接口模块4.3掌握S7-200的内部资源及应用4.4熟悉并掌握STEP7-Micro/WIN软件使用。教学要求：要求学生了解S7-200PLC系统的基本组成；理解S7-200PLC的接口模块；掌握S7-200的内部资源及应用；熟悉并掌握STEP7-Micro/WIN软件使用。重点：S7-200的内部资源及应用、STEP7-Micro/WIN软件使用。难点：S7-200的内部资源及应用。221、2、35.S7-200PLC的指令系统5.1S7-200PLC编程基础5.2S7-200PLC的基本指令及编程方法5.3S7-200PLC的功能指令及编程方法教学要求：要求学生理解并掌握S7-200系列PLC基本指令，理解并掌握S7-200系列PLC功能指令。重点：S7-200系列PLC基本指令、功能指令的使用。难点：S7-200系列PLC功能指令的使用。661、2、3合计2482.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.S7-200实验台硬件资源认知实验内容：学习S7-200试验台硬件资源。实验要求：认识实验台各个模块的硬件资源，基本输入输出回路的连接方法。212.S7-200基本指令练习（一）实验内容：对串联、并联、置位复位、边沿指令基本指令使用。实验要求：掌握串联、并联、置位复位、边沿指令的使用。223.S7-200基本指令练习（二）实验内容：对定时器、计数器等基本指令的使用。实验要求：掌握常见定时计数功能程序设计。224.S7-200功能指令练习实验内容：常见典型控制设计。实验要求：掌握常见典型控制设计、简单设计法综合设计方法。22合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面理解常见低压电器的工作原理以及选用方法，掌握电气控制和可编程序控制器系统的分析与设计的一般方法，具有能够根据工艺过程和控制要求进行PLC系统设计计的初步能力。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生掌握可编程逻辑控制器基本知识和基本技能，培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。实验教学着重讲授如何用根据控制要求进行PLC系统设计；如何组织实验、处理数据和分析实验现象；介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）王永华.现代电气控制及PLC应用技术(第六版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2020.2.参考书：（1）何献忠.电气控制与PLC应用技术(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2018.（2）廖常初.PLC编程及应用(第五版)[M].北京:机械工业出版社,2019.（3）廖常初.S7-1200/1500PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2018.3.期刊：（1）冯汛,倪红军,石健等.PLC的应用发展与前景[J].机床与液压,2016,44(02):203-206.（2）贾宇.电气自动化中PLC的应用及发展前景[J].科学技术创新,2018(22):42-43.（3）寇志伟,徐明娜,苏曦等.基于PLC的变频器应用实训系统的设计[J].电子测量技术,2015,38(01):12-15.（4）齐继阳,吴倩,何文灿.基于PLC和触摸屏的气动机械手控制系统的设计[J].液压与气动,2013(04):19-22.（5）E.B.Priyanka.ParametermonitoringandcontrolduringpetroltransportationusingPLCbasedPIDcontroller[J].JournalofAppliedResearchandTechnology.2016(3):125-131.4.网络资源：（1）电气控制及可编程序控制器应用技术./course/ZZULI-1002123026.（2）国家级精品课电气控制实践训练./course/XMU-1001770002.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现8（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题等情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332实验16（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√16作业16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664期末考核60（1）期末考核成绩100分，以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核接触器工作原理、基本电气控制线路、可编程逻辑控制器的原理、PLC基本指令及程序设计等内容。√√√252510合计：100分345016八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、实验、期末技能测试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末技能测试成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末技能测试成绩为100分（权重60%）；课堂表现、作业、实验等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末技能测试分值分配与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20积极参与教学活动，及时完成测试，准确率大于90%。积极参与教学活动，及时完成测试，准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，偶尔参与教学活动。上课不认真，不参与教学活动。作业40作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业2次以内，准确率大于70%。不交作业3次以内，准确率大于60%。不交作业4次以上，准确率