电气控制与PLC--第八章 一体化PLC

电气控制与PLC应用-电气控制实训教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述了解电气控制的基本概念、分类和应用领域。

掌握电气控制系统的组成和功能。

1.2 常用低压电器熟悉常用的开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理。

学习电器符号和功能，并能够识别和应用。

第二章：电气控制线路设计2.1 控制电路的基本设计原则掌握控制电路设计的基本原则和方法。

学习如何选择合适的控制电器和保护元件。

2.2 常用控制电路学习常用的控制电路图和原理，如启动、停止、正反转、调速等。

分析实际电路图，并进行解读和应用。

第三章：PLC基础3.1 PLC概述了解PLC的定义、功能和工作原理。

掌握PLC的组成部分和各部分的作用。

3.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装和界面操作。

熟悉编程软件的功能和编程的基本操作。

第四章：PLC编程技术4.1 PLC编程语言学习PLC编程的基本语言，如指令表、逻辑功能图、功能块图等。

掌握不同编程语言的特点和应用场景。

4.2 常用PLC指令学习常用的PLC指令及其功能和使用方法。

掌握指令的编程和应用技巧。

第五章：电气控制与PLC应用实例5.1 电动机控制实例分析电动机控制系统的需求，设计电气控制电路。

利用PLC实现电动机的控制，并进行编程和调试。

5.2 自动化生产线实例了解自动化生产线的组成和工作原理。

学习如何利用PLC实现生产线的控制和自动化。

第六章：常用PLC品牌及选型6.1 常用PLC品牌介绍熟悉国内外常见的PLC品牌，如西门子、三菱、欧姆龙等。

了解各品牌PLC的特点、性能和应用领域。

6.2 PLC选型原则掌握PLC选型的原则和步骤。

学习如何根据实际应用需求选择合适的PLC型号。

第七章：PLC系统设计与调试7.1 PLC系统设计学习PLC系统设计的一般流程和方法。

掌握PLC系统硬件选型、软件编程、参数设置等环节。

7.2 PLC系统调试与维护学习PLC系统的调试方法和技巧。

《电气控制与PLC技术》课程标准课程名称：《电气控制与PLC技术》学时：96学时适用专业：电气自动化技术、机电一体化技术、数控技术、计算机控制技术、电子信息工程技术等专业。

一、课程概述(一)课程定位《电气控制与PLC技术》课程是高职高专院校机电一体化技术、电气自动化技术、计算机控制技术、数控技术、电子信息工程技术专业的一门核心职业技能课程，是一门实践性和专业性较强的课程。

通过采用“教学做”一体化教学、项目训练与综合实训一体化，企业顶岗实习与校内实习相结合等新型教学模式，使学生了解电气控制与PLC 技术方面的基本原理、结构、编程方法、编程技巧、基本技能，培养学生应用技术知识的能力以及创新思维能力，提高学生的专业素质，使学生具备一定的电气控制与PLC控制技术分析、设计和制作等技能型人才所必需的基础知识及相关的基本职业能力，使学生在机电设备行业更好适应新的工作需要，为毕业后就业及今后可持续发展奠定基础。

(二)设计思路本课程根据高职办学的需要，紧密依托行业开发课程，从高技能人才的培养要求出发，以强化技术应用能力培养为主线，校企联合共同开发构建基于工作过程的教学体系。

按照“校企合作、工学结合、能力为本、就业为先”的理念，聘请行业专家、企业技术能手担任专业委员会委员，对课程的教学目标、教学内容等进行论证，与行业技术专家一起根据专业岗位能力标准，分析和归纳所对应的知识与技能要求，然后对知识技能进行归属性分析，以实际工作任务驱动，按项目进行教学单元构建，将知识融合到项目和任务中。

课程内容以“理论够用、实践为重”为指导思想，以岗位技能需求为标准，采用由课程组自编的十二五规划高职特色教材《电气控制与PLC应用技术》，利用电工电子与自动化省级职业院校实训基地和校外实习基地的硬件资源，将课堂搬到实训现场，率先采用独具特色的“一班一厂、即学即练制”案例教学模式，在做、教、学中充分体现做中学和学中做，以实际工作项目激发学生的学习兴趣，通过项目、任务的训练加深学生对知识的理解、记忆和掌握运用，在项目、任务训练中提高学生的岗位技能，培养学生工程实践能力、职业意识、合作意识与创新意识，提高学习效率。

《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、原理和分类。

解释电气控制系统的组成和作用。

1.2 低压电器介绍低压电器的分类和功能。

讲解常用低压电器的结构和工作原理。

1.3 电气控制线路分析简单的电气控制线路实例。

介绍电气控制线路的设计方法和步骤。

第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、功能和应用领域。

解释PLC的工作原理和基本结构。

2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点。

讲解PLC编程的基本规则和方法。

2.3 PLC的硬件组成介绍PLC的硬件组成部分及其功能。

讲解PLC的输入输出接口和通信接口。

第三章：PLC编程与应用3.1 基本指令讲解PLC基本指令的功能和用法。

通过实例讲解基本指令的应用。

3.2 功能指令介绍PLC功能指令的分类和功能。

讲解常用功能指令的用法和应用。

3.3 PLC控制系统设计介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。

通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。

第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析4.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制电路的工作原理。

讲解如何使用PLC实现电动机的控制。

4.2 案例二：conveyor传送带的控制分析conveyor传送带控制电路的工作原理。

讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。

第五章：PLC的故障诊断与维护5.1 PLC故障诊断方法介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。

讲解如何进行PLC故障诊断和排除。

5.2 PLC的维护与保养介绍PLC的维护保养内容和注意事项。

讲解PLC的日常维护和故障预防措施。

第六章：PLC在工业自动化中的应用案例6.1 案例三：温度控制系统的应用分析温度控制系统的工作原理和需求。

讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。

6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用分析液体自动控制系统的工作原理和需求。

讲解如何使用PLC实现液体自动控制系统的控制。

第5章S7-200 PLC的指令系统习题与思考题7-200指令参数所用的基本数据类型有哪些？：S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位无符号字节型(BYTE)、8位有符号字节型(SIMATIC模式仅限用于SHRB指令)、16位无符号整数(WORD)、16位有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWORD)、32位有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。

实数型(REAL)是按照ANSI/IEEE 754-1985标准(单精度)的表示格式规定。

2~255字节的字符串型（STRING）即I/O指令有何特点？它应用于什么场合？：立即指令允许对输入和输出点进行快速和直接存取。

当用立即指令读取输入点的状态时，相应的输入映像寄存器中的值并未发生更新；用立即指令访问输出点时，访问的同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。

由于立即操作指令针对的是I/O端口的数字输入和数字输出信号，所以它们的位操作数地址只能是物理输入端口地址Ix.x和物理输出端口地址Qx.x。

辑堆栈指令有哪些？各用于什么场合？：复杂逻辑指令，西门子称为逻辑堆栈指令。

主要用来描述对触点进行的复杂连接，并可以实现对逻辑堆栈复杂的操作。

杂逻辑指令包括：ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS。

这些指令中除LDS外，其余指令都无操作数。

这些指令都是位逻辑指令。

装载与指令ALD用于将并联子网络串联起来。

装载或指令OLD用于将串联子网络并联起来。

辑推入栈指令LPS，在梯形图中的分支结构中，用于生成一条新的母线，左侧为主控逻辑块时，第一个完整的从逻辑行从此处开始。

辑读栈指令LRD，在梯形图中的分支结构中，当左侧为主控逻辑块时，该指令用于开始第二个和后边更多的从逻辑块。

辑栈弹出指令LPP，在梯形图中的分支结构中，用于恢复LPS指令生成的新母线。

入堆栈指令LDS，复制堆栈中的第n级值，并将该值置于栈顶。

可编辑修改精选全文完整版一、课程性质及定位本课程是机电专业的一门专业主干核心课程，适用于机械制造与自动化、机电一体化等专业，属于B类课程。

本课程定位于电气控制线路的工作原理与PLC 编程两大方面的内容，培养学生的分析和设计电气控制线路的能力，是一门既有系统理论又有实践性的专业课程。

二、本课程教学目标与任务通过本课程的学习，学生应能掌握PLC的基本工作原理和电气控制的基础知识。

为此，必须完成继电-接触器控制电路的基本知识和常用控制电路的教学任务，培养学生熟练地掌握继电-接触器系统基本控制电路，并能设计、安装、调试各种简单的电气控制电路的能力。

三、先修及后续课程先修课程：《电工基础》、《电子技术》、《电机与拖动》后续课程：《伺服系统》、《机电一体化技术》、《数控机床调试与维护》等。

四、本课程教学内容及基本要求第一章常用低压电器教学内容：接触器、熔断器；电磁式接触器；低压断路器；继电器。

基本要求：了解控制电器的分类与应用特点；了解常用典型控制电器的主要特点及结构特征；掌握常用典型控制电路的用法，会识别常用控制电器及图形符号。

第二章电气控制线路的基本原则及基本控制电路教学内容：三相异步电动机的点动、长动控制电路；三相笼型异步电动机单向全压起动控制线路；三相笼型异步电动机降压起动控制线路；三相笼型异步电动机正、反转控制线路；三相笼型异步电动机制动控制线路；电动机的保护电路。

基本要求：了解电气控制线路绘制的国家标准化；能绘制和阅读简单的电气控制原理图；理解常用的几种基本控制电路的工作原理；能利用常用的控制电器和基本电路进行简单的控制电路设计制作。

第三章常用机床电气控制教学内容：CA6140车床的电气控制；M7130平面磨床的电气控制；Z3050搖臂钻床的电气控制；铣床电路电气控制。

基本要求：能阅读各种机床的电气控制原理图；理解常用的几种基本控制电路的工作原理。

第四章可编程序控制器的基本概况教学内容：可编程序控制器的基本概；基本要求：了解可编程控制器的历史与发展，应用领域与发展趋势。

《电气控制与PLC技术》教学大纲课程名称：电气控制与PLC技术课程编号：课程类别：专业方向课/必修课学时/学分：52/4开设学期：第六学期开设单位：物理与机电工程学院适用专业：电气工程及其自动化说明一、课程性质与说明1、课程性质专业方向课/必修课2、课程说明本课程使学生初步了解可编程控制器及其应用，掌握基本的工作原理和编程方法，了解和掌握在工厂自动化实践中使用可编程控制器进行应用系统设计的基本方法。

具体来说，使学生能够掌握PLC的基本原理，能够阅读PLC的程序，分析PLC控制系统，能够根据生产实际的需要，设计相应的PLC控制系统，编写相应的程序。

本课程应在《电工基础》、《电子技术》教学之后开设，本课程实践性强，学好这门课程的关键在于理论联系实际，讲授中应尽可能结合实物进行直观教学及多媒体教学，重视实践技能训练。

部分理论课进行现场教学，实践环节在实验实训室进行。

二、教学目标理解常用低压电器的符号、用途及电气参数，机床电气控制线路的基本环节；掌握机床电气控制原理图、接线图的读图与分析方法；掌握PLC工作原理、指令系统及应用。

具备正确分析电气器件故障原因初步能力，电气控制电路分析及读图能力，PLC中等复杂应用能力。

三、学时分配表四、教学教法建议以课堂讲授法为主，结合讨论法、演示法和任务驱动法，利用多媒体课件进行讲授。

五、课程考核及要求1．考核方式考试（√）；考查（）。

2．成绩评定计分制百分制（√）；五级分制（）；两级分制（）。

成绩构成总成绩=平时考核（10 ）％+中期考核（20 ）％+期末考核（70 ）％。

第1章常用低压电器教学目标了解常用低压电器的分类及各种常用低压电器的典型产品及主要技术参数；熟悉各种常用低压电器的结构和工作原理；掌握各种常用低压电器的用途、图型符号、文字符号及其正确选用原则。

教学时数8学时教学内容绪论1.1 常用低压电器的分类1.2电磁式低压电器1.3 电磁式接触器1.4 电磁式继电器1.5 时间继电器1.6 速度继电器1.7 热继电器1.8 熔断器1.9低压断路器1.10主令电器教法建议课堂讲授法和演示法，利用多媒体课件进行讲授。

第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。

文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用，是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。

图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。

表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。

电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。

电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。

电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。

电气互连图一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。

1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。

应立即切断电源。

1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。

当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。

1.5 电动机启动时的启动电流很大，启动时热继电器不会动作。

因为电动机启动时间短，热继电器来不及动作。

1.6 JS7－A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，那么这种时间继电器就具有四种类型的触点：延时闭合动合触点；延时断开动断触点；延时断开动合触点；延时闭合动断触点。

1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。

电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮，则反转接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路。

1.10 正转和反转。

2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。

电气控制与PLC应用第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和作用1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理分析各种低压电器在电气控制系统中的应用和选择方法1.3 电气控制电路图的识读解释电气控制电路图的符号和表示方法指导学生识读简单的电气控制电路图，理解其工作原理第二章：可编程逻辑控制器（PLC）概述2.1 PLC的基本概念介绍PLC的定义、发展和应用领域解释PLC与传统继电器控制系统的区别和优势2.2 PLC的组成与工作原理介绍PLC的硬件组成，包括中央处理单元、输入/输出模块、电源模块等解释PLC的工作原理，包括扫描周期、输入输出处理、程序执行等2.3 PLC编程软件的使用介绍PLC编程软件的功能和界面指导学生使用编程软件进行简单的程序编写和仿真调试第三章：基本指令及其应用3.1 基本指令介绍解释PLC基本指令的分类和作用介绍常用的逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令等3.2 基本指令的应用实例通过实际案例分析，展示基本指令在电气控制系统中的应用和实现方法指导学生编写简单的PLC程序，实现特定的控制功能3.3 编程规则与技巧介绍PLC编程的基本规则和技巧分析常见的编程错误和问题，并提供解决方法第四章：功能指令及其应用4.1 功能指令概述介绍PLC功能指令的分类和作用解释功能指令的使用条件和限制4.2 常用功能指令的应用实例通过实际案例分析，展示功能指令在电气控制系统中的应用和实现方法指导学生编写复杂的PLC程序，实现高级控制功能4.3 功能指令编程实例提供具体的编程实例，指导学生运用功能指令解决实际问题分析编程实例中的关键步骤和注意事项第五章：电气控制与PLC应用案例分析5.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制系统的需求和功能设计PLC程序，实现电动机的启动、停止、正反转等控制功能5.2 案例二：工业控制介绍工业的基本原理和结构分析工业控制系统的需求，设计PLC程序，实现的运动控制和任务执行5.3 案例三：自动化生产线控制分析自动化生产线的工艺流程和控制需求设计PLC程序，实现生产线的自动化控制，包括物料传送、装配、检测等功能5.4 案例四：楼宇自动化系统控制介绍楼宇自动化系统的组成部分和功能分析楼宇自动化系统的控制需求，设计PLC程序，实现照明控制、空调控制、安防等功能5.5 案例五：环保设备控制分析环保设备的工作原理和控制要求设计PLC程序，实现环保设备的精密控制，包括排放监测、故障诊断等功能第六章：PLC编程技术进阶6.1 顺序功能图（SFC）编程介绍顺序功能图的概念和基本组成指导学生如何使用SFC描述复杂控制过程分析SFC到PLC程序的转换方法6.2 功能块图（FB）和顺序控制图（SO）编程解释功能块图和顺序控制图的概念和用途展示如何使用功能块图和顺序控制图编写PLC程序讨论在实际应用中选择这些编程方法的优缺点第七章：PLC通信技术7.1 PLC通信基础介绍工业通信的标准和协议，如Modbus、Profibus、Ethernet/IP 等解释PLC通信网络的拓扑结构和通信介质讨论通信故障的诊断和解决方法7.2 PLC网络配置与调试指导学生如何配置PLC网络，包括选择合适的通信协议和设置参数展示如何进行PLC网络的调试和测试分析网络通信在实际应用中的问题和解决方案第八章：人机界面（HMI）与PLC应用8.1 HMI基础介绍人机界面的功能、类型和基本组成解释HMI与PLC的连接方式和数据交换机制讨论HMI在工业自动化中的应用和优势8.2 HMI编程与组态指导学生如何使用HMI编程软件进行界面设计和程序编写展示如何配置HMI与PLC的数据连接和通讯参数分析在实际项目中，如何根据需求设计HMI界面第九章：电气控制与PLC系统的维护与故障诊断9.1 电气控制系统的维护介绍电气控制系统维护的基本内容和注意事项讨论维护过程中常用的工具和技术分析维护过程中常见的问题和解决方法9.2 PLC系统的维护与故障诊断解释PLC系统维护的重要性，包括硬件和软件的维护指导学生如何进行PLC系统的故障诊断，包括故障排查和修复分析不同故障类型及其原因，提供相应的解决策略第十章：电气控制与PLC应用案例实操10.1 PLC控制系统的设计与实施分析实际项目需求，指导学生进行PLC控制系统的设计讨论控制系统实施过程中的注意事项和技术要点分析项目实施过程中可能遇到的问题和解决方案10.2 PLC控制系统的调试与优化介绍PLC控制系统调试的基本方法和流程指导学生如何对控制系统进行优化，提高性能和稳定性分析调试和优化过程中，如何根据实际情况调整参数和程序第十一章：高级PLC应用技术11.1 运动控制与PLC介绍PLC在运动控制中的应用，包括步进电机、伺服电机控制解释运动控制相关的PLC指令和功能模块分析运动控制程序的设计方法和实例11.2 数据处理与PLC讲解PLC在数据处理方面的应用，如数据采集、处理、存储等介绍PLC的数据处理指令和功能模块探讨数据处理在工业自动化中的应用实例第十二章：PLC在特殊应用领域的应用12.1 PLC在过程控制中的应用介绍PLC在工业过程控制中的应用，如温度、压力、流量控制解释过程控制相关的PLC指令和功能模块分析过程控制程序的设计方法和实例12.2 PLC在分布式控制系统中的应用讲解PLC在分布式控制系统（DCS）中的应用介绍PLC在DCS中的角色和功能分析DCS系统中PLC程序的设计和实施方法第十三章：PLC与工业网络13.1 PLC在工业网络中的作用介绍PLC在工业网络中的地位和作用解释工业网络的基本结构和通信协议分析工业网络中PLC的通信和数据交换方法13.2 PLC网络的安全性与可靠性讲解PLC网络的安全性和可靠性重要性介绍提高PLC网络安全性和可靠性的方法和技术分析PLC网络在工业自动化中的挑战和解决方案第十四章：PLC编程软件的高级应用14.1 编程软件的高级功能介绍PLC编程软件的高级功能，如仿真、调试、维护等讲解如何利用编程软件进行高级编程和项目管理的技巧分析高级功能在实际项目中的应用实例14.2 编程软件的二次开发讲解如何进行PLC编程软件的二次开发，以扩展软件功能介绍常用的编程语言和开发工具分析二次开发在特定应用场景中的优势和挑战第十五章：电气控制与PLC应用综合案例实操15.1 PLC控制系统的设计与实施实例分析一个综合性的PLC控制系统项目需求指导学生进行控制系统的设计和实施，包括硬件选择、编程、调试等分析项目实施过程中的关键步骤和经验教训15.2 PLC控制系统的性能优化讲解如何对PLC控制系统进行性能优化指导学生对控制系统进行调试和优化，提高性能和稳定性分析优化过程中遇到的问题和解决方案重点和难点解析本文主要介绍了电气控制与PLC应用的教学教案，涵盖了基础概念、硬件组成、编程技术、通信技术、人机界面、系统维护与故障诊断等多个方面，并通过案例实操进行了深入的讲解。

第一章参考答案1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？答：（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中，起通断、保护、控制或调节作用的电器。

（2）低压电器的分类方法很多，按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。

2．什么是额定电流？什么是约定发热电流？两者有什么区别？答：（1）额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。

（2）约定发热电流：在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。

额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。

3．我国的低压电器经历了哪几代？答：我国的低压电器产品大致可分为如下四代。

第一代产品：20世纪60年代至70年代初；第二代产品：20世纪70年代末至80年代；第三代产品：20世纪90年代；第四代产品：20世纪90年代末至今。

4．低压电器的发展趋势是什么？答：（1）智能化（2）电子化（3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高5．防止触电有哪些措施？答：(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。

(2) 防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5) 合理使用防护用具(6) 加强安全用电管理6．接地有哪些种类？保护接地有哪些形式？答：按照接地的目的可将接地分为如下几类：①工作接地。

②保护接地，也称安全接地。

③过电压保护接地。

④防静电接地。

7．保护接地要注意哪些问题？工作接地要注意哪些问题？答：保护接地要注意的问题：①电气设备都应有专门的保护导线接线端子（保护接线端子），并用‘’符号标记，也可用黄绿色标记。

不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。

②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上，接地排要接入大地，接地电阻要小于4Ω。