《电气控制与S7-1200PLC应用》教学大纲

《电气控制与S7-1200PLC应用》教学大纲一、课程简介本课程是XXX专业的核心必修课，理论性与实践性并重。课程以常用低压电器、三相异步电动机电气控制线路、西门子S7-1200PLC为核心内容，系统讲解电气控制原理、PLC硬件结构、编程指令、程序设计、仿真调试、通信及触摸屏组态等工程应用技术。通过课程学习，使学生具备电气控制系统识图、设计、编程、调试与维护能力，能够完成自动化生产线、机电设备的PLC控制系统设计与开发，为从事智能制造、工业自动化相关工作奠定坚实基础。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求1掌握常用低压电器的结构、原理与选型方法，理解三相异步电动机典型电气控制线路；熟练掌握S7-1200PLC硬件组成、工作原理、指令系统、程序设计、通信及HMI组具备电气控制与PLC分析和解决机电控制工2电气原理图设计、PLC硬件选型与接线、控制程完成PLC控制系统的硬序编写、仿真调试与系统联调；在设计中遵守工程规范、安全标准，兼顾实用性与创新性。设计与创新意识。3熟练使用TIAPortal博触摸屏组态等工程工具，完成虚拟仿真、程序调试与系统测试，具备工程实践与问题排查能力。能够正确选用现代工程工具，完成PLC控制系的仿真、调试与优化。三、教学内容和学时分配（一）常用低压电器4学时（课堂讲授4学时）教学内容：低压电器分类；低压配电电器、控制电器、保护电器、主令电器、信号电器、执行电器的结构与工作原理。学生学习预期成果：识别常用低压电器，理解原理，掌握选型与接线方法。（二）三相异步电动机控制线路6学时（课堂讲授4教学内容：电气图形符号与绘图规范；点动、自锁、正反转、自动往返、顺序控制、星-三角减压起动等线路设计与仿真。学生学习预期成果：能识读、设计、调试电动机典型控制线路。（三）S7-1200PLC硬件系统4学时（课堂讲授4教学内容：S7-1200硬件组成、CPU模块、信号模块、工作原理、数字量/模拟量接线、典型控制线路设计实例。学生学习预期成果：掌握PLC硬件架构，能完成外围设备正确接线。（四）博途V18与FACTORYIO4学时（课堂讲教学内容：TIAPortal安装、项目创建、设备组态、程序下载；PLCSIM仿真、Trace监控；FactoryIO虚拟场景联合调试。学生学习预期成果：熟练使用博途软件完成编程与仿真。支撑课程目标：23.（五）S7-1200PLC基本指令系统14学时（课堂讲教学内容：存储区、数据类型、寻址方式；位逻辑、定时器、计数器、比较、运算、移动、转换、移位等指令应用。学生学习预期成果：熟练使用基本指令编写逻辑控制程序。支撑课程目标：23.教学内容：组织块OB、功能块FB、功能FC的编程与调用，结构化程序设计方法。学生学习预期成果：掌握模块化程序设计思路。支撑课程目标：23.（七）S7-1200PLC顺序控制程序设计6学时（课教学内容：顺序功能图、单序列、选择序列、并行序列；机械手、物品分拣等顺序控制实例。学生学习预期成果：能用顺序控制法编写复杂流程程序。支撑课程目标：23.（八）模拟量处理与PID控制2~4学时（课堂讲教学内容：模拟量模块组态、信号处理、PID指令、液位闭环控制程序设计。学生学习预期成果：能完成模拟量采集与PID控制编程。支撑课程目标：23.教学内容：步进驱动系统、PTO组态、轴工艺对象、定位控制指令学生学习预期成果：实现PLC对步进电机速度与位置控制。支撑课程目标：23.（十）S7-1200PLC通信2~4学时（课堂讲授2~4教学内容：以太网、S7通信、PROFINETIO通信组态学生学习预期成果：完成PLC之间基本通信配置。支撑课程目标：23.+课程实验2学时）教学内容：精简面板KTP700组态、HMI及PC系统的监控画面设计、登录界面、仿真运行。学生学习预期成果：完成HMI界面设计与仿真调试。支撑课程目标：23.四、课程思政元素（一）结合我国工业自动化、智能制造发展成果，介绍国产PLC与低压电器技术进步，增强民族自信与工程报国情怀。（二）强调电气安全规范、程序严谨性、