電氣控制與PLC課程教學大綱

1、電氣控制與PLC課程教學大綱課程編碼： 課程性質：專業(yè)必修課 課 時： 36 學 分：2 開課學期： 第五學期 先修課程：單片機基礎與C51語言編程 適用專業(yè)： 電氣工程及其自動化 課程簡介： 本課程屬于專業(yè)必修課，一門應用性很強的課程，是自動化、電氣工程及其自動化、機械電氣設備、電子信息等相關專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術課程。集微電子技術，自動化技術，計算機技術，通訊技術為一體，以工業(yè)自動化控制為目標的新型控制裝置。目前已在工業(yè)、交通運輸、農業(yè)、商業(yè)等領域得到廣泛應用，成為各行業(yè)的通用控制核心產品。本課程主要學習PLC型號選型與硬件配置方法、編程語言及其PLC控制系統的設計和調試步驟。一、課程教

2、學目標本課程的目標是通過本課程的學習,使學生掌握常用控制電器的用途、基本結構、基本原理和選擇方法；掌握常用電器控制線路的分析方法；了解PLC的基本組成結構、工作原理、和應用領域；掌握PLC的編程元件和基本邏輯指令的功能和使用方法；基本掌握PLC梯形圖程序的分析和設計方法、步進順序控制指令及其設計方法、熟悉PLC功能指令、PLC控制系統的設計和調試步驟；掌握PLC型號的選擇方法和PLC硬件的配置方法，為學生今后從事可編程控制器在自動化及電氣自動化設備應用的工作中打下良好的基礎二、課程重點、難點重點：電氣控制線路圖、梯形圖及對應指令、步進順序流程圖及對應指令。難點：梯形圖和步進順序流程圖的設計、編

3、寫、調試與實際應用。三、整體課時分配章節(jié)序號章節(jié)名稱理論學時實驗學時1電氣控制基本知識62可編程控制器概述23可編程控制器的組成與原理6三菱FX系列可編程控制器44FX系列PLC基本指令6125SFC步進指令436功能指令27特殊功能模塊238可編程控制器的應用29其他系列PLC簡介（西門子S7系列）2合計36四、課程內容安排（一）總論（或緒論、概論等）主要內容：概述本課程的主要教學內容為學習常用低壓電器基本知識、三菱FX系列編程控制器的特點、基本結構、工作原理、指令系統（包括基本指令、功能指令和梯形圖）、編程規(guī)則和典型編程環(huán)節(jié)、模擬量輸入/輸出模塊、數據通信模塊，、可編程控制器的應用以及可編

4、程控制系統的設計、調試和維護方法教學要求：向學生講解本課程的教學內容、章節(jié)與學時安排、理論知識對應于實踐實驗環(huán)節(jié)等。簡單概述本課程主要（二）第一章 電氣控制基本知識 主要內容：常用低壓電器(按鈕、各種開關、各種繼電器、接觸器等)；基本電氣控制線路(基于繼電器、接觸器控制的電動機的啟、停、正反轉、跟中制動等設計思想與對應典型電氣控制電路圖)教學要求：要求學生了解常用低壓電器的種類、功能、型號與應用方法；掌握基于繼電器、接觸器設計的典型控制電路思路與方法。為學習PLC打下基礎。（三）第二章 可編程控制器概論主要內容：可編程控制器（PLC）的產生、定義、特點、分類、性能指標、應用、發(fā)展以及與其他工控

5、系統的比較。教學要求：要求學生了解可編程控制器（PLC）的定義、特點、應用；掌握可編程控制器（PLC）的分類、性能指標。（四）第三章 可編程控制器的組成與原理主要內容：可編程控制器（PLC）的組成、等效電路、輸入輸出接線方式、基本工作原理、編程語言。教學要求：要求學生了解可編程控制器（PLC）的基本工作原理、等效電路、編程語言的種類；掌握可編程控制器（PLC）的組成、輸入輸出接線方式。重點、難點與解決辦法：可編程控制器（PLC）的基本工作原理是本章的重難點，運用知識遷移的方法，讓學生回憶單片機基礎課程中單片機的工作原理，來引導學生思考與PLC的相同點與不同之處。（五）第四章 三菱FX系列可編程

6、控制器主要內容：FX系列可編程控制器的特點、系統配置、性能指標、元器件等。教學要求：要求學生了解FX系列可編程控制器（PLC）的工作原理、特點；掌握FX系列可編程控制器（PLC）的型號、元器件（定時器、計數器、輔助繼電器、特殊功能輔助繼電器）。重點、難點與解決辦法：定時器、計數器的工作原理與應用是本章的重難點，列舉經典例子，深入淺出的講解定時器、計數器的原理與用法，配備部分多媒體演示。其它教學環(huán)節(jié)：通過讓學生思考并動手設計一些典型的于定時器、計數器有關的電路，加深學生的理解與應用程度。（六）第五章 PLC基本指令主要內容：FX系列可編程控制器的基本指令、梯形圖編程規(guī)則、典型編程環(huán)節(jié)。教學要求：

7、要求學生了解梯形圖編程規(guī)則；掌握可編程控制器的基本指令、典型編程環(huán)節(jié)。重點、難點與解決辦法：可編程控制器（PLC）的基本指令的運用與典型編程環(huán)節(jié)是本章的重難點，講解時始終貫徹可編程控制器（PLC）的工作原理，即集中采樣、程序執(zhí)行、集中輸出來向學生讀解基本指令的運用技巧與梯形圖的編程經驗。其它教學環(huán)節(jié)：以學校門口的按鈕交通燈開設討論課，引導學生運用梯形圖自行設計程序；開設相關實驗，要求學生運用梯形圖來設計編寫控制程序，如三相鼠籠式異步電動機星三角換接啟動實驗、十字路口交通燈等等。（七）第六章 步進順控指令主要內容：順序功能圖、步進指令STL/RET、順序功能圖的編程、步進指令的應用教學要求：要求

8、學生了解順序功能圖編程規(guī)則；掌握步進指令STL/RET、順序功能圖的編程設計方法與應用。重點、難點與解決辦法：順序功能圖的編程方法與應用是本章的重難點，講解時引入C語言中的程序流程圖，課深入淺出的講解順序功能圖的編程設計方法與技巧。其它教學環(huán)節(jié)：以飲料生產線為例開設討論課，引導學生運用順序功能圖自行設計程序；開設相關實驗，要求學生運用順序功能圖設計編寫控制程序，如十字路口交通燈、直線運動控制系統實驗等等。（八）第七章 功能指令主要內容：功能指令定義、結構、運用方法、FX系列PLC的重要功能指令教學要求：要求學生了解功能指令定義、結構；掌握幾個重要功能指令的運用方法，如（MOV、ADD、SUB、

9、INC、DEC、FOR NEXT、CJ、CALL、SRET、IRET、WAND、WOR、WXOR、NEG、ROR、ROL、FOM、TO等）。（九）第九章 特殊功能模塊主要內容：模擬量輸入輸出模塊、高速計數位置控制模塊、數據通信模塊、人機界面GOT。教學要求：要求學生了解模擬量輸入輸出模塊、高速計數位置控制模塊、數據通信模塊人機界面GOT的型號與對應功能；掌握一種模擬量輸入輸出模塊和一種人機界面GOT。重點、難點與解決辦法：具體講解一種模擬量輸入輸出模塊和一種人機界面GOT是本章的重難點。通過引入典型簡單的例程來講解具體的使用方法。讓學生通過例程來學習。（十）第十章 可編程控制器的應用主要內容：

10、可編程控制器系統設計方法、選型、系統調試、系統維護教學要求：要求學生了解可編程控制器系統設計方法、選型、系統調試、系統維護。（十一）第十一章 其它常用PLC簡介主要內容：主要介紹西門子S7系列PLC，簡單概述日本歐姆龍和松下的PLC。教學要求：要求學生了解可日本歐姆龍和松下的PLC；基本掌握西門子與三菱PLC的相同之處與不同之處。五、教材與學習資源1.可編程控制器原理及應用，董愛華主編，第一版，中國電力出版社，2009年2可編程控制器原理及系統設計，于慶廣，清華大學出版社，2004年3PLC編程及應用，廖常初，機械工業(yè)出版社，2004年4.可編程控制器原理及應用高等教育出版社，孫平主，2003年六、先修課程要求及教學策略與方法建議先修課程要求：在先修課程中，要掌握模擬電子技術、數字電子技術、單片機基礎與C51語言編程、傳感器與檢測技術相關知識。教學策略與方法建議：本課程各章節(jié)重點突出，在課堂教授時，要深入講解經典例題，使學生印象深刻，概念清晰，牢固掌握，并在講授中應注意引入現代高新技術發(fā)展的新成果。對重點內容，要引發(fā)學生自學，不斷創(chuàng)新探討更深層次的知識。本課程理論性強，又與實際聯系緊密，教學中注意培養(yǎng)學生獨立思