电气控制与PLC控制技术教案

电气控制与PLC控制技术教案一、课程基本信息1.课程名称：电气控制与PLC控制技术2.课程类型：专业核心课程3.授课对象：[专业名称][具体年级]4.学分/学时：[X]学分/36学时5.课程目标：使学生掌握电气控制的基本原理、方法和技术，具备分析和设计简单电气控制系统的能力。让学生熟悉可编程逻辑控制器（PLC）的基本结构、工作原理和编程语言，能够运用PLC实现对电气控制系统的自动化控制。培养学生的实践动手能力、创新思维和团队协作精神，使其能够在工业自动化领域从事相关工作。

二、课程内容与学时安排（一）电气控制基础（6学时）1.电气控制系统概述（2学时）介绍电气控制系统的组成、分类和发展趋势。通过实例分析，讲解电气控制系统在工业生产中的应用。2.常用低压电器（2学时）讲解接触器、继电器、熔断器、开关等常用低压电器的结构、工作原理和选型方法。组织学生进行常用低压电器的实物观察和操作练习。3.电气控制线路基本环节（2学时）介绍电气控制线路的启动、停止、正反转、制动等基本环节的控制原理和电路设计方法。引导学生绘制简单的电气控制线路图，并进行分析和讲解。

（二）继电器接触器控制系统（6学时）1.电动机的启动控制（2学时）讲解三相异步电动机的直接启动、降压启动等控制方法的原理和特点。分析不同启动方式的适用场合和电路设计要点。2.电动机的正反转控制（2学时）介绍电动机正反转控制的原理和常用电路实现方法。通过实验，让学生掌握电动机正反转控制电路的接线和调试方法。3.电动机的制动控制（2学时）讲解电动机的机械制动和电气制动的原理和方法。分析能耗制动、反接制动等电气制动方式的电路设计和应用场合。

（三）可编程逻辑控制器（PLC）基础（8学时）1.PLC的基本概念和发展历程（2学时）介绍PLC的定义、特点和应用领域。讲解PLC的发展历程和趋势。2.PLC的硬件结构（2学时）讲解PLC的中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等硬件组成部分的功能和工作原理。展示PLC的实物，让学生了解其外观和硬件结构。3.PLC的工作原理（2学时）讲解PLC的工作过程，包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。通过动画演示，帮助学生理解PLC的工作原理。4.PLC的编程语言（2学时）介绍PLC的编程语言，如梯形图、指令表、功能块图等。讲解梯形图的基本规则和编程方法，通过实例让学生掌握简单梯形图程序的编写。

（四）PLC编程基础（8学时）1.PLC编程软件的使用（2学时）介绍常用的PLC编程软件，如西门子S71200编程软件、三菱FX系列编程软件等。讲解编程软件的安装、界面操作和基本功能。指导学生完成编程软件的安装和初步设置。2.基本逻辑指令编程（2学时）讲解PLC的基本逻辑指令，如常开触点、常闭触点、线圈、与、或、非等指令的功能和使用方法。通过实例，让学生掌握使用基本逻辑指令编写简单控制程序的方法。3.定时器和计数器指令编程（2学时）讲解PLC的定时器和计数器指令的功能、工作原理和使用方法。通过实例，让学生掌握定时器和计数器在控制程序中的应用。4.顺序控制指令编程（2学时）介绍顺序控制指令的功能和编程方法。通过实例，让学生掌握使用顺序控制指令编写顺序控制程序的方法，实现工业生产过程的顺序控制。

（五）PLC应用系统设计与实践（8学时）1.PLC应用系统设计方法（2学时）讲解PLC应用系统设计的步骤和方法，包括控制系统分析、I/O分配、程序设计、硬件设计等。通过实例分析，让学生掌握PLC应用系统设计的基本流程和要点。2.交通信号灯控制系统设计与实践（2学时）提出交通信号灯控制系统的设计要求，让学生进行I/O分配和程序设计。指导学生完成交通信号灯控制系统的硬件连接和程序调试，实现交通信号灯的自动控制。3.电机星三角启动控制系统设计与实践（2学时）提出电机星三角启动控制系统的设计要求，让学生进行I/O分配和程序设计。指导学生完成电机星三角启动控制系统的硬件连接和程序调试，实现电机的星三角启动控制。4.抢答器控制系统设计与实践（2学时）提出抢答器控制系统的设计要求，让学生进行I/O分配和程序设计。指导学生完成抢答器控制系统的硬件连接和程序调试，实现抢答器的功能。

三、教学方法与手段1.理论教学方法讲授法：通过讲解，向学生传授电气控制与PLC控制技术的基本概念、原理、方法和应用等知识。演示法：利用多媒体课件、动画演示、实物展示等手段，直观地展示电气控制与PLC控制技术的相关内容，帮助学生理解和掌握。案例分析法：通过实际案例分析，引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的分析和解决问题的能力。2.实践教学方法实验教学法：组织学生进行电气控制实验和PLC实验，让学生通过亲自动手操作，加深对理论知识的理解和掌握，提高实践动手能力。项目教学法：以实际工程项目为载体，让学生分组完成PLC应用系统的设计、安装、调试和运行等工作，培养学生的团队协作精神和工程实践能力。3.教学手段多媒体教学：利用多媒体课件、动画演示、视频等教学资源，丰富教学内容，提高教学效果。网络教学平台：建立课程网络教学平台，提供教学资料下载、在线测试、讨论交流等功能，方便学生自主学习和课后复习。实物展示与现场教学：展示常用低压电器、PLC等实物，让学生直观地了解其结构和工作原理；组织学生到工厂企业进行现场教学，让学生了解电气控制系统和PLC应用系统的实际运行情况。

四、考核方式1.考核方式：本课程采用过程性考核与终结性考核相结合的方式。2.考核内容及比例过程性考核（50%）平时作业（20%）：布置与课程内容相关的作业，要求学生按时完成，教师认真批改，根据作业完成情况给予评分。课堂表现（15%）：观察学生在课堂上的出勤情况、参与讨论情况、回答问题情况等，给予相应的评分。实验报告（15%）：要求学生在完成实验后，撰写实验报告，报告内容应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果及分析等，教师根据实验报告的质量给予评分。终结性考核（50%）：采用期末考试的方式，考试题型包括选择题、填空题、简答题、编程题、设计题等，主要考核学生对电气控制与PLC控制技术的基本概念、原理、方法和应用等知识的掌握情况，以及学生的分析和解决问题的能力、实践动手能力和创新思维能力等。

五、教材及参考资料1.教材：《电气控制与PLC应用技术》（第[X]版），[主编姓名]，[出版社名称]2.参考资料《电气控制技术》（第[X]版），[主编姓名]，[出版社名称]《可编程控制器原理及应用》（第[X]版），[主编姓名]，[出版社名称]《西门子S71200PLC编程及应用》，[主编姓名]，[出版社名称]相关电气控制与PLC技术的国家标准、行业标准和技术规范电气控制与PLC技术领域的学术期刊、专业网站和技术论坛等

六、教学进度安排|周次|教学内容|学时|教学方式|||||||1|电气控制系统概述|2|讲授法、演示法||2|常用低压电器|2|讲授法、演示法、实物观察与操作练习||3|电气控制线路基本环节|2|讲授法、绘图练习与分析讲解||4|电动机的启动控制|2|讲授法、案例分析法||5|电动机的正反转控制|2|讲授法、实验教学法||6|电动机的制动控制|2|讲授法、案例分析法||7|PLC的基本概念和发展历程|2|讲授法、演示法||8|PLC的硬件结构|2|讲授法、实物展示||9|PLC的工作原理|2|讲授法、动画演示||10|PLC的编程语言|2|讲授法、实例讲解||11|PLC编程软件的使用|2|讲授法、实践操作指导||12|基本逻辑指令编程|2|讲授法、实例编程练习||13|定时器和计数器指令编程|2|讲授法、实例编程练习||14|顺序控制指令编程|2|讲授法、实例编程练习||15|PLC应用系统设计方法|2|讲授法、实例分析||16|交通信号灯控制系统设计与实践|2|项目教学法||17|电机星三角启动控制系统设计与实践|2|项目教学法||18|抢答器控制系统设计与实践|