《电气控制与可编程控制器》课程实验教学大纲

PAGE14《电气控制与可编程控制器》课程实验教学大纲目录TOC\h\z\u\t"标题2,1,样式标题1+黑体小四非加粗,1,样式标题2+宋体小四行距:多倍行距1.25字行,2,副标题,2"一、课程简介 61二、课程实验教学的目的、任务与要求 61三、实验方式与基本要求 61四、实验项目设置 62五、教材（讲义、指导书） 62六、实验报告要求 63七、考试(考核)方式 63八、使用说明 63《电气控制与可编程控制器》课程实验项目1 64《电气控制与可编程控制器》课程实验项目2 66《电气控制与可编程控制器》课程实验项目3 68《电气控制与可编程控制器》课程实验项目4 71附件3××专业实践环节教学大纲模板 73课程设计教学大纲样式 73课程名称：电气控制与可编程控制器课程编号：056210英文名称：ElectricControlTechnologyandProgrammableLogicController课程性质：非独立设课课程属性：专业应开实验学期：第6学期学时学分：课程总学时--40，实验学时--8，课程总学分--2.5，实验学分0.5实验者类别：本科生适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电路、电子技术基础（包括模拟电子和数字电子）、微型计算机原理与接口技术、单片机原理及应用、电机与拖动基础、电力电子变流技术。一、课程简介本课程为电气工程及其自动化专业自动控制方向的专业课程，是一门实践性强、应用广泛的课程。其主要任务是讲述常用低压电器的基本原理及使用，电气控制的基本原理，基本环节和典型生产机械电气控制线路的分析，电气控制系统设计的原则和方法，电气控制应用实例，可编程控制器的基本组成、结构特点，工作原理、指令系统、应用系统设计等；使学生熟悉常用的电器控制技术，初步具备应用可编程控制器设计控制系统的能力，能将所学内容应用到实践中，以解决简单的工程实际问题，同时也为更进一步学习有关可编程控制器新产品具备必要的基础知识，为学生走向工作岗位、从事具体的工厂电气控制技术和工业控制系统设计打下良好的技术基础。二、课程实验教学的目的、任务与要求本课程实验要求学生在课堂教学的基础和已有的基本实验操作技能的基础上，通过对常用低压电路元件的认识和对交、直流电动机的起动、制动控制等实验来提高学生的动手能力；并进一步巩固课堂教学内容，加深对本课程基本内容的理解和掌握。实验过程中应能发现问题、分析问题、解决问题。进一步启迪学生的创新思维。通过接受电气控制工程的初步实践训练，提高学生综合运用基础和专业知识分析和解决工程实际问题的能力。可编程控制器是实践性很强的一门技术课，实验性环节非常重要。通过实验，让学生进一步熟悉可编程控制器的组成、特点、工作原理；掌握编程器的使用方法；掌握PLC编程操作及程序输入方法；掌握PLC的硬件接线方法；掌握PLC的基本指令、定时器、计数器、移位寄存器等的正确使用方法；掌握程序的调试方法，提高分析问题和解决问题的能力。实验要求：要求参加实验的学生实验前认真阅读实验指导书，根据实验复习课程相关内容；按实验要求认真准备实验。实验中独立思考、独立操作、独立完成实验要求内容，有余力的学生能够设计自己感兴趣的创新实验。三、实验方式与基本要求验证性、综合性实验。要求每一个学生做到以下几点：1．熟悉常用控制电器的结构原理、用途、型号含义及主要技术经济指标，达到能正确使用和选用的目的。2．熟练掌握常用控制电器的图形文字付号，掌握继电逻辑控制技术的基本原理，学会按图接线、整定、判断和分析电路，将原理图与实际电路联系起来。3．熟悉典型控制电路，掌握“化整为零、集零为整”的电路分析方法，从简单到复杂，从局部到整体，使学生具有从事电气控制系统的安装调试、运行和维护等技术工作能力。4．熟悉相关国标、部标并能灵活应用，培养学生具有一定的设计和改进一般生产设备电气控制线路的基本能力。5.每次实验课前，学生应预习实验讲义，明确实验目的和任务，拟定实验步骤，并认真复习与实验内容相关的理论。6．实验过程中严格按实验规程操作。爱护实验仪器设备。实验完成后要写出实验报告，其内容包括实验数据的整理和计算，对实验结果及实验中出现的问题的分析讨论，对实验方法的建议等。实验后，按要求编写实验报告。7.主要实验仪器设备要求：

电气控制实验台：元器件展示板5块；低压配电屏5块；电控柜12块；电控板8块；试验台30台。PLC实验台：学生2人一台设备，独立实验，注意记录实验数据与结果分析。四、实验项目设置序号实验编号实验项目名称实验内容提要实验时数实验类型实验类别实验要求每组人数实验台系统熟悉1、认识电磁式中间继电器的一般结构，掌握进行一般检查的方法；2、掌握CP1HPLC的基本结构，了解输入、输出的接线方式；3、了解实验台的常用功能。基本指令实验掌握常开触点、常闭触点、定时器、计数器等常用PLC指令，掌握电气原理图的接线、电路调试及排除故障的方法。电动机星三角启动掌握PLC的编程方法，能在开发环境下进行开发和设计，设计出PLC控制电机的星三角启动电路交通灯控制掌握PLC的编程方法，能在开发环境下进行开发和设计，设计出PLC控制交通信号灯的程序。五、教材（讲义、指导书）：《电气控制与PLC》，徐世许等编，人民邮电出版社，2013年.《欧姆龙CP1HPLC应用基础与编程实践》，霍罡樊晓兵等编，机械工业出版社，出版时间：2008.1。参考书：1.《电气控制与可编程控制器》，陈克定编，华南理工大学出版社，2001年.2.《工厂电气控制技术》（第2版），方承远，机械工业出版社，2003年.3.《可编程控制器应用与实践》，杨公源黄琦兰，清华大学出版社，2007.5。六、实验报告要求完成实验后，应及时整理实验记录，撰写实验报告，实验报告的具体内容可按照各个实验的要求，基本的格式和内容是：（1）专业：班级：学号：姓名：（2）实验题目和实验原理：对本实验涉及的基础理论、工作原理可进行简单的、概括性的叙述。（3）实验设备：应详细记录实验中实际使用的设备、器材的型号、规格、数量。（4）实验内容和步骤：包括对实验过程、数据、现象，发生问题和解决方法的记录，还包括实验的电路图、程序表等。（5）对实验结果的分析和问题讨论，包括如下内容：①对实验结果（数据、现象）的分析；②对实验中发生问题、处理方法的分析，实验教训的总结；③回答问题（如老师提出的问题解答），应注意结合所学的基础理论知识，将在实验中获得的感性认识进行理论上的分析探讨，以求上升到理性认识的高度；④对本次实验的总体认识、体会、有无意见和建议等。写好实验报告，不仅是保证实验教学效果的基本要求，而且对于今后在工作中提高整理技术资料、总结工作经验、撰写科研论文的能力很有帮助。在撰写实验报告时，应做到内容完整、书写工整、文字和作图规范。还应遵循严肃认真、实事求是的科学态度，如有引用的理论一句、计算公式或一些系数的选取等，应注明出处。如果是来自实验的结果或本人的见解，也应予以注明。七、考试(考核)方式预习报告占10%，硬件电路连接占35%，系统调试占35%，实验报告占20%。另外，对实验中出现的问题，根据解决的情况可奖励0～50分（百分制）。八、使用说明（1）不同专业的教师，根据本专业的教学计划适当调整试验学时和实验项目；（2）根据学生学习情况，可以选择推荐的试验箱进行试验，也可以选择基于单片机的控制实验箱进行试验。

《电气控制与可编程控制器》课程实验项目1实验项目名称及实验项目编号继电器的一般检查，吸合电压和释放电压的测定，05621001课程名称及课程编号《电气控制与可编程控制器》，056210实验目的1、认识电磁式电器的一般结构，掌握电磁式电器进行一般检查的方法；2、了解电磁式电器吸合电压和释放电压、返回系数的关系及继电器吸合和释放过程中电流变化的情况；3、了解CP1HPLC的基本结构；4、了解实验基本功能。实验原理本实验的准备知识：教程第一章知识。实验内容继电器的一般检查，吸合电压和释放电压的测定，了解CP1HPLC的基本结构，了解实验台基本功能。实验方法与步骤1、了解PLC的硬件系统，熟悉OMRONCP1HPLC的输入和输出端子；2、熟悉实验台上各个模块；3、熟悉OMRONCP1HPLC的指令系统；4、会熟练使用CX－P软件进行编程、调试、编译和下载。实验要求1、注意安全，在线路检查无误后，方可合上电源，以防造成短路故障；2、更改线路切记先切断电源，以防触电事故发生。3、实验报告是实验工作的全面总结，要以简明形式将实验结果全面、真实地表达出来，要求简明扼要、字迹工整、分析合理，图表清楚整齐，曲线和线路图用铅笔及绘图仪器绘制，不得徒手描画。报告包括以下内容：1)实验项目名称、日期、专业、班级、学号、姓名、同组人姓名、实验台号；2)实验目的及要求；3)实验设备、电器元件型号规格；4)电气原理图，主要实验过程及步骤；5)实验数据及实验现象，整理而成的数据表格、曲线、验证结果等；6)回答指导书中指出的思考题及故障情况分析；7)实验总结及心得体会。场地、设备与器材信电学院实验中心；欧姆龙PLC实验教学平台。

《电气控制与可编程控制器》课程实验项目2实验项目名称及实验项目编号基本指令实验，05621002课程名称及课程编号《电气控制与可编程控制器》，056210实验目的通过本实验使学生掌握常用的指令。实验原理本实验是练习常用指令的使用。本实验的准备知识是OMRONPLC常用的指令。实验内容练习常用的指令，包括1、基本指令；2、定时器和计数器指令；3、置位/复位及脉冲指令；4、移位寄存器指令；5、常用功能指令。六、实验方法与步骤1、预习PLC的常用指令；2、熟悉编译调试软件的使用；3、基本指令14条，LD、LDNOT、AND、ANDNOT、OR、ORNOT、ANDLD、ORLD、OUT、OUTNOT、END；4、定时器和计数器指令，TIM和CNT；5、置位/复位及脉冲指令，KEEP、DIFU、DIFD；6、移位寄存器指令，SFT；7、常用功能指令，数据比较指令、数据传送指令、加法指令、减法指令的使用方法。七、实验要求实验报告按照固定的格式来完成，分别是实验目的、实验器材、实验内容和步骤。画出应用基本指令；定时器和计数器指令；置位/复位及脉冲指令，KEEP、DIFU、DIFD；移位寄存器指令SFT；常用功能指令，数据比较指令、数据传送指令、加法指令、减法指令等指令的梯形图。场地、设备与器材信电学院实验中心；欧姆龙PLC实验教学平台。《电气控制与可编程控制器》课程实验项目3实验项目名称及实验项目编号电动机星三角启动，05621003课程名称及课程编号《电气控制与可编程控制器》，056210实验目的通过本实验1、掌握PLC功能指令的用法；2、掌握用PLC控制交流电机的可逆起动控制电路及星/三角起动的电路。实验原理本实验是基于电机学中电机正反转和星三角启动的原理。通过控制电机电源的相序来控制电机的正反转；星三角接法的电压不同，三角形接法的电压是星形接法的倍，启动时首先加在电机上的电压是额定电压的，电机有了一定的转速后，把电压切换到额定电压。本实验的准备知识电机星三角启动的原理，电机正反转的原理。实验内容1、设计要求设计通过PLC控制电机的Y/△起动电路的程序。当按下启动按钮后，再按正转按钮，电机正转（继电器KM1控制），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4控制），过3秒后KM4断开，电机运行在△接法（全速运行，继电器KM3控制）。当按下停止按钮时，电机停转。当按下启动按钮后，再按反转按钮，电机反转（继电器KM2控制），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4控制）。过3秒后KM4断开，电机运行在△接法（全速运行，继电器KM3控制）。电机星三角控制示意图2、确定输入输出地址、并编写程序；3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序；4、调试程序，直至符合设计要求。输入输出主机实验模块注释主机实验模块注释0000启动启动10004KM1电机正转0001停止停止10005KM2电机反转0002正转正转10006KM4星形接法0003反转反转10007KM3三角形接法COM24VCOM324VCOMGND24V24VGNDGND实验方法与步骤1、了解电机正反转和星三角启动的原理；2、确定输入和输出地址、编写控制程序；3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序；4、调试程序，直至符合设计要求。实验要求1、写实验报告具体的要求与规范格式实验报告按照固定的格式来完成，分别是实验目的、实验器材、实验内容和步骤。同时要求写出PLC控制的源程序。2、实验考核评价要求学生能够熟练的操作CX-Programmer编程软件，来完成编程、调试、编译和下载。掌握PLC功能指令的用法。能够写出PLC的控制程序，程序具有正反转和星三角启动功能，正反转和星三角接法都具有互锁，程序调试成功并下载到PLC完成控制功能。场地、设备与器材信电学院实验中心；欧姆龙PLC实验教学平台。《电气控制与可编程控制器》课程实验项目4实验项目名称及实验项目编号交通灯控制，05621004课程名称及课程编号《电气控制与可编程控制器》，056210实验目的通过本实验使学生1、掌握PLC功能指令的用法；2、掌握用PLC控制交通灯的方法。实验原理本实验是根据南北方向和东西方向红绿灯交替控制。本实验的准备知识是PLC功能指令，特别是定时器的使用。实验内容1、设计要求设计一个十字路口交通信号灯的控制程序。要求为：南北向红灯亮10秒，东西向绿灯亮4秒闪烁3秒，东西向黄灯亮3秒，然后东西向红灯亮10秒，南北向绿灯亮4秒闪烁3秒，南北向黄灯亮3秒，并不断循环反复。绿灯灭。2、确定输入输出地址、并编写程序。3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。4、调试程序，直至符合设计要求。输入输出主机实验模块注释主机实验模块注释0000K1启动10002SNG、PSNG南北绿灯0001K2停止10003SNY南北黄灯10004SNR、PSNR南北红灯10005EWG、PEWG东西绿灯10006EWY东西黄灯10007EWR、PEWR东西红灯COM24VCOM224VKCOMGNDCOM324V实验方法与步骤1、预习PLC指令系统；2、弄清楚控制要求；3、确定输入输出地址、并编写程序；4、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序；5、调试程序，直至符合设计要求。实验要求1、写实验报告具体的要求与规范格式实验报告按照固定的格式来完成，分别是实验目的、实验器材、实验内容和步骤。同时要求写出PLC控制的源程序。2、实验考核评价要求学生能够熟练的操作CX-Programmer编程软件，来完成编程、调试、编译和下载。掌握PLC功能指令的用法，特别是定时器指令的用法。能够写出PLC的控制程序，程序能够在两个方向上相互自动切换，程序调试成功并下载到PLC完成控制功能。场地、设备与器材信电学院实验中心；欧姆龙PLC实验教学平台。附件3××专业实践环节教学大纲模板实习教学大