《電氣控制與PLC（B）》教學(xué)大綱

《電氣控制與PLC（B）》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05156121課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：電路原理、電機(jī)學(xué)等后續(xù)課程：電力系統(tǒng)綜合創(chuàng)新等適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化開(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（B）》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)專業(yè)選修課。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相關(guān)工作的職業(yè)素質(zhì)以及專業(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（B）》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)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)1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)知識(shí)用于復(fù)雜電氣工程問(wèn)題解決方案的比較與優(yōu)化。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3.2能夠根據(jù)特定需求，完成對(duì)復(fù)雜電氣工程系統(tǒng)與單元（部件）的設(shè)計(jì)、調(diào)試與優(yōu)化。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相關(guān)工作的職業(yè)素質(zhì)以及專業(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4.2能夠根據(jù)復(fù)雜電氣工程問(wèn)題的特征，選擇研究路線，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）”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)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方法。41、22.電氣控制線路基礎(chǔ)2.1常見(jiàn)電氣圖文符號(hào)，電氣控制線路的繪制原則2.2三相籠型異步電機(jī)基本控制線路2.3三相籠型異步電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)控制線路2.4電氣控制線路的設(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)基本控制線路，能設(shè)計(jì)常見(jiàn)的典型電氣控制線路。重點(diǎn)：電氣圖文符號(hào)識(shí)讀、電機(jī)常用基本控制線路識(shí)讀。難點(diǎn)：電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法。81、2、33.可編程控制器基礎(chǔ)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、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。41、2、3S7-200PLC的系統(tǒng)配置與開(kāi)發(fā)環(huán)境4.1S7-200PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成4.2S7-200PLC的接口模塊4.3掌握S7-200的內(nèi)部資源及應(yīng)用4.4熟悉并掌握STEP7-Micro/WIN軟件使用。教學(xué)要求：要求學(xué)生了解S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成；理解S7-200PLC的接口模塊；掌握S7-200的內(nèi)部資源及應(yīng)用；熟悉并掌握STEP7-Micro/WIN軟件使用。重點(diǎn)：S7-200的內(nèi)部資源及應(yīng)用、STEP7-Micro/WIN軟件使用。難點(diǎn)：S7-200的內(nèi)部資源及應(yīng)用。221、2、35.S7-200PLC的指令系統(tǒng)5.1S7-200PLC編程基礎(chǔ)5.2S7-200PLC的基本指令及編程方法5.3S7-200PLC的功能指令及編程方法教學(xué)要求：要求學(xué)生理解并掌握S7-200系列PLC基本指令，理解并掌握S7-200系列PLC功能指令。重點(diǎn)：S7-200系列PLC基本指令、功能指令的使用。難點(diǎn)：S7-200系列PLC功能指令的使用。661、2、3合計(jì)2482.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)內(nèi)容：學(xué)習(xí)S7-200試驗(yàn)臺(tái)硬件資源。實(shí)驗(yàn)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.S7-200基本指令練習(xí)（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)、置位復(fù)位、邊沿指令基本指令使用。實(shí)驗(yàn)要求：掌握串聯(lián)、并聯(lián)、置位復(fù)位、邊沿指令的使用。223.S7-200基本指令練習(xí)（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等基本指令的使用。實(shí)驗(yàn)要求：掌握常見(jiàn)定時(shí)計(jì)數(shù)功能程序設(shè)計(jì)。224.S7-200功能指令練習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：常見(jiàn)典型控制設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)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。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)著重講授如何用根據(jù)控制要求進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)；如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法以及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思路和方案設(shè)計(jì)等。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：（1）王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)(第六版)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2020.2.參考書(shū)：（1）何獻(xiàn)忠.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2018.（2）廖常初.PLC編程及應(yīng)用(第五版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2019.（3）廖常初.S7-1200/1500PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.3.期刊：（1）馮汛,倪紅軍,石健等.PLC的應(yīng)用發(fā)展與前景[J].機(jī)床與液壓,2016,44(02):203-206.（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):42-43.（3）寇志偉,徐明娜,蘇曦等.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),2015,38(01):12-15.（4）齊繼陽(yáng),吳倩,何文燦.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(04):19-22.（5）E.B.Priyanka.ParametermonitoringandcontrolduringpetroltransportationusingPLCbasedPIDcontroller[J].JournalofAppliedResearchandTechnology.2016(3):125-131.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（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)8（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)。√√√332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)16（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?64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?！獭獭?52510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)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、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)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)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)20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%。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%。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，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)40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次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%。不交作業(yè)3次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%。不交作業(yè)4次以上，準(zhǔn)確率