《電氣控制與PLC》教學(xué)大綱

《電氣控制與PLC》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13180419英文名稱：ElectricalControlandPLC學(xué)分：3學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)，其中理論40學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：電路原理、電機(jī)與電力拖動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)課程類別：專業(yè)主干課程授課對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《電氣控制與PLC》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的必修主干課程。課程以工業(yè)過(guò)程模型為被控對(duì)象，從工程實(shí)踐的角度出發(fā)，系統(tǒng)講授工廠常用電器設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可編程控制器的原理和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。課程強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和實(shí)際問(wèn)題的處理，與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密，實(shí)踐性強(qiáng)。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1：能夠進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別是強(qiáng)電方面的設(shè)計(jì)和開發(fā)，能在電氣控制與PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面中體現(xiàn)出創(chuàng)新意識(shí)。課程目標(biāo)2：能夠根據(jù)具體的檢測(cè)、控制對(duì)象及其特征，制定電氣控制與PLC項(xiàng)目的研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)電氣實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)3：了解電氣控制與PLC系統(tǒng)相關(guān)的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)，理解和尊重世界不同品牌的差異性，及技術(shù)指標(biāo)、開發(fā)方法等方面的多樣性，在技術(shù)方面能夠溝通。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.3能夠進(jìn)行電氣工程，特別是電機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)一定的創(chuàng)新意識(shí)；課程目標(biāo)1H4.2能夠根據(jù)具體的檢測(cè)、控制對(duì)象及其特征，制定研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)2M10.2了解電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)和差異；課程目標(biāo)3L三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)內(nèi)容序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1導(dǎo)學(xué)：討論電氣控制與PLC的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法、以及課程的教學(xué)形式、計(jì)劃、考核要求基本要求：解讀課程目標(biāo)、明確任務(wù)要求、指明學(xué)習(xí)方法重點(diǎn)：課程目標(biāo)與培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求之間的聯(lián)系，明確課程重要性難點(diǎn)：德育要求：大國(guó)青年的社會(huì)責(zé)任2集中講授課程目標(biāo)32常用低壓電器：電氣控制的基本概念、電器的分類和工作原理及電氣控制中的常用電器、主令電器及動(dòng)力線路中常用電器?；疽螅毫私怆娖骺刂茪v史、掌握電磁機(jī)構(gòu)原理、掌握基本電氣符號(hào)重點(diǎn)：電磁機(jī)構(gòu)原理難點(diǎn)：接觸器、繼電器原理與檢測(cè)德育要求：新中國(guó)奮斗歷程與輝煌成就4集中講授課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33電氣控制基本控制規(guī)律：結(jié)合項(xiàng)目案例，了解電氣控制線路的基本控制規(guī)律和基本控制環(huán)節(jié)?；疽螅赫莆绽L制電氣控制線路的規(guī)則、學(xué)會(huì)電氣控制的基本控制環(huán)節(jié)，能進(jìn)行啟動(dòng)控制、制動(dòng)控制、電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行和調(diào)速控制重點(diǎn)：典型控制線路以及應(yīng)用特點(diǎn)難點(diǎn)：線路分析與按需設(shè)計(jì)德育要求：規(guī)范意識(shí)、社會(huì)責(zé)任4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24電氣控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)：結(jié)合項(xiàng)目案例，分析車床電氣控制線路；學(xué)習(xí)電力拖動(dòng)方案和電機(jī)的選擇和電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法。基本要求：能對(duì)車床電氣控制線路分析，并進(jìn)行設(shè)計(jì)、了解其它機(jī)床電氣控制線路。了解電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和原則、學(xué)會(huì)電力拖動(dòng)方案和電機(jī)選擇、掌握電氣控制線路設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：器件選型與電氣線路設(shè)計(jì)難點(diǎn)：根據(jù)系統(tǒng)特性和要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案德育要求：工匠精神4集中講授+案例討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25PLC概述：PLC的簡(jiǎn)介、定義及其應(yīng)用特點(diǎn)；學(xué)習(xí)PLC組件、結(jié)構(gòu)和工作原理?；疽螅赫莆誔LC組成和各部分作用、掌握PLC結(jié)構(gòu)、工作原理。重點(diǎn)：PLC結(jié)構(gòu)與工作原理、軟件組的應(yīng)用與梯形圖編程難點(diǎn)：/德育要求：愛國(guó)情懷6集中講授+仿真討論課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36PLC指令系統(tǒng)：結(jié)合案例，學(xué)習(xí)PLC的基本指令、應(yīng)用指令的編程規(guī)則和技巧基本要求：掌握基本指令和分類、傳送、比較、循環(huán)移位、數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用指令。重點(diǎn)：指令規(guī)則與準(zhǔn)確應(yīng)用難點(diǎn)：編程技巧德育要求：規(guī)矩意識(shí)6集中講授+仿真討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)：AD/DA模塊、溫度/液位控制系統(tǒng)系統(tǒng)基本要求：掌握模擬量輸入/輸出模塊基本概念和使用方法，能用PID控制溫度系統(tǒng)重點(diǎn)：閉環(huán)溫控/液位系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：PID控制、系統(tǒng)優(yōu)化德育要求：可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)6集中講授+課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)28PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)：計(jì)數(shù)器、串行通訊、交流電機(jī)變頻控制基本要求：掌握編碼器測(cè)速原理及其檢測(cè)方法、串行通訊基本概念和模塊使用方法，實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速重點(diǎn)：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：串行通訊、交流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)化德育要求：愛崗敬業(yè)6集中講授+課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)29總結(jié)：課程總結(jié)課程教學(xué)內(nèi)容總結(jié)、實(shí)踐項(xiàng)目分析討論重點(diǎn)：項(xiàng)目設(shè)計(jì)技巧和心得探討難度：德育要求：誠(chéng)實(shí)守信2集中講授+課堂討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)40（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1繼電接觸控制初步熟悉繼電接觸控制方法熟悉電動(dòng)機(jī)的接法要求：必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22電動(dòng)機(jī)互鎖控制和順序控制實(shí)驗(yàn)熟悉電動(dòng)機(jī)互鎖控制方法熟悉電機(jī)順序啟動(dòng)方法要求：必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23可編程序控制器編程熟悉PLC梯形圖設(shè)計(jì)方法、軟件編程界面,學(xué)會(huì)下載、調(diào)試程序要求：必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24PLC基本操作及輸入、輸出實(shí)驗(yàn)熟悉PLC輸入、輸出模塊及其外部連接方式熟悉輸入、輸出指令,學(xué)會(huì)編程器的使用方法要求：必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25定時(shí)器計(jì)數(shù)器使用按照控制任務(wù)的要求設(shè)計(jì)控制電路和程序掌握PLC與被控制設(shè)備的連接和程序的調(diào)試、監(jiān)控要求：必修。2設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26十字路口交通燈自動(dòng)控制熟悉PLC的應(yīng)用指令掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法要求：必修。2設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27交流電機(jī)變頻控制通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉PLC變頻器的一些應(yīng)用，掌握變頻器參數(shù)設(shè)置要求：必修。4綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)16四、課程教學(xué)方法1.總體設(shè)計(jì)采用“知識(shí)傳授、實(shí)例仿真、項(xiàng)目作業(yè)、實(shí)驗(yàn)鞏固、分層拓展”的方法，將電氣控制與PLC設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)師生互動(dòng)完成教學(xué)任務(wù)。采用探究式的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，完成復(fù)雜綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練。2.課堂教學(xué)課堂講授：教師講授為主、學(xué)生討論為輔，在教學(xué)過(guò)程中采用多種教學(xué)方法和手段，如多媒體、項(xiàng)目制例題、虛擬仿真等。在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，按知識(shí)模塊，通過(guò)案例以演示和歸納主要知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和討論，不斷強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。在講授、討論中，通過(guò)基礎(chǔ)知識(shí)傳授、實(shí)例仿真、基于項(xiàng)目的實(shí)例講解等多種課堂教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生掌握PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，使學(xué)生體驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程，獲得學(xué)習(xí)電氣知識(shí)的成就感。課內(nèi)討論：圍繞預(yù)習(xí)內(nèi)容、講授案例、作業(yè)問(wèn)題、階段作品，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化、完善和補(bǔ)充。3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課外學(xué)習(xí)和作業(yè)實(shí)施的基礎(chǔ)上，通過(guò)集中實(shí)驗(yàn)，理解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，掌握電氣控制與PLC的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，采用集中指導(dǎo)、自主練習(xí)、個(gè)別答疑。4.課外學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生在課前按預(yù)習(xí)計(jì)劃完成自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，即自學(xué)教材相關(guān)章節(jié)，觀看課程網(wǎng)站上教學(xué)視頻。課后作業(yè)：要求學(xué)生按時(shí)完成課后作業(yè)。復(fù)雜項(xiàng)目設(shè)計(jì)：完成一個(gè)復(fù)雜綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行集中驗(yàn)收和現(xiàn)場(chǎng)答辯。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、章節(jié)測(cè)試、課程實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目作業(yè)和期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績(jī)占60%、平時(shí)作業(yè)和章節(jié)測(cè)試成績(jī)占20%、課程實(shí)驗(yàn)占10%、項(xiàng)目作業(yè)占10%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)與章節(jié)測(cè)試1010202課程實(shí)驗(yàn)0100103項(xiàng)目作業(yè)550104期末考試50.49.6060課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值65.424.610100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)分析電氣控制、PLC控制系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)問(wèn)題，并進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),非常了解電氣控制與PLC的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)。按時(shí)完成，70%-90%左右的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)分析電氣控制、PLC控制系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)問(wèn)題，創(chuàng)新意識(shí)較好,了解電氣控制與PLC的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。對(duì)電氣控制、PLC控制系統(tǒng)專業(yè)問(wèn)題有一定的分析和創(chuàng)新設(shè)計(jì),對(duì)電氣控制與PLC的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)有所了解。不交和補(bǔ)交，作業(yè)內(nèi)容在60%以下，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能對(duì)電氣控制、PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行有效分析和創(chuàng)新設(shè)計(jì),不了解電氣控制與PLC的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)。2.章節(jié)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測(cè)試根據(jù)測(cè)試題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.課程實(shí)驗(yàn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芨鶕?jù)電氣或PLC實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，搭建系統(tǒng)并安全實(shí)驗(yàn)，有自己的設(shè)計(jì)理念。實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整，方案解析和結(jié)果分析有理有據(jù)。能根據(jù)電氣或PLC實(shí)驗(yàn)要求搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并完成實(shí)驗(yàn)，有一定的設(shè)計(jì)思維。實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整，方案解析和結(jié)果分析基本到位。能根據(jù)電氣或PLC實(shí)驗(yàn)要求搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并安全實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新意識(shí)較差。實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本完整，方案解析和結(jié)果分析不準(zhǔn)確。不參與實(shí)驗(yàn)或電氣或PLC實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在安全隱患，實(shí)驗(yàn)報(bào)告不交或內(nèi)容不完整，無(wú)實(shí)驗(yàn)方案、結(jié)果分析等內(nèi)容。4.項(xiàng)目作業(yè)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分項(xiàng)目作業(yè)能根據(jù)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目要求自主設(shè)計(jì)方案，搭建系統(tǒng)并完成實(shí)踐，有自己的設(shè)計(jì)理念。項(xiàng)目報(bào)告完整，系統(tǒng)能很好運(yùn)行，結(jié)果與要求一致。能根據(jù)項(xiàng)目要求搭建電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，并完成實(shí)踐，有一定的設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新意識(shí)。項(xiàng)目報(bào)告完整，系統(tǒng)能基本運(yùn)行。能根據(jù)項(xiàng)目要求搭建電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，并完成實(shí)踐，設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新意識(shí)較差。項(xiàng)目報(bào)告基本完整，系統(tǒng)運(yùn)行不太理想。不參與項(xiàng)目實(shí)踐或項(xiàng)目過(guò)程存在安全隱患，電氣自動(dòng)化項(xiàng)目報(bào)告不交或內(nèi)容不完整，無(wú)方案，不能運(yùn)行或達(dá)不到要求。5.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《電氣控制與