电气控制与PLC原理及应用教学大纲

电气控制与PLC原理及应用教学大纲一、课程基本信息1.课程名称：电气控制与PLC原理及应用2.课程代码：[具体代码]3.课程类型：专业核心课4.学分/学时：[X]学分/[X]学时5.适用专业：自动化、电气工程及其自动化等相关专业6.开课部门：[学院名称]7.先修课程：电路原理、电机学、模拟电子技术、数字电子技术8.后续课程：运动控制系统、过程控制系统、电力电子技术二、课程目标1.知识目标掌握电气控制的基本原理和方法，包括继电器接触器控制系统的组成、工作原理、设计方法。深入理解PLC的基本结构、工作原理、编程语言及编程方法。熟悉常用传感器、执行器的工作原理及其与PLC的接口技术。了解工业自动化控制系统的组成和应用。2.能力目标具备设计和分析简单电气控制电路的能力。能够熟练运用PLC编程语言进行程序设计，实现对工业生产过程的逻辑控制。掌握PLC控制系统的安装、调试和故障排除技能。培养学生综合运用电气控制和PLC技术解决实际工程问题的能力。3.素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。提高学生的创新意识和团队协作精神。增强学生的工程实践能力和职业素养，使其具备适应未来职业发展的能力。三、课程内容与教学要求模块一：电气控制基础（8学时）1.教学内容电气控制系统概述常用低压电器电气控制线路的基本环节2.教学要求了解电气控制系统的分类、发展趋势及应用领域。熟悉常用低压电器的结构、工作原理和型号规格，掌握其选用方法。掌握电气控制线路的启动、停止、正反转、制动、调速等基本环节的电路组成、工作原理和分析方法。模块二：继电器接触器控制系统设计（12学时）1.教学内容电气控制线路设计的基本原则和方法典型生产机械的电气控制线路设计2.教学要求掌握电气控制线路设计的步骤和方法，能够根据控制要求设计出合理的电气控制线路。能够对典型生产机械（如三相异步电动机的单向连续运转控制、正反转控制、YΔ降压启动控制等）的电气控制线路进行设计、安装、调试和故障排除。模块三：可编程控制器（PLC）基础（12学时）1.教学内容PLC的产生与发展PLC的基本结构和工作原理PLC的编程语言2.教学要求了解PLC的发展历程、特点和应用领域。掌握PLC的硬件组成，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等，理解其工作原理。熟悉PLC的编程语言，如梯形图、指令表、功能块图等，掌握梯形图的基本编程规则和指令系统。模块四：PLC编程基础（16学时）1.教学内容基本逻辑指令编程定时器、计数器指令编程顺序控制指令编程2.教学要求能够熟练运用基本逻辑指令编写简单的控制程序，实现电机的启停、正反转等控制功能。掌握定时器、计数器的工作原理和编程方法，能够运用其实现定时控制和计数控制。理解顺序控制指令的功能和应用场景，能够编写顺序控制程序，实现生产过程的顺序控制。模块五：PLC应用系统设计与实践（20学时）1.教学内容PLC应用系统设计的步骤和方法传感器与PLC的接口技术执行器与PLC的接口技术PLC应用系统的设计实例2.教学要求掌握PLC应用系统设计的一般步骤，包括系统需求分析、硬件设计、软件编程、系统调试等。熟悉常用传感器（如光电传感器、接近开关、温度传感器等）和执行器（如接触器、继电器、电磁阀、步进电机、伺服电机等）的工作原理及其与PLC的接口电路，能够正确选用和连接。能够根据实际控制要求设计并实现一个完整的PLC应用系统，如自动送料小车控制系统、电梯控制系统等，并进行安装、调试和运行。模块六：工业自动化控制系统简介（4学时）1.教学内容工业自动化控制系统的组成和分类集散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）2.教学要求了解工业自动化控制系统的基本概念、组成结构和分类方法。熟悉集散控制系统和现场总线控制系统的特点、工作原理和应用领域。四、教学方法与手段1.教学方法讲授法：讲解课程的基本概念、原理和方法，使学生系统地掌握知识。演示法：通过实际操作演示，让学生直观地了解电气控制电路和PLC控制系统的工作过程。项目教学法：以实际工程项目为载体，引导学生进行自主学习和团队协作，培养学生的工程实践能力和创新能力。讨论法：组织学生对一些实际问题进行讨论，激发学生的思维，培养学生的分析问题和解决问题的能力。2.教学手段多媒体教学：利用PPT、动画、视频等多媒体资源，丰富教学内容，提高教学效果。实验教学：通过实验课程，让学生亲自动手操作，加深对理论知识的理解和掌握，培养学生的实践技能。虚拟仿真教学：利用虚拟仿真软件，模拟实际工程场景，让学生在虚拟环境中进行系统设计、调试和运行，提高学生的实践能力和创新能力。五、考核方式1.考核方式：本课程采用过程性考核和终结性考核相结合的方式。2.过程性考核（40%）平时作业（20%）：布置与课程内容相关的作业，要求学生按时完成，教师认真批改，根据作业完成情况评定成绩。课堂表现（10%）：观察学生的课堂出勤情况、课堂参与度、回答问题情况等，综合评定成绩。实验成绩（10%）：根据学生在实验课程中的表现，包括实验操作技能、实验报告完成情况等，评定实验成绩。3.终结性考核（60%）：期末考试采用闭卷考试形式，主要考核学生对课程知识的掌握程度和应用能力。考试题型包括选择题、填空题、简答题、编程题、设计题等。六、教材及参考资料1.教材《电气控制与PLC原理及应用》（第[X]版），[主编姓名]，[出版社名称]2.参考资料《电气控制技术》（第[X]版），[作者姓名]，[出版社名称]《PLC编程及应用》（第[X]版），[作者姓名]，[出版社名称]《电气控制与可编程控制器实验教程》，[主编姓名]，[出版社名称]相关的学术期刊、论文和行业标准七、教学进度安排|教学周次|教学内容|学时||||||1|电气控制系统概述|2||2|常用低压电器|2||3|电气控制线路的基本环节|2||4|电气控制线路设计的基本原则和方法|2||5|典型生产机械的电气控制线路设计|2||6|PLC的产生与发展|2||7|PLC的基本结构和工作原理|2||8|PLC的编程语言|2||9|基本逻辑指令编程|2||10|定时器、计数器指令编程|2||11|顺序控制指令编程|2||12|PLC应用系统设计的步骤和方法|2||13|传感器与PLC的接口技术|2||14|执行器与PLC的接口技术|2||15|PLC应用系统的设计实例|2||16|工业自动化控制系统简介|2||17|课程总结与答疑|2||18|期末考试|2|八、课程特色与创新点1.课程内容紧密结合工程实际：以实际工程项目为案例，将电气控制和PLC技术融入到具体的控制系统设计中，使学生能够在学习过程中接触到实际工程问题，提高学生解决实际问题的能力。2.采用多样化的教学方法和手段：综合运用讲授法、演示法、项目教学法、讨论法等多种教学方法，以及多媒体教学、实验教学、虚拟仿真教学等多种教学手段，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。3.注重学生实践能力的培养：通过实验课程和课程设计等实践教学环节，让学生亲自动手操作，进行电气控制电路的安装、调试和PLC程序的编写、运行，培养学生的实践技能和创新能力。4.考核方式科学合理