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《电气控制与PLC》课程教学大纲
一、基本信息课程编码1021139606英文名称Electrical Controland PLC(Scool-Enterprise Cooperation)1课程性质专业必修课程学分2学时32学时开课学期学期开课院系机械工程学院适用专业过程装备与控制工程先修课程高等数学I、大学物理I、大学物理实验、电工与电子技术、控制理论与技术
二、课程简介《电气控制与PLC》是机械工程及自动化、过程装备与控制工程、机械电子工程专业的一门专业课程《电气控制与PLO)是在研究解决机床等机械设备的电气控制有关问题的基础上,系统地介绍现代电气控制系统的构成与特点本课程在生产过程、科研及其它各领域的应用十分广泛本课程是工程类专业应用性较强的专业必修课程
三、课程教学任务与教学目标
(一)教学任务课程的教学任务就是学习常用低压电器和PLC控制方面的知识,了解不同低压电器的特点和使用方法,掌握电气原理图、电气安装接线图及元件布置图绘制的基本原则和方法,了解西门子S7系列PLC的特点,熟悉PLC的梯形图指令及编程方法,并能利用所学知识进行PLC控制系统的设计及PLC梯形图编程,培养学生工程应用实践能力本课程分为课堂教学与实验教学两部分,其基本任务如下L通过多种形式的课堂教学,使学生掌握常用低压电器及PLC的基本原理,了解常用低压电器设备的结构、使用方法和国标电气符号等,掌握西门子S7-200PLC的梯形图指令及编程方法,培养学生进行控制系统设计和梯形图编程的基本能力课程在学习常用低压电器知识、电气原理图的绘制以及西门子S7200PLC的梯形图编程;课程难点在于控制系统的设计及相关梯形图的编程2•通过实验教学,使学生掌握常用低压电器的使用方法以及简单控制系统的PLC编程,培养学生实践操作及与分析解决具体问题能力
(二)教学目标
1.教学目标
(1)能够学习掌握常用低压电器的基础知识,熟悉各种低压电器的基本知识、常用低压电器的工作原理及选用方法等;掌握电气元件的文字符号、图形符号及电气原理图的画法(支撑毕业要求指标点
1.3)
(2)掌握基本电气控制电路的功能与工作原理,具备一般电气控制线路分析的能力(支撑毕业要求指标点
2.
3、
3.1)3了解可编程的工作原理及结构组成,熟悉可编程序的基本逻辑控制指令,掌握用可编程序进行控制系统设计的步骤和方法支撑毕业要求指标点
2.
3、
3.
42、教学目标对毕业要求的支撑矩阵表1教学目标对毕业要求的支撑矩阵课程教学目标毕业要求二级指标点
1231.工程知识了解机械工业自动化装备的发展现状和趋势能够将数学、自然科
1.
3.掌握机械工程基础知识和机学、机械工程基础知识和机械电子工程专业械电子工程专业知识,具有机械工业自知识用于解决机械工业自动化装备领域复杂动化装备领域复杂工程问题进行分析工程问题与解决的能力
2.问题分析能够应用数学、自然科学和机械电子工程专业的基本原理,识另IJ、表达、并通过文献研究分析机械工业自动化装
2.
3.运用机械电子工程专业知识备领域复杂工程问题,以获得结论并改进对机械工业自动化装备领域复杂工程问题进行建模、求解和分析,寻求方案
3.
1.根据机械电子工程特定需求,针
3.设计/开发解决方案能够设计针对对机械工业自动化装备领域复杂工程复杂机械工程问题的解决方案,设计满足机问题,提出设计方案,并进行论证和械电子工程特定需求的机械系统、控制系统评价或成套装备,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素
3.
4.综合运用理论和技术手段,能够进行机械系统、控制系统、机械工业成q套装备的设计和加工制造
四、教学内容及要求
(一)教学内容及要求表2教学内容、要求与达成章节(学达成支撑目教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力时)途径标电器的基本知【本章】识常用低压接触器的结构毕业要求
1.工程知识了解机械工业自熟悉各种低电器(开关电及工作原理;继压电器的基本器、熔断器、【课前提问】继电器的原理?接触器的动化装备的发展现状和趋势能够将数电器的结构原理知识、常用低主令电器、接
1.了解电器工作原理?和分类;主令电学、自然科学、机械工程基础知识和机压电器的工作触器、继电器的基本知识;熟器的结构原理【课堂讲授】接触器的结构及工作原械电子工程专业知识用于解决机械工业原理及选用方等);电气控悉常用低压电器三相异步电动机理;继电器的结构原理和分类;主令电器课堂提章电气控制法等掌握基制系统图的类知识;
2.了解电气的起动控制、正的结构原理电气控制系统图的类型及画自动化装备领域复杂工程问题问、习题教学目标控制系统图的类基础本电气控制电型及有关规反转控制、制动法三相异步电动机的起动控制、正反转作业、期
1、2型及有关规定;
3.路的功能与工定;电气控制控制和调速控控制、制动控制和调速控制毕业要求
2.问题分析能够应用数末考试掌握电气控制基作原理,具备的基本电路制【教学】讲授、案例教学学、自然科学和机械电子工程专业的基本本电路的设计方一般电气控制(三相异步电难点接触器和【习题作业】p
782、
3、
4、
7、
8、法原理,识别、表达、并通过文献研究分析线路分析的能动机的全压启继电器的结构原
10、
19、
23、26o机械工业自动化装备领域复杂工程力动电路、减压启理;电动机的起动电路、制动电动控制、正反转问题,以获得结论并改进路等);三相异控制、制动控制步电动机速度控制电路
1.了解PLC的产PLC的产生和生和发展;
2.掌发展;PLC的【课前提问】PLC的定义?毕业要求
1.工程知识了解机械工业自了解PLC的握PLC的定义定义和特点;【本章】【课堂讲授】PLC的产生和发展以及相关动化装备的发展现状和趋势能够将数课堂提章可编程概产生和发展;和特点;
3.了解PLC的应用;PLC的定义及定义和特点教学目标学、自然科学、机械工程基础知识和机问、期末述熟悉PLC的定PLC的应用;
4.3PLC与微机及特点【教学】讲授、案例教学械电子工程专业知识用于解决机械工业考试义和特点了解PLC与微机继电器控制系【习题作业】p
885、
6、7o及继电器控制系自动化装备领域复杂工程问题统的区别统的区别章节达成支撑教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力(学时)途径目标
1.了解PLC的分类
2.了解PLC的分类PLC的基本结构PLC的基本结构【本章】可编程毕业要求
1.工程知识了解机械工业自和控制系统的组【课前提问】PLC的分类和控制系统的序的梯形图章PLC的结了解可编程的成;
3.了解PLC动化装备的发展现状和趋势能够将数课堂讨【课堂讲授】PLC的工作原理;PLC的组成;PLC的性编程语言论、习题教学目标构和工作原工作原理及结的性能指标;
4.基本结构和控制系统的组成学、自然科学、机械工程基础知识和机能指标;PLC【本章难点】作业、期3理构组成掌握PLC的工作【习题作业】p
992、
3、
4、
5、
6、7题【教的工作原理;可编程序的工作械电子工程专业知识用于解决机械工业末考试原理
5.熟悉学】讲授、案例教学、混合式教学PLC的编程语原理自动化装备领域复杂工程问题言PLC的编程语言熟悉S7-章S7-200PLe200PL的硬件配置【本章】主机结
1.熟悉主机结构及构和特性特性;
2.了解I/O【课前案例】S7-200系列PLC简介毕业要求
1.工程知识了解机械工业自主机结构及特扩展模块和功能【课堂讲授】S7-200PLC主机及扩展模块性;I/O扩展模【本章难点】动化装备的发展现状和趋势能够将数课堂提扩展模块;
3.了解功能介绍、内部资源分配问、习题教学目标e的硬块和功能扩展PLC的I/O扩展模PLC内部资源分学、自然科学、机械工程基础知识和机【习题作业】pl088:
6、10题作业、期3件配置模块;PLC内部块和功能扩展模配【教学】讲授、案例教学、混合式教械电子工程专业知识用于解决机械工业末考试资源分配块学自动化装备领域复杂工程问题章节(学达成支撑教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力时)途径目标【本章】PLC的
1.掌握数据毕业要求
2.问题分析能够应用数数据类型和寻寻址;S7-类型和寻址;
2.掌【课前案例】PLC的编程方法介绍址;S7-200PLC200PLe的基本学、自然科学和机械电子工程专业的基本课堂提握S7-200PLC的基【课堂讲授】PLC的寻址;S7-200PLC的基章S7-200PLe掌握S7-的基本指令指令程序结原理,识别、表达、并通过文献研究分析本指令;
3.熟悉程本指令;梯形图程序结构;顺序功能图程问、习题教学目标的基本指令200PLe的基程序结构;程构序结构;
4.掌握程序设计机械工业自动化装备领域复杂工程问题,及应用本指令序控制指令;作业、期3【本章难点】序控制指令
5.熟【习题作业】pl70:
3、
4、5顺序控制指令以获得结论并改进悉顺序控制指令程序结构;顺序末考试【教学】讲授、案例教学、混合式教学及编程应用及编程应用控制指令及编程应用
1.掌握数据处理数据处理指指令;
2.掌握运算毕业要求
2.问题分析能够应用数【本章】数据处令;运算指指令;
3.掌握逻辑理指令;运算指学、自然科学和机械电子工程专业的基本课堂提令;逻辑运算熟悉S7-运算指令;
4.熟悉【课前案例】数据处理指令的应用令;逻辑运算指章S7-200PLe指令;转换指【课堂讲授】数据处理指令运算指令;原理,识别、表达、并通过文献研究分析问、习题教学目标200PLC的功转换指令
5.了解令的功能指令令;字符串指逻辑运算指令字符串指令;
6.T机械工业自动化装备领域复杂工程问题,作业期末3能指令令;表功能指解表功能指令;
7.【教学】讲授、混合式教学【本章难点】以获得结论并改进令;特殊指考试了解特殊指令数据处理指令令
1.掌握三相【本章】三相异步电动异步电动机的三相异步电动机机的PLC控制PLC控制
2.掌握的PLC控制;十十字路口交通十字路口交通信字路口交通信号毕业要求
3.设计/开发解决方案能信号灯的PLC控号灯的PLC控灯的PLC控制够设计针对复杂机械工程问题的解决方课堂提制;【课前案例】S7-200PLC的应用实例第八章PLC掌握PLC控制;液体混合
3.熟悉液体混【本章难点】案,设计满足机械电子工程特定需求的机问、实教学目标合装置的PLC控【课堂讲授】三相异步电动机的PLC控控制系统设制系统设计的装置的PLC控货物传送带及机计实例基本方法制;货物传送制;
4.了解货物传制;十字路口交通信号灯的PLC控制械系统、控制系统或成套装备,并能够在验、期末3械手臂控制系带及机械手愕送带及机械手臂【教学】讲授、混合式教学统电镀专用行设计环节中体现创新意识,考虑社会、健考试控制系统;电控制系统;
5.了解车PLC控康、安全、法律、文化以及环境等因素镀专用行车PLC电镀专用行车制系统控制系统PLC控制系统
五、课程考核与评分标准
(一)考核表4教学目标的考核教学目标考核内容考核序号能够学习掌握常用低压电器的基础知识,熟悉各种低压电器的基本知识、常用低压电器的工作开关电器、主令电器、熔断器、课堂提问与讨论、作1原理及选用方法等;掌握电气元件的文字符号、接触器、继电器的结构及工作原业、期末考试理;电气控制系统图的画法图形符号及电气原理图的画法课堂提问与讨论、作三相异步电动机的起动控制、正掌握基本电气控制电路的功能与工作原理,业、期末考试2反转控制、制动控制和调速控具备一般电气控制线路分析的能力制了解可编程的工作原理及结构组成,熟悉可PLC的工作原理;PLC的基本结构课堂提问与讨论、和控制系统的组成;S7-200PLC的作业、期末考试3编程序的基本逻辑控制指令,掌握用可编程序进基本指令;梯形图程序结构;顺序行控制系统设计的步骤和方法功能图程序设计
(二)总成绩构成表5总成绩构成表序教学目标在各考核(环节)中的比例号教学目标作业实验期末考试教学目标占总课堂提问研讨+考勤成绩比例能够学习掌握常用低压电器的基础知识,熟悉各种低压电器的基本知识、常1用低压电器的工作原理及选用方法等;40%50%10%40%35%掌握电气元件的文字符号、图形符号及电气原理图的画法2掌握基本电气控制电路的功能与工作原理,具备一般电气控制线路分析的能20%20%20%20%20%力了解可编程的工作原理及结构组成,熟3悉可编程序的基本逻辑控制指令,掌握40%30%70%40%45%用可编程序进行控制系统设计的步骤和方法考核占总成绩比例10%10%20%60%100%
(三)评分标准本课程考核形成性评价(平时成绩)占40%,结果性评价(期末考试成绩)占60%形成性评价包括课堂提问研讨(10%)、作业(10%)和实验(20%)
1.课堂研讨提问评分标准(10%)课堂研讨提问可提高学习兴趣,调到学生课堂注意力,增强教学效果采用现场打分、教学手册记录或混合式教学自动记录围绕课程教学进度设计问题,回答正确合理,发言积极,学习态度认真即为满分A90%,回答基本正确B80%,回答部分正确C70%,回答模糊、但内容合理D60%,答案完全错误或不会回答E50%o2作业评分标准10%作业要求结合教学内容,完成,严格杜绝抄袭具体的评分标准如下:考核内容A95%B85%C75%D55%作业完成进度按时完成按时完成延时完成没有完成80%以上概念清晰准60%以上的概念清40%以上的概念清晰40%以下的概念清知识掌握情况确晰准确准确晰准确思路清晰,结果80%以上60%以上40%以上40%以下正确理论联系实际,完成基本完成作业,有有一定分析解决问题体现分析解决问作业,有分析解决问一定分析解决问题能力,但结果正确性无完成作业能力题能力题能力,结果正确、能力与性不足合理、
3.实验20%以实验参与积极程度含出勤率、实验报告撰写的正确性、字迹是否工整、格式是否规范、内容是否符合要求、实验结果如何等等作为评价的指标评分原则实验方案及实验内容完整、合理,逻辑完整,字迹工整,实验结果符合要求,成绩为A;方案及实验内容逻辑完整,概念正确,但实验结果稍有缺陷,成绩为B;方案基本完整,实验结果有2处及以上慨念性或逻辑问题,成绩为C;实验结果不完整,或有方法或明显概念性错误的,成绩为D o结果性评价期末考试试卷题型共分为六大类型,包括填空题、选择题、简答题、分析题、计算题和设计题考试内容结合教学大纲与课程目标,做到全面覆盖,全面支撑毕业要求指标点的达成,内容涉及开关电器、主令电器、熔断器、接触器、继电器的结构及工作原理;电气控制系统图的画法;三相异步电动机的起动控制、正反转控制、制动控制和调速控制;PLC的工作原理、PLC的基本结构和控制系统的组成、S
7.200PLC的基本指令、梯形图程序结构、顺序功能图程序设计等,既有基本概念、基础理论,也更强调知识的应用性和综合性,以检验教学及学习效果
七、教材及参考书
1.教材1《电气控制与PLC应用技术》,梅丽凤、郑海英,机械工业,20152《电气控制与PLC控制技术》,许缪、王淑英,机械工业,
20102.参考书籍1《机床电气控制》,王炳实,机械工业,20042《可编程序原理•应用•网络》,徐世许,科学技术大学,20083《电气与可编程控制技术》,谢云敏,上海交通大学,
20123.期刊杂志推荐期刊《电机与控制应用》、《工业控制计算机》、《自动化技术与应用》等
4.西门子官网、工控365工控;相关专业期刊以及知网、维普、万方等期刊数据库等
八、执行大纲应注意的问题
1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授,注意精讲多练
2、应选择适当时间为学生提供讨论与答疑
3、教学内容的顺序及其安排仅供参考,教师可根据情况作适当安排
4、各章节授课前有必要对所需的物理、电工学、电子学等基础知识进行回顾与复习。