《電氣控制與PLC（C）》教學(xué)大綱

《電氣控制與PLC（C）》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05146201課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)選修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（理論40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：模擬電子技術(shù)等后續(xù)課程：組態(tài)控制技術(shù)適用專(zhuān)業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器開(kāi)課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說(shuō)明《電氣控制與PLC（C）》是測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程。本課程主要傳授電氣控制和可編程序控制器系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的一般方法，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重理論知識(shí)的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際中問(wèn)題的能力，使學(xué)生熟悉新型的控制器PLC的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握PLC的指令系統(tǒng)、編程方法及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為學(xué)生今后從事自動(dòng)化技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解常用低壓電器基礎(chǔ)知識(shí)，掌握電氣控制基本線(xiàn)路、可編程序控制器的結(jié)構(gòu)、原理、指令系統(tǒng)、編程及其應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和電氣控制和可編程序控制器系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的一般方法。課程目標(biāo)2：具有獲取課程相關(guān)信息和資源的能力；掌握運(yùn)用邏輯順序控制的思想進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，能夠不斷開(kāi)拓創(chuàng)新課程目標(biāo)課程目標(biāo)3：具備良好的工程職業(yè)道德素質(zhì)，具備從事電氣控制類(lèi)相關(guān)工作的職業(yè)素質(zhì)以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用能力，并具備從事相關(guān)技術(shù)工作所需的行業(yè)背景知識(shí)、勞動(dòng)技能以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電氣控制與PLC（C）》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí):能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、儀器科學(xué)的基本理論和專(zhuān)業(yè)技能用于解決復(fù)雜測(cè)控工程問(wèn)題。1.3能夠?qū)y(cè)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)與數(shù)學(xué)模型用于測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題的推演分析，提出解決復(fù)雜工程問(wèn)題的方案。課程目標(biāo)1：了解常用低壓電器基礎(chǔ)知識(shí)，掌握電氣控制基本線(xiàn)路、可編程序控制器的結(jié)構(gòu)、原理、指令系統(tǒng)、編程及其應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和電氣控制和可編程序控制器系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的一般方法。H3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜測(cè)控工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的系統(tǒng)和單元（部件），并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.2能夠針對(duì)測(cè)控工程問(wèn)題的需求及設(shè)計(jì)方案，制造開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)特定功能的測(cè)控系統(tǒng)和單元（部件）。課程目標(biāo)2：具有獲取課程相關(guān)信息和資源的能力；掌握運(yùn)用邏輯順序控制的思想進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，能夠不斷開(kāi)拓創(chuàng)新課程目標(biāo)。課程目標(biāo)3：具備良好的工程職業(yè)道德素質(zhì)，具備從事電氣控制類(lèi)相關(guān)工作的職業(yè)素質(zhì)以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用能力，并具備從事相關(guān)技術(shù)工作所需的行業(yè)背景知識(shí)、勞動(dòng)技能以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。M4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜測(cè)控工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)單一或復(fù)雜測(cè)控系統(tǒng)等選擇研究路線(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)2：具有獲取課程相關(guān)信息和資源的能力；掌握運(yùn)用邏輯順序控制的思想進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，能夠不斷開(kāi)拓創(chuàng)新課程目標(biāo)。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.常用低壓電器1.1接觸器；1.2控制繼電器；1.3其他常用電器。教學(xué)要求：了解常見(jiàn)低壓電器；掌握接觸器、繼電器和常見(jiàn)保護(hù)電器的選擇和使用。重點(diǎn)：常見(jiàn)低壓電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。難點(diǎn)：接觸器和各種繼電器的使用區(qū)別。61、22.電氣控制線(xiàn)路基礎(chǔ)2.1常見(jiàn)電氣圖文符號(hào)，電氣控制線(xiàn)路的繪制原則；2.2三相籠型異步電機(jī)基本控制線(xiàn)路；2.3三相籠型異步電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)控制線(xiàn)路；2.4電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)要求：要求學(xué)生掌握常見(jiàn)電氣圖文符號(hào)，掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線(xiàn)路，能設(shè)計(jì)常見(jiàn)的典型電氣控制線(xiàn)路。重點(diǎn)：電氣圖文符號(hào)識(shí)讀、電機(jī)常用基本控制線(xiàn)路識(shí)讀。難點(diǎn)：電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)方法。81、2、33.可編程控制器基礎(chǔ)知識(shí)3.1PLC的產(chǎn)生和發(fā)展歷史、PLC的應(yīng)用特點(diǎn)；3.2PLC的工作原理、PLC的分類(lèi)、多種編程語(yǔ)言的區(qū)別和適用場(chǎng)合；3.3PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部資源和系統(tǒng)擴(kuò)展。教學(xué)要求：要求學(xué)生掌握可編程控制器基本組成和工作原理；掌握應(yīng)用可編程控制器常見(jiàn)內(nèi)部資源。重點(diǎn)：PLC的工作原理，掌握應(yīng)用可編程控制器常見(jiàn)內(nèi)部資源。難點(diǎn)：PLC的工作原理。61、2、34.S7-200PLC的指令系統(tǒng)4.1PLC的基本指令；4.2PLC的高級(jí)指令；4.3PLC順控編程思想；4.4PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)要求：要求學(xué)生理解并掌握PLC基本指令及應(yīng)用；理解并掌握PLC高級(jí)指令及應(yīng)用；理解并掌握啟保停或?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：PLC基本指令的功能、高級(jí)指令的使用。難點(diǎn)：理解啟保停和模塊化編程思想。1881、2、35.PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置5.1通信及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；5.2PLC的常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型及配置。教學(xué)要求：理解通信及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；可配置簡(jiǎn)單通訊網(wǎng)絡(luò)。重點(diǎn)：PLC的常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型及配置。難點(diǎn)：PLC的網(wǎng)絡(luò)配置。21、3合計(jì)4082.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.S7-200實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件資源認(rèn)知實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))內(nèi)容：學(xué)習(xí)S7-200試驗(yàn)臺(tái)硬件資源。實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))要求：認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各個(gè)模塊的硬件資源，基本輸入輸出回路的連接方法。212.基本指令綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))內(nèi)容：對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)、置位復(fù)位、邊沿指令、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器基本指令使用。實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))要求：掌握串聯(lián)、并聯(lián)、置位復(fù)位、邊沿指令、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用。223.簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))內(nèi)容：故障聲光報(bào)警應(yīng)用、兩臺(tái)電機(jī)控制應(yīng)用、化工攪拌控制應(yīng)用等。實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))要求：掌握簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法。224.高級(jí)指令綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))內(nèi)容：自動(dòng)化流水線(xiàn)、數(shù)碼管顯示、天塔之光等見(jiàn)典型控制設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))要求：掌握常見(jiàn)典型控制設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法綜合設(shè)計(jì)方法和順控設(shè)計(jì)方法。22合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面理解常見(jiàn)低壓電器的工作原理以及選用方法，掌握電氣控制和可編程序控制器系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的一般方法，具有能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)的初步能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生掌握可編程邏輯控制器基本知識(shí)和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何根據(jù)控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹常見(jiàn)的典型環(huán)節(jié)PLC控制程序，培養(yǎng)PLC控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試能力，培養(yǎng)分析檢查與排除故障、解決和處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：作者（譯者）.書(shū)名.出版社.出版時(shí)間．（1）王永華主編，《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》（第5版），北京航空航天大學(xué)出版社，2019.012.參考書(shū)：作者（譯者）.書(shū)名.出版社.出版時(shí)間．（1）何獻(xiàn)忠主編.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)（第2版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2018.05（2）廖常初.PLC編程及應(yīng)用（第5版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2019.08（3）廖常初.S7-1200/1500PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2018.053.期刊：作者.文題.刊名，年，卷號(hào)（期號(hào)）．或者：刊名，主辦單位（1）馮汛等.PLC的應(yīng)用發(fā)展與前景[J].機(jī)床與液壓.2016（2）（2）賈宇.電氣自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新.2018（22）（3）寇志偉等.基于PLC的變頻器應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)量技術(shù).2015（1）（4）齊繼陽(yáng)等.基于PLC和觸摸屏的氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng).2013（3）（5）E.B.Priyanka.ParametermonitoringandcontrolduringpetroltransportationusingPLCbasedPIDcontroller[J].JournalofAppliedResearchandTechnology.2016（3）.4.網(wǎng)絡(luò)資源：網(wǎng)站名，訪(fǎng)問(wèn)路徑或者：作者.文題.更新和修改日期.訪(fǎng)問(wèn)路徑．（1）電氣控制及可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)/course/ZZULI-1002123026（2）國(guó)家級(jí)精品課電氣控制實(shí)踐訓(xùn)練/course/XMU-1001770002七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題等情況進(jìn)行考核，滿(mǎn)分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√664實(shí)驗(yàn)16（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿(mǎn)分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以實(shí)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！?6作業(yè)8（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿(mǎn)分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?32期末考核60（1）期末考核成績(jī)100分，以期末考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核接觸器工作原理、基本電氣控制線(xiàn)路、可編程邏輯控制器的原理、PLC基本指令及程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。√√√252510合計(jì)：100分345016八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、上機(jī)、提問(wèn)、期末技能測(cè)試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末技能測(cè)試成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末技能測(cè)試成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、提問(wèn)等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過(guò)程性考核和期末技能測(cè)試分值分配與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表5。表5過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，及時(shí)完成測(cè)試，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，及時(shí)完成測(cè)試，準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)20作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以?xún)?nèi)，準(zhǔn)確率大于70%.不交作業(yè)3次以?xún)?nèi)，準(zhǔn)確率大