电气控制与PLC教学大纲

《电气控制与PLC》教学大纲

学分：3-4

学时：60-80

适用专业：高职教育类电气工程及自动化技术、楼宇设备及智能化技术、工业自动化、建筑电气、CAD/CAM、电子技术等专业。

一、课程性质和目的

《电气控制与PLC》课程（以下简称本课程）是机电类高职工科专业开设的实践性很强的技术应用型课程。它不仅为电机调速控制技术、机电传动与控制技术、电梯应用技术、楼宇自动化技术等后续课程、集中实训和毕业设计打下基础，而且为相关专业学生考初、中、高级电工资格证书做准备。

本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和PLC 应用能力。

本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为电气控制部分、PLC部分和综合训练部分。学生随着课程的进展分别在电气控制实训分室、PLC实训分室等实训场地做与理论教学同步展开的实验、实训项目。

前期课程：《计算机应用基础》、电工电子相关基础课程，如《电工技术》、《模拟与数字电子技术》、《电工及电气测量技术》等。

后续课程：根据不同专业教学计划，可以是《电机调速控制技术》、《电梯应用技术》、《楼宇自动化技术》、《参数检测与集散控制》、《机电传动与控制技术》、《集中实训》和《毕业设计》等。

二、课程基本要求

通过本课程教学，除了要求学生学习电气控制和可编程控制器应用技术基本原理外，本课程以提高学生的全面素质和培养学生的各项能力为核心组织教学。其中包括：

《电气控制与PLC应用》教学大纲

课程类型：专业课

学时数：60

学分数：4

先修课程：电路、电工原理、电工学、电机及拖动基础

一、课程的性质与任务

《电气控制与PLC》是电气技术专业的一门重要专业课程。

本课程性质是一门应用性很强的的课程，并随着我国电气设备行业的不断发展，不断采用最新的国内外电器设备，应用当代最先进的理论和实践相结合的课程。

本课程任务是：通过课堂讲授和实践教学，使学生熟悉电气控制设备的基本构成，掌握电气设备的基本原理和分析方法，学会正确选择和使用电气设备，具有一定的电气控制线路设计能力，通过参观实验室和企业的参观学习，使学生建立感性认识，再通过课程设计，对所学内容和所参观的实物，作更进一步的深入研究。

二、课程教学的基本要求

本课程是在《电路、电工原理、电工学、电机及拖动基础》等课程的基础上，进行学习的一门专业课程；本课程主要要求学生掌握工厂常用控制电器的原理和选择，三相异步电动机的起动、调速、制动等基本环节的控制线路，掌握PLC的梯形图和编程语言，熟悉各种控制线路的阅读分析方法，掌握电气接线图的工艺设计思想以及数控系统的基本组成，逐步培养各种电气控制线路分析能力和初步设计的能力；了解各种常见机床设备的基本结构、运动情况以及机械和电气的配合关系等，为学生以后从事电气设备方面设计、运行、维护等打下良好的基础。

三、课程基本内容和教学要求

（一）常用低压电器

重点：

1、接触器；

2、控制继电器；

3、其它常用电器；

难点：接触器；

教学要求：要求学生掌握接触器的选择与应用，了解其它常用电器。

（二）拖动系统基本控制电路

《电气控制与PLC》教学大纲

一、课程性质、任务和目的

在生产过程中、科研和其他产业领域中，电气控制的应用都是十分广泛的。随着大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用，出现了可编程控制器（PLC），使电气控制进入了一个新的阶段。希望通过这门课的学习解决机械电气控制的技术和应用问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。

二、基本要求

通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：

●了解常用的低压电器

●掌握电气控制系统的基本控制电路

●能够对典型机械设备电气控制系统进行分析

●熟悉可编程控制器

●了解可编程控制器的设计和应用

●熟悉电气控制装置设计

三、课时分配

共72学时，一个学期进行。其中理论教学52学时，实践教学12学时，课程设计二周。

四、先修课程

《计算机应用基础》、《电子技术》

五、教学内容、要求与安排

1、常用低压电器

（1）内容

●低压电器的电磁机构及执行机构

●接触器

●控制继电器

●熔断器

●低压断路器

●主令电器

（2）要求

●了解低压电器的电磁机构及执行机构。

●了解电压、电流继电器，中间继电器，时间继电器，热继电器，速度继

电器。

●了解熔断器的工作原理和种类

●了解低压断路器，主令电器等低压电器

（3）教学难点

低压电器的电磁机构及执行机构

（4）教学重点

低压电器的电磁机构及执行机构

（5）作业要求

了解常用低压电器的特点

（6）实践教学内容要求

熟悉常用低压电器

2、电气控制系统的基本控制电路

（1）内容

●电气制图及电路图

●电气控制线路的逻辑代数分析

●异步电动机的启动和正反转控

●笼型异步电动机的制动控制

●双速异步电动机控制电路

●异步电动机的其它基本控制电路

二、课程的概述

1.课程的性质

《电气控制与PLC技术》是应用电子技术专业的一门核心课程,是《电工电子技术》的后续课程。它是以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力；具有对PLC控制系统进行I/O分配与系统程序设计的分析能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。

2.课程的定位

《电气控制与PLC应用技术》课程是机电一体化专业的核心课程，在课程建设中按照培养“满足生产第一线需要、符合岗位需求的高素质技能型人才”的教学要求，发挥我院机电专业教学团队优势，利用丰富的教学资源，使用基于“项目+案例”的教学方法，融合机电行业标准，构建项目导向的“教学做”一体化的教学模式。

前续课程：《电工电子技术》等。

后续课程：“维修电工（中级工、高级工）职业技能鉴定”、顶岗实习等。

三、课程设计思路与过程

1.课程设计思路

1、“工学结合”的理念：选择企业真实项目为载体，按照项目的生产岗位要求，以任务驱动，项目导向的方法实施，实现学生角色企业化；学习过程企业化。

2、“任务驱动、项目导向”的理念：在教学中突出项目驱动法，将学生自主策划，任务分解，真正做到“教、学、做”和总结有机结合。

3、课堂与实训室一体化的理念：课程的所有教学过程都安排在实训室进行，实现仿真生产环境下的融“教、学、做”一体的教学，淡化理论与实践的界限，实现课堂与实训现场一体化的教学模式。

2.课程开发的过程

（1）深入学习、探索先进的职教理念和课程设计方法，基于过程控制的理念，开发相关的课程项目。

《电气控制及PLC》教学大纲

一、课程教学目标

1. 对专业人才培养目标支撑

通过电气控制及PLC课程的学习，使学生了解继电器控制系统，了解低压电器工作方式，通过引用不同工业领域中的PLC控制系统实例，培养学生实际能力，有利于学生更好的了解工程实际，以便走上工作岗位，从事PLC及相关工业控制系统维护和设计开发工作。为本专业毕业学生在机械工程领域从事机电产品设计、开发与研究以及生产、管理等做好知识技术储备。

2. 在课程体系中地位、作用

电气控制及PLC课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的本科专业课。它是为培养面向生产、管理一线的现代工程师而设置的。电气控制及PLC 是一门实践性强、与生产实际联系紧密、强电与弱电结合的工程控制课程。电气控制及其PLC运用电工电子技术和微机原理等知识，在机械系统的基础上以电动机或其他执行电器为控制对象，结合控制系统中上位机（或单独）、传感及信息处理部分及电路系统对生产过程进行监控。实现机、电、液（气）的一体化。所以，电气控制及PLC在机械设计制造及其自动化专业的课程中处于重要地位。

图1 电气控制及PLC与已学相关课程的关系

图2 电气控制及PLC与机械设计制造及其自动化专业其他课程中的关系

3. 对专业培养要求支撑

通过本课程学习，学生应获得以下几方面毕业要求中的知识、能力与素质：

1. 毕业要求3中自动化所需的理论知识；

2. 毕业要求4中机械控制工程相关的工程实验能力；

3. 毕业要求5中综合运用机械设计制造及其自动化专业的理论和技术手段进行机电一体化产品综合设计的能力。

《电气控制与PLC》教学大纲

《电气控制与PLC》教学大纲

一、课程简介

《电气控制与PLC》是一门介绍电气控制技术和可编程控制器（PLC）的基本原理和应用的专业课程。该课程旨在培养学生具备现代工业电气控制系统的设计、安装、调试和维护能力，为今后从事电气工程领域的工作奠定坚实的基础。

二、课程目标

通过本课程的学习，学生将能够：

1、理解并掌握电气控制的基本原理和常用的控制算法。

2、熟悉PLC的基本结构、工作原理和应用。

3、掌握PLC编程的基本规则和常用编程语言，能够独立编写简单的PLC程序。

4、了解电气控制系统的设计和调试方法，能够参与电气控制系统的设计和调试工作。

5、了解电气安全的基本知识和实践，能够确保在电气控制系统设计和安装过程中的安全。

三、课程内容

本课程主要包括以下四个部分：

1、电气控制基本原理：包括电路分析基础、常用控制电器、电气控制系统图等。

2、PLC基本原理与应用：包括PLC的基本结构、工作原理，以及PLC 的编程语言、编程工具等。

3、PLC编程与实践：通过实际项目，让学生掌握PLC编程的基本规则和方法，熟悉PLC在控制系统中的应用。

4、电气控制系统设计与调试：介绍电气控制系统的设计原则和方法，让学生了解电气控制系统的调试和维护过程。

四、教学方法

本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法。理论教学部分包括课堂讲解、案例分析、小组讨论等；实践教学部分包括实验、课程设计、现场实习等。通过多种教学方法的组合，使学生更好地理解和掌握课程内容。

五、评估方式

本课程的评估方式包括以下几种：

1、作业：根据课程内容，布置相关作业，以检验学生对课程内容的

《电气控制及PLC技术》教学大纲一、课程基本信息

二、课程教学目标

通过本课程的理论教学，让学生熟练掌握常用控制电器、电气控制基本线路的构成、原理与用途，具备一般电气控制线路的独立分析和设计能力。熟悉可编程控制器（PLC）的硬件构成、工作原理、编程语言、指令系统与编程方法。通过实验，获得小型PLC控制系统的应用程序设计与调试的方法，培养学生的创新能力和动手实践能力。

三、理论教学内容与要求

四、实验教学内容与要求

五、考核方式

采用期末考试、平时考核和实验相结合的考核方式。总成绩为100分，其中期末考试成绩占总成绩的60%，平时成绩（包括作业、出勤、课堂小测验等）占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的20%。

电气控制与PLC

ELectric Control and PLC

【课程编号】【课程类别】专业与基础课

【学分数】4【先修课程】电路、自动控制理论、电力

拖动与运动控制系统

【学时数】72学时，其中讲授36学时、实验36学时【编写日期】2020年12月

【适用专业】机械设计制造及其自动化

一、教学目的、任务

电气控制与PLC课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的课程。其目的是使学生掌握常用电器的原理与使用、控制电路的基本环节、典型电路的基本原理、常见故障分析方法，可编程控制器的工作原理与系统构成、指令系统、可编程控制器控制系统的设计及编程方法:包括开关量控制、模拟量控制、位置控制、数据通信及网络和计算机辅助编程等有关知识。培养学生进行控制电路的设计、安装、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现电气自动控制要求的能力。

二、课程教学的基本要求

通过本课程教学,除了要求学生学习电气控制和可编程控制器应用技术基本原理外，本课程以提高学生的全面素质和培养学生的各项能力为核心组织教学。学完本课程应达到以下基本要求: （1）通过电气控制和可编程控制器的发展历史、基本概念和发展趋势的学习，理解电气控制与可编程控制器的局限性，能够根据控制对象正确选择和使用控制方式。

（2）了解常用低压电器的原理、特性和电气符号，能够分析电气原理图的各种典型环节。

（3）掌握交流、直流电机的启动、停止和调速控制线路，理解电气线路中常用的保护措施，能够分析典型电气原理图。

（4）了解电气控制系统的设计方法，能够根据实际系统控制要求，选择适当的器件，运用专业知识设计简单的电气控制系统原理图。

《电气控制与PLC技术》实验教学大纲

一、学时、学分

总学时：48 总学分：3 讲课学时：36 实验学时：12

实验成绩占总成绩：40%

二、课程简介

《电气控制与PLC技术》是电气工程及其自动化专业、电力系统及其自动化专业方向必修的专业基础课。本课程主要介绍电气控制的基本原理、线路、程序和控制装置的设计方法。本课程从教育规律和工程应用能力培养的需要出发，将理论教育、课程设计、实验及电气工程实践融为一体。该课程的主要内容包含常用低压电器、电气控制系统的基本控制线路、典型机械设备电气控制线路分析、可编程序控制器控制系统的原理与应用。本课程从应用角度出发，以方法论为手段，培养学生对电气控制系统的分析和设计能力。

通过本课程的学习，使学生在熟悉常用低压电器、典型机械电气控制线路的基础上，具备分析、设计和改进一般控制设备电气控制线路的能力。掌握可编程序控制器的基本原理及使用方法，能根据工艺过程和控制要求正确选用可编程序控制器，并完成程序设计。

本课程的目标是培养学生电气控制线路与程序的阅读分析能力和电气控制系统与装置的设计能力。通过学习可达到如下基本要求：

1、熟悉常用控制电器的结构原理、用途及型号，达到能正确使用和选用的目的；

2、熟练掌握电气控制的基本线路,掌握电气控制系统的分析方法，具有对一般电气控制线路的独立分析能力；

3、熟悉典型生产设备电气控制系统，具有从事电气设备的安装调试、运行和维护等技术工作能力；

4、具有设计和改进一般生产设备电气控制线路的基本能力；

5、掌握可编程序控制器的基本原理及编程方法，控制系统的硬件和软件的设计方法，了解PLC网络与通讯，掌握可编程序控制器应用的基本知识，为今后的应用打下基础。三、实验的作用、地位和目的

电气控制与P1C课程教学大纲

（E1ectricContro1andP1C）

总学时数：40

其中实验学时：0

课外学时：0

学分：2.5

适用专业：电气工程与自动化、机电一体化等专业

一、课程的性质、目的和任务：

《电器控制和P1C》是电气工程与自动化、机电一体化、数控技术及应用、机械设计制造及其自动化等专业的一门专业必修课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。。它的内容与工厂控制设备密切相联，是一门实践性、应用性很强的实用课程。

通过本课程的学习，使学生获得常用低压电器元件、电气控制系统以及可编程序控制器（P1C）系统的基础知识、基本理论和基本设计方法，从而使学生在今后面临电器控制实际问题时具备分析和解决问题的技能，并具备独立设计一般电气控制系统的能力。

二、课程教学的基本要求：

在本课程的学习中，要求学生深刻理解，牢固掌握电器控制设备的基本理论和基本设计方法，熟练掌握常用低电器元件的结构、常用控制系统的基本工作原理、P1C的编程和控制技术，对典型的机床控制电路和典型的P1C控制系统做出较深的理解和分析。

本课程总学时40学时，其中课堂教学为37学时，习题课与其它环节为3学时，实验教学为8学时包含在专业课实验模块中。

三、课程的基本要求、教学内容、重点和难点：

第一章常用低压电器（4学时）

（一）一般常用低压电器

1、常用低压电器的工作原理，图形和文字符号；

2、常用低压电器的组成、结构特点和用途。

3、常用低压电器的一般技术指标和选择方法。

（二）动力线路常用电器和智能电器

1、动力线路常用电器的种类、工作原理，图形和文字符号；

《电气控制与PLC》教学大纲

Electrical Control & Programmable Logic Controller

一、课程的性质和任务

课程性质：可编程序控制器(PLC)是工业自动控制系统最常用的工具之一，它主要研究

以工业过程模型为被控对象、PLC为手段的工业计算机自动控制系统，是自动化类专业学生

的重要专业课之一。

课程主要任务：培养学生

1.了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，掌握用PLC控制系统替代继电器

控制系统的方法。

2.了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。

3. 掌握PLC系统的物理模型和系统结构，熟练运用梯形图语句进行编程，了解符号表语句

的编程方法。

4．掌握开关量、模拟量的采集和控制的方法，初步实现数字PID闭环控制。

5．熟练掌握系统软件的线性编程，了解系统软件的结构编程。

6．具备对工业对象进行系统硬件设计、系统软件编程和调试的基本能力。

7．了解PLC的通信原理和方法，了解用PLC作为节点实现现场总线结构的控制系统在工业

自动化领域的应用。

二、课程教学内容、重点和难点

第一章绪论 (讲课2学时)

了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，可编程序控制器在工业自动化中

的发展历史、现状和发展趋势。可编程序控制器的硬件结构原理，组成和分类。

重点：由继电器控制系统变成可编程序控制系统。

第二章可编程序控制器基本原理 (讲课4学时)

可编程序控制器基本原理，PLC扫描时间和系统响应时间，可编程序控制器替代继电器控制系统的方法，PLC替代继电器控制系统在工程中的应用举例。

电气控制与plc应用课程标准

一、课程简介

电气控制与PLC应用课程是一门涉及电气控制理论和PLC（可编程逻辑控制器）应用技术的专业课程。通过该课程的学习，学生将深入了解电气控制的基本原理和PLC的工作原理，并能够熟练掌握PLC编程和应用技术，为将来在工业自动化领域的工作打下坚实的基础。

二、课程目标

1.理解电气控制的基本原理，包括电路原理、传感器与执行器原理、控制元件与控制系统原理等；

2.熟练掌握PLC的工作原理和编程方法，能够进行PLC的程序设计与应用；

3.掌握基本的工业自动化设备和系统调试技术，能够独立完成简单的控制系统设计与调试工作；

4.培养学生的团队合作能力和问题解决能力，注重实际案例分析和解决方案的探讨。

三、课程内容

1.电气控制基础

（1）电路原理

（2）传感器原理与应用

（3）执行器原理与应用

（4）控制元件原理与应用

（5）控制系统原理与应用

2. PLC基础

（1）PLC的工作原理

（2）PLC编程基础

（3）PLC输入/输出模块配置与连接（4）PLC程序设计与调试

（5）PLC应用案例分析

3.工业自动化控制

（1）工业自动化设备与系统

（2）控制系统设计与调试

（3）实际案例分析与解决方案讨论

（4）团队合作与项目实践

四、教学方法

1.理论课程教学：通过课堂讲解和案例分析，引导学生深入理解

电气控制与PLC应用的基本原理和技术方法。

2.实验课程教学：设置有关电气控制和PLC应用的实际操作实验，让学生通过动手实践加深对知识的理解和掌握。

3.项目实践教学：设计项目实践任务，让学生分组合作完成一些

有挑战性的控制系统设计与调试任务，培养学生的团队合作和问题解