电气控制与PLC教学大纲

《电气控制与PLC应用》教学大纲一、教学目的与任务本课程是一门实用性很强的专业课，以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍继电接触器控制系统和PLC控制系统工作原理、典型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法，学生通过本课程的学习，应了解并掌握非常实用的工业控制技术，具有一定的实际应用和动手能力。二、教学基本要求1．熟悉常用控制电器的结构原理、用途及型号，达到正确使用和选用的目的。2．熟练掌握电气控制电路的基本环节，具备阅读和分析电气控制电路的能力，能设计简单的电气控制电路。、3.熟悉PLC的基本工作原理及应用发展概况。4.熟练掌握PLC的基本指令系统和典型电路的编程，掌握PLC的程序设计方法，能够根据生产过程要求进行系统设计，编制应用程序。5.了解PLC的网络和通信原理。三、教学内容课程学习方式以面授与教师指导下的自学相结合，面授学时，自学学时。绪论（一）基本要求1．了解本课程的基本任务。2．了解电气控制技术的发展概况。（二）教学内容本课程的性质和任务；电气控制技术的发展概况。（三）重点与难点1．重点本课程的基本任务及学习方法。2．难点本课程的基本任务及学习方法。第一章常用低压电器（一）基本要求1．了解常用低压电器的分类及各种常用低压电器的典型产品及主要技术参数。2．熟悉各种常用低压电器的结构和工作原理。3.掌握各种常用低压电器的用途、图型符号、文字符号及其正确选用原则。（二）教学内容第一节低压电器基本知识1．低压电器的分类2.电磁式低压电器基本结构第二节电磁式接触器1.接触器的结构及工作原理2.接触器的主要技术参数3.常用典型接触器4.接触器的选用第三节电磁式继电器1.电磁式继电器的基本结构及分类2.电磁式继电器的特性及主要参数3.电磁式电压继电器与电流继电器第四节时间继电器1.直流电磁式时间继电器2.空气阻尼式时间继电器3.晶体管时间继电器4.时间继电器的选用第五节热继电器1.电气控制对热继电器性能的要求2.双金属片热继电器的结构及工作原理3.具有断相保护的热继电器4.热继电器典型产品及主要技术参数5.热继电器的选用第六节熔断器1.熔断器结构及工作原理2.熔断器的保护特性3.熔断器的主要技术参数及典型产品4.熔断器的选择第七节低压断路器1.低压断路器的结构和工作原理2.低压断路器的主要技术数据和保护特性3.塑壳式低压断路器典型产品4.塑壳式低压断路器的选用第八节主令电器1.控制按纽2.行程开关3.接近开关4.万能转换开关5.主令控制器第九节速度继电器与干簧继电器1.速度继电器2.干簧继电器（三）重点与难点1．重点掌握常用低压控制电器的结构、工作原理、对应的图形文字符号及其工业环境要求的选择原则。2．难点理解各低压电器，尤其是交直流接触器的特点，分类及其选择原则。第二章电气控制电路基本环节（一）基本要求1．熟练掌握各种基本控制电路的构成和工作原理。2．读懂一般的继电器控制电路图。（二）教学内容第一节电气控制系统图1．电气图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记2.电气原理图3.电器布置图4.安装接线图第二节电气控制电路基本控制规律1.自锁与互锁的控制2.点动与连续运转的控制3.多地联锁控制4.顺序控制5.自动往复循环控制第三节三相异步电动机的起动控制1.星形-三角形减压起动控制2.自耦变压器减压起动控制3.三相绕线转子电动机的起动控制第四节三相异步电动机的制动控制1.电动机单向反接制动控制2.电动机可逆运行反接制动控制3.电动机单向运行能耗制动控制4.电动机可逆运行能耗制动控制5.无变压器单管能耗制动控制第五节三相异步电动机的调速控制1.三相笼型异步电动机变极调速控制2.三相绕线转子电动机转子串电阻调速控制3.三相异步电动机的变频调速控制第六节直流电动机的电气控制1.直流电动机单向旋转起动控制2.直流电动机可逆运转起动控制3.直流电动机单向运转能耗制动控制4.直流电动机可逆旋转反接制动控制5.直流电动机调速控制第七节电气控制系统常用的保护环节1.短路保护2.过电流保护3.过载保护4.失电压保护5.欠电压保护6.过电压保护7.直流电动机的弱磁保护8.其他保护（三）重点与难点1．重点掌握三相笼型异步电动机各典型控制环节线路实现方法的工作原理，控制分类和线路中的保护环节及特点。2．难点对已有的控制环节线路进行分析的能力和方法，并且能够运用到实际的线路中。第三章典型设备电气控制电路分析（一）基本要求1．学会电气原理图的阅读分析方法。2．读懂典型设备电气控制电路图，并进行工作原理分析。（二）教学内容第一节电气控制电路分析基础1．电气控制分析的依据2.电气控制分析的内容3.电气原理图的阅读分析方法4.分析举例第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析1.机床结构与运动形式2.电力拖动特点与控制要求3.电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析1.机床主要结构和运动形式2.电力拖动方式和控制要求3.电气控制电路分析第四节X62W型卧式铣床电气控制电路分析1.卧式万能铣床主要结构及运动情况2.万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求3.X62W型卧式万能铣床控制电路分析4.X62W型卧式万能铣床电气控制特点第五节交流桥式起重机电气控制电路分析1.桥式起重机概述2.凸轮控制器控制提升机构的电路分析3.主令控制器控制提升机构的电路分析4.起重机电气控制中的保护设备（三）重点与难点1．重点掌握典型设备电气控制线路实现方法的工作原理，控制分类和线路中的保护环节及特点。2．难点对已有的控制环节线路进行分析的能力和方法，并且能够运用到实际的线路中。第四章电气控制系统设计（一）基本要求1．了解电气控制系统设计的原则、内容和程序。2．能正确确定电力拖动方案，合理选用电动机。3.能正确运用电气原理图的设计方法，按步骤进行电气原理图的设计。4.能正确进行常用控制电器的选择。5.能进行简单的电气控制工艺设计。（二）教学内容第一节电气控制系统设计的原则、内容和程序1．电气控制系统设计的一般原则2.电气控制系统设计的基本任务和内容3.电气控制设计的一般程序第二节电力拖动方案的确定和电动机的选择1.电力拖动方案的确定2.拖动电动机的选择第三节电气原理图设计的步骤与方法1.电气控制原理图设计的基本步骤2.电气控制原理图的设计方法3.电气控制原理图设计中的一般要求第四节常用控制电器的选择1.接触器的选用2.电磁式控制继电器的选用3.接触变压器的选用第五节电控控制工艺设计1.电气设备总体配置设计2.元器件布置图的设计3.电气部件接线图的绘制4.电气箱及非标准零件图的设计5.各类元器件及材料清单的汇总6.编写设计说明书及使用说明书（三）重点与难点1．重点电气控制线路的设计2．难点电动机的选择。第五章可编程控制器及其工作原理（一）基本要求1．了解PLC定义、历史、特点、发展趋势、知名PLC公司简介。2.理解PLC的物理结构、整体结构；PLC的工作方式、工作原理。

（二）教学内容第一节可编程控制器概述1．可编程控制器的产生与发展2.可编程控制器的用途与特点3.可编程控制器的主要性能指标4.可编程控制器的分类第二节PLC控制与继电器控制的比较1.系统框图的比较2.PLC的等效电路图第三节可编程序控制器的硬件组成1.中央处理器2.存储器3.输入、输出接口4.电源5.扩展接口6.通信接口7.智能I/O接口8.编程工具9.智能单元10.其他部件第四节可编程序控制器的软件组成1.系统程序2.用户程序3.可编程序控制器的程序结构第五节可编程序控制器的工作原理1.可编程序控制器的工作方式与运行框图2.可编程序控制器的工作过程3.可编程序控制器对输入/输出的处理原则（三）重点与难点1．重点掌握PLC的基本工作状态，扫描工作方式、过程及扫描周期，I/O模块等。2．难点理解PLC采用的循环扫描工作方式及开关量输入输出模块形式。第六章FX2系列可编程序控制器及指令系统（一）基本要求1.了解FX2系列可编程序控制器的功能结构。2.掌握FX2系列可编程序控制器的基本指令、步进指令和编程方法。3．掌握FX2系列可编程序控制器的功能指令和编程方法。（二）教学内容第一节FX2系列可编程序控制器及其性能1．FX2系列PLC2.FX2系列PLC内部继电器的功能及编号第二节FX2系列PLC的基本指令1.逻辑取和输出线圈指令LD、LDI、OUT2.触点串联指令AND、ANI3.触点关联指令OR、ORI4.串联电路块的并联指令ORB5.并联电路块的串联指令ANB6.栈指令MPS、MRD、MPP7.LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP和ORF指令8.主控及主控复位指令MC、MCR9.置位与复位指令SET、RST10.脉冲输出反指令PLS、PLF11.空操作指令NOP12.程序结束指令END第三节FX2系列PLC的步进指令及编程方法1.功能图2.步进指令3.STL功能图与梯形图的转换4.多流程步进控制的编程方法第四节FX2系列PLC的功能指令及编程方法1.功能指令的基本格式2.功能指令（三）重点与难点1．重点（1）功能图、步进梯形图及步进指令。（2）FX2系列PLC的常用功能模块和编程方法。2．难点（1）功能指令的应用。（2）FX2系列PLC的常用功能模块和编程方法。第七章S7-200系统可编程控制器（一）基本要求1．了解S7-200PLC的功能结构。2.了解S7-200PLC的功能模块。3.掌握S7-200PLC的编程元件的数据存储类型、编址方式、寻址方式及地址分配。4.掌握S7-200PLC的基本指令和功能指令。（二）教学内容第一节S7-200系列PLC的构成1．CPU224型PLC的结构2.CPU224主要技术指标第二节S7-200系列PLC内部元器件1.数据存储类型及寻址方式2.S7-200系列PLC数据存储区及元件功能3.S7-200系列PLC有效编程范围第三节S7-200系列PLC的基本指令1.基本位操作指令2.取反和空操作指令3.置位/复位指令4.边沿触发指令5.定时器6.计数器第四节S7-200系列PLC的功能指令1.数据处理指令2.算术、逻辑运算指令（三）重点与难点1．重点S7-200系列PLC的基本指令、功能指令应用及程序编制。2．难点S7-200系列PLC的基本指令、功能指令应用及程序编制。第八章可编程序控制器的程序设计（一）基本要求1．了解梯形图的特点，能进行典型单元梯形图的分析。2．了解PLC的经验设计法，顺序设计法与顺序控制功能图的绘制，掌握控制功能图中转换实现的基本规则。3.了解顺序控制设计方法中梯形图的编程方式。（二）教学内容第一节梯形图的特点及绘制原则1．梯形图的特点2.典型单元梯形图分析第二节PLC程序设计方法1.经验设计法2.顺序控制设计法与顺序控制功能图的绘制3.顺序控制功能图中转换实现的基本规则第三节顺序控制设计方法中梯形图的编程方式1.使用通用逻辑指令的编程方式2.以转换条件为中心的编程方法3.使用SCR指令的编程方法（三）重点与难点1．重点PLC程序设计方法及应用。2．难点PLC程序设计方法及应用。第九章可编程序控制器应用系统设计（一）基本要求1．了解PLC应用系统设计的内容步骤和一般方法。2．能正确选择PLC。3.能正确分析可编程序控制器在逻辑控制系统中的实际应用。4.了解可编程序控制器网络及通信。（二）教学内容第一节PLC应用系统设计的内容和步骤1．PLC控制系统设计的基本原则2.PLC控制系统设计的一般步骤第二节PLC的选择1.PLC机型的选择2.PLC的容量选择3.I/O模块的选择4.电源模块及其他外设的选择第三节节省PLC输入输出点数的方法1.减少输入点数的方法2.减少输出点