《機(jī)電傳動(dòng)與PLC》教學(xué)大綱機(jī)電

PAGEPAGE11《機(jī)電傳動(dòng)與PLC》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱機(jī)電傳動(dòng)與PLC課程編號(hào)課程性質(zhì)必修課課程類別核心課程開課單位機(jī)械電子教研室授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3/48課內(nèi)學(xué)時(shí)48理論授課44上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4課外學(xué)時(shí)48適用專業(yè)機(jī)械電子工程是否雙語否先修課程電工電子學(xué)、信息技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程機(jī)電傳動(dòng)與PLC課程設(shè)計(jì)、專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)二、課程簡介《機(jī)電傳動(dòng)與PLC》是機(jī)械電子工程專業(yè)核心課，為實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程。本課程對機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行理論講授及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、培養(yǎng)學(xué)生掌握電氣控制與可編程序控制器技術(shù)的基本概念、基本理論，具備設(shè)計(jì)和分析設(shè)備或生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力，全面考核學(xué)生對機(jī)電傳動(dòng)控制知識(shí)的掌握、運(yùn)用、分析問題、解決問題能力,使學(xué)生具備機(jī)電傳動(dòng)控制與PLC實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1（知識(shí)目標(biāo)）：(1）熟悉常用低壓電器的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉各種低壓電器的基本知識(shí)、掌握電氣元件的文字符號(hào)、圖形符號(hào)及電氣原理圖的畫法，培養(yǎng)工匠精神；(2）掌握基本電氣控制電路的組成、功能與工作原理，熟悉常用機(jī)床電氣控制線路的構(gòu)成和工作原理，培養(yǎng)愛國精神；(3)理解可編程序控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)組成，熟悉可編程序控制器的基本邏輯控制指令，培養(yǎng)民族自信、家國情懷。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）：(1)應(yīng)用不同低壓電器的特點(diǎn)和使用方法，選用常用低壓電器元件。應(yīng)用電氣原理圖繪制的基本原則，具備繪制電氣原理圖的能力，培養(yǎng)學(xué)以致用意識(shí)；(2）分析基本電氣控制電路的功能與工作原理，能夠設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)等各類控制電路，具備常用機(jī)床電氣控制線路分析的能力，培養(yǎng)安全節(jié)約等意識(shí)；(3)應(yīng)用可編程序控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)組成、基本邏輯控制指令，順序控制指令、具備基本的可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試能力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。課程目標(biāo)3（素質(zhì)目標(biāo)）：(1)綜合應(yīng)用機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)知識(shí)，能初步進(jìn)行機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試，培養(yǎng)刻苦鉆研的精益求精精神；(2）分析生產(chǎn)工藝，能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求電氣控制系統(tǒng)，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)實(shí)事求是的工作作風(fēng)；(3)評(píng)價(jià)工程需求，能夠在工程實(shí)踐中正確地設(shè)計(jì)、使用和研制設(shè)備或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)，培養(yǎng)開拓性思維、團(tuán)隊(duì)合作精神。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1-31.工程知識(shí)課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2-22-問題分析課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)3-33.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論及低壓電器基礎(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）電氣控制與可編程序控制器的基本概念、電氣控制與可編程序控制器的特點(diǎn)、電氣控制與可編程序控制器的發(fā)展和本課程的任務(wù)與教學(xué)要求；（2）接觸器、繼電器、熔斷器、低壓隔離器、低壓斷路器、主令電器等低壓電器元件的結(jié)構(gòu)；（3）低壓電器元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)、工作原理。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）各種低壓電器的使用方法；（2）接觸器的工作原理；（3）時(shí)間繼電器的工作原理及圖形符號(hào)。3.實(shí)施方式本單元課程采取提問啟發(fā)式的教學(xué)方式，通過一系列問題使學(xué)生明確機(jī)電傳動(dòng)控制的重要意義，從而了解常用低壓電氣元件的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域。從而讓學(xué)生真正體驗(yàn)到創(chuàng)新的精神意蘊(yùn)與實(shí)踐意義，達(dá)到知識(shí)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握各種常用低壓電器的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（2）掌握各種常用低壓電器的工作原理；（3）掌握各種常用低壓電器的圖形、文字符號(hào)及使用方法。5.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）理解各種常用低壓電器的工作原理；（2）應(yīng)用各種常用低壓電器元件。6.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的知識(shí)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，全面了解常用低壓電氣元件的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域，培養(yǎng)刻苦鉆研的精益求精精神。第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）電氣控制系統(tǒng)三種圖樣的用途。（2）電氣原理圖的閱讀與繪制。（3）電機(jī)的啟動(dòng)控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、雙速電機(jī)控制等控制方法的工作原理和電氣控制電路。（4）電機(jī)保護(hù)及其他基本環(huán)節(jié)控制電路。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）電氣原理圖的閱讀和繪制；（2）三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△降壓啟動(dòng)；（3）電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)環(huán)節(jié)和連鎖環(huán)節(jié)。3.實(shí)施方式本單元課程采取講授及討論法的教學(xué)方式，在課堂講授電機(jī)的啟動(dòng)控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、雙速電機(jī)控制等控制方法的工作原理和電氣控制電路；討論電氣控制線路圖紙及繪圖原則。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握電氣控制原理圖的基本知識(shí)和繪圖方法；（2）掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的控制方法；（3）掌握電氣控制系統(tǒng)常用保護(hù)措施。5.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）理解電氣控制原理圖的基本知識(shí)和繪圖方法；（2）應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的控制方法。6.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的知識(shí)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，掌握電機(jī)的啟動(dòng)控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、雙速電機(jī)控制等控制方法的工作原理和電氣控制電路，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)事求是的工作作風(fēng)。第三單元電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）電氣控制電路的閱讀分析方法；（2）分析臥式車床的電氣控制電路的方法；（3）分析Z3040型搖臂鉆床的電氣控制電路的方法；（4）電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法；（5）電氣控制電路中各電氣元件的選擇方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）電氣控制電路的閱讀分析方法；（2）臥式車床的電氣控制電路的分析方法；（3）電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法。3.實(shí)施方式本單元課程采取講授及討論法的教學(xué)方式，在課堂講授電氣控制電路的閱讀分析方法、臥式車床的電氣控制電路的分析方法；討論電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握電氣控制線路分析方法；（2）掌握常用車床的電氣控制原理；（3）掌握電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法。5.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）分析常用電氣控制電路；（2）理解常用車床的電氣控制原理；（3）應(yīng)用電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法。6.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。通過學(xué)習(xí)，能夠掌握電氣控制線路分析方法；掌握常用車床的電氣控制原理；培養(yǎng)工匠精神、愛國敬業(yè)的工作作風(fēng)。第四單元可編程序控制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）可編程序控制器的產(chǎn)生及發(fā)展過程；（2）可編程序控制器的定義及特點(diǎn)；（3）可編程序控制器的工作原理；（4）可編程序控制器的硬件及其分類。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）PLC控制的基本概念；（2）PLC的內(nèi)部I/O電路；（3）PLC的循環(huán)掃描工作原理。3.實(shí)施方式本單元課程采取講授及討論法的教學(xué)方式，掌握可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，是對可編程控制器產(chǎn)品進(jìn)行選型、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試的基礎(chǔ)。通過課堂講授，展示結(jié)構(gòu)圖及機(jī)型圖片，能夠讓學(xué)生很好地掌握可編程控制器的硬件組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各模塊的構(gòu)成和原理。討論P(yáng)LC掃描工作過程。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握可編程序控制器的定義及特點(diǎn)；（2）掌握可編程序控制器的工作原理；（3）了解可編程序控制器的產(chǎn)生及發(fā)展過程。5.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）理解可編程序控制器的工作原理；（2）認(rèn)知可編程序控制器特點(diǎn)。6.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的知識(shí)目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，通過學(xué)習(xí)，掌握PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)民族自信、家國情懷。第五單元可編程序控制器程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）可編程序控制器主要編程元件；（2）可編程序控制器的編程語言與程序結(jié)構(gòu)；（3）存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式；（4）位邏輯指令、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令；（5）梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的基本過程。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）位邏輯指令、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令；（2）存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式；（3）梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。3.實(shí)施方式本單元課程采取講授法、實(shí)驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)和練習(xí)的教學(xué)方式，在課堂講授編程基礎(chǔ)同時(shí)，要求學(xué)生通過相關(guān)視頻及網(wǎng)上資料自主學(xué)習(xí)軟件，布置一定的習(xí)題，使學(xué)生在掌握梯形圖設(shè)計(jì)方法及編程規(guī)則的同時(shí)，能熟練應(yīng)用可編程控制器編程軟件完成特定功能的梯形圖程序設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握編程軟件的使用方法，掌握常用指令的實(shí)際應(yīng)用。4.學(xué)習(xí)要求（1）掌握位邏輯指令、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令；（2）掌握梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；（3）理解存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式。5.實(shí)驗(yàn)要求（1）實(shí)驗(yàn)屬性:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（2）開出要求：必做（3）分組要求：1人1組（4）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備①儀器設(shè)備：機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)（編程軟件）；②預(yù)習(xí)要求：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求提前預(yù)習(xí)（5）其他要求：注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合、注重新知識(shí)、新方法、新工藝、新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）認(rèn)知存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型和尋址方式；（2）理解位邏輯指令、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令；（3）應(yīng)用梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。7.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。通過學(xué)習(xí)，能夠掌握梯形圖的基本電路、梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。第六單元順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法與功能指令（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）狀態(tài)編程思想及步進(jìn)梯形指令的使用方法。（2）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的類型及步進(jìn)梯形圖的實(shí)際應(yīng)用。（3）使用步進(jìn)梯形指令的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法。（4）傳送與比較應(yīng)用指令、數(shù)學(xué)運(yùn)算應(yīng)用指令、數(shù)據(jù)處理應(yīng)用指令。（5）程序控制指令使用方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）狀態(tài)編程思想；（2）步進(jìn)梯形指令的使用方法；（3）使用步進(jìn)梯形指令的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法。3.實(shí)施方式本單元課程采取講授、實(shí)驗(yàn)及任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方式，在課堂講授步進(jìn)順控指令及功能圖基本知識(shí)后，布置一定具有探究性的設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生通過查閱資料，對已有知識(shí)進(jìn)行整理與總結(jié)，分組完成。使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，設(shè)計(jì)出較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的順序功能圖。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生進(jìn)一步掌握順序控制設(shè)計(jì)法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）掌握狀態(tài)編程思想及步進(jìn)梯形指令的使用方法；（2）掌握使用步進(jìn)梯形指令的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法；（3）了解基本應(yīng)用指令使用方法。5.實(shí)驗(yàn)要求（1）實(shí)驗(yàn)屬性:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（2）開出要求：必做（3）分組要求：1人1組（4）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備①儀器設(shè)備：機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)（編程軟件）；②預(yù)習(xí)要求：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求提前預(yù)習(xí)（5）其他要求：注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合、注重新知識(shí)、新方法、新工藝、新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）認(rèn)知步進(jìn)梯形指令的使用方法；（2）理解狀態(tài)編程思想；（3）應(yīng)用步進(jìn)梯形指令的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法。7.支撐課程目標(biāo)本單元知識(shí)、教學(xué)方式支撐課程的能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。通過學(xué)習(xí)，能夠設(shè)計(jì)出基本的控制系統(tǒng)順序功能圖，并能寫出對應(yīng)指令語句表。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排第一單元緒論及低壓電器基礎(chǔ)提問啟發(fā)式課程目標(biāo)1、34第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)講授及討論法課程目標(biāo)1、310第三單元電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)講授及討論法課程目標(biāo)2、36第四單元可編程序控制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理講授及討論法課程目標(biāo)1、34第五單元可編程序控制器程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)講授、自主學(xué)習(xí)及練習(xí)法、小組實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2、314第六單元順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法與功能指令講授及任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2、310合計(jì)48五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績30%作業(yè)（百分制）50本門課程5次作業(yè)，課后完成習(xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，作業(yè)評(píng)分的具體標(biāo)準(zhǔn)為提交時(shí)間、作業(yè)正確率等。目標(biāo)分值=0.5*作業(yè)平均成績測驗(yàn)（百分制）30隨堂測試。主要考核學(xué)生對各單元知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度目標(biāo)分值=0.3*作業(yè)平均成績課堂表現(xiàn)（百分制）20課堂紀(jì)律好、回答問題積極準(zhǔn)確目標(biāo)分值=0.2*課堂表現(xiàn)平均成績實(shí)踐成績20%實(shí)驗(yàn)（百分制）100實(shí)驗(yàn)報(bào)告正確條理，書寫認(rèn)真。實(shí)驗(yàn)過程獨(dú)立完成，實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠正確使用，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。目標(biāo)分值=1*實(shí)驗(yàn)成績期末考試50%知識(shí)40考核內(nèi)容：低壓電器基礎(chǔ)、電氣控制線路基本環(huán)節(jié)、電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)、硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法與功能指令考試題型：填空題、程序題、簡答題、設(shè)計(jì)題、分析題評(píng)價(jià)細(xì)則：按照答題要點(diǎn)、解題步驟評(píng)分能力40綜合應(yīng)用20（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論及低壓電器基礎(chǔ)1-1常用低壓電器的工作原理1-2常用低壓電器的圖形、文字符號(hào)及使用方法作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)1、3第二單元電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2-1電氣控制原理圖的基本知識(shí)和繪圖方法2-2三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的控制方法作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)1、3第三單元電氣控制電路實(shí)例分析與設(shè)計(jì)3-1電氣控制線路分