电气控制与PLC应用技术项目化教程(段峻)章 (7)

《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。

《PLC应用技术》项目化课程
课程标准
专业：机电一体化技术、电气自动化
项目化课程：PLC应用技术
1、课程计划
2、课业计划
３、教学与实训设备标准（1）一体化教室布局与设施
4、课程实施建议
（1）建议本课程采用理实一体化的教学模式、教学场所和行动导向的教学方法。

（2）教学场所中理论区和实践区，在理论教学区中设置学习讨论区，配备课程中个学习任务的所需的学材、手册和PLC相关资料和书籍，计算机可以联网，可以搞过教师机控制。

（3）为保证教学安全和教学质量，建议每位老师指导30名学生，学生分为10组。

（4）教师在讲授和演示过程中，应借助多媒体教学设备，配备丰富的课件和信息化学习资料，充分利用互联网资源和手段。

（5）关注学生个体差异，注重过程性、表现性、创造性、参与性评价；参照企业对员工管理的方法模式，设计任务评价考核标准；注重学生任务完成过程中的学习环节考核；注重学生在不同工作任务和分工情况下的专业能力、社会能力、人格能力的全面评价；以学生自评为主，学生互评为辅、教师评价为参考，引进企业专家评价等方式综合评价学生学业。

（6）可根据专业、学生情况、师资情况、场地情况等实际条件适当调整，并结合本地区或行业特点调整具体学习内容和要求。

2015年12月。

机械工业出版社《电气控制与PLC应用技术（西门子PLC）》（理实一体化项目教程）目录（大纲）模块一常用低压电器的认识、测试及安装1.1知识链接1.1.1低压电器的分类与作用1.1.2接触器1.1.3 继电器1.1.4刀开关与低压断路器1.1.5熔断器1.1.6主令电器1.2 实训项目常用低压电器的认识、拆装及测试思考练习题模块二常用低压电气控制系统的设计、安装和调试2.1知识链接2.1.1电气控制系统图概述2.1.2 电气控制系统图的绘制2.1.3电气原理图的识读2.1.4 几种典型的电气控制系统2.1.5 电气控制系统的设计2.2 实训项目2.2.1项目1三相异步电动机点动控制和自锁控制2.2.2 项目2三相异步电动机的正、反转控制2.2.3 项目3工作台自动往返循环控制2.2.4 项目4 三相异步电机Y－△降压起动控制2.2.5 项目5 CA6140型普通车床电气控制系统分析、调试与维修2.2.6 项目6 Z3050型摇臂钻床电气控制系统分析、调试与维修2.2.7 项目7 X62W型万能铣床电气控制系统分析、调试与维修2.2.8 项目8 M7120型平面磨床电气控制系统分析、调试与维修思考练习题模块三 PLC的认识和初步应用3.1 知识链接3.1.1可编程控制器的产生、发展及定义3.1.2 PLC的特点与应用领域3.1.3 PLC的分类3.1.4可编程控制器的构成及工作原理3.1.5 初识S7-200 CPU3.1.6 CPU模块的技术指标及接线3.1.7 S7-200 扩展模块的技术指标及接线3.1.8 S7-200供电和接线3.1.9 可编程控制器的软件3.1.10可编程控制器的工作方式3.1.11 PLC的性能指标3.1.12 PLC的发展趋势3.1.13 S7-200系列PLC数据存储区及元件功能3.1.14 STEP 7-Micro/WIN编程软件的使用3.1.15 S7-200仿真软件的使用3.2 实训项目3.2.1 项目1 电动机正反转的PLC控制3.2.2 项目2 工作台的自动往返PLC控制3.2.3 项目3 密码锁的PLC控制思考练习题模块四 PLC控制系统基本指令的编程和应用4.1知识链接4.1.1梯形图绘制规则4.1.2 S7-200 PLC的指令系统4.1.3定时器指令4.1.4计数器指令4.1.5典型基本梯形图经验设计方法4.1.6 定时器的扩展应用4.2 实训项目4.2.1 项目1 传送带顺序启停PLC控制系统的设计4.2.2 实训项目2 液体混合装置的PLC控制控制系统的设计4.2.3 实训项目3 十字路口交通灯的PLC控制系统的设计思考练习题模块五 PLC控制系统顺序控制法的编程和应用5.1知识链接5.1.1 顺序控制设计法概述5.1.2 顺序控制设计法的设计步骤5.1.3 顺序功能图的绘制5.1.4顺序控制设计法中梯形图的编程方式5.2 实训项目5.2.1 项目1 自动送料装车控制系统的设计5.2.2 项目2 大小球的分拣控制系统的设计5.2.3 项目3 全自动洗衣机PLC控制系统的设计5.2.4 项目4 机械手PLC控制系统的设计思考练习题模块六 PLC控制系统功能指令的编程和应用6.1知识链接6.1.1数据传送指令6.1.2 字节交换、字节立即读写指令6.1.3 移位指令及应用举例6.1.4 数据转换指令6.1.5 算术运算指令6.1.6 逻辑运算指令6.1.7 递增、递减指令6.1.8 表功能指令6.1.9比较指令6.2 实训项目6.2.1 项目1模拟喷泉的控制系统的设计6.2.2 项目2 智能停车场显示系统的控制思考练习题模块七PLC控制系统特殊功能指令的编程和应用7.1 知识链接7.1.1 立即类指令7.1.2 中断指令7.1.3 高速计数器与高速脉冲输出7.1.4高速计数器的工作模式7.1.5高速脉冲输出7.1.6 PID控制7.1.7 PID控制功能的应用7.1.8 时钟指令7.2 实训项目基于PLC和变频器的恒压供水系统的设计模块八PLC的通信及综合应用8.1知识链接8.1.1 S7-200系列PLC的自由端口通信8.1.2 S7-200系列PLC的网络通信8.1.3 PLC与变频器之间的通讯8.2 实训项目8.2.1 实训项目1 两台PLC的主从通信系统的设计8.2.2 基于USS协议的PLC与变频器的通信思考练习题附录A S7-200系列PLC CPU技术规范附录B S7-200 特殊内存（SM）位。

《电气控制与PLC应用》教学大纲（56课时）西门子S7-200系列PLC版1课程编码：课程类别：职业核心能力课课程归属：信息与控制技术学院编制人：徐文编（修）制日期：2008年10月审定组（人）：审定日期：2008年10月适用专业：计算机控制技术一、课程的性质与任务《电气控制与PLC应用》课程是计算机控制技术专业的职业核心能力课，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。

目前PLC 集三电（电控、电仪、电传）为一体，性能价格比高、高可靠性的特点已使其成为自动化工程的核心设备。

PLC作为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。

PLC目前是现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM ）之一。

本课程的任务是让学生学习和掌握低压电器的基本知识、电气控制系统的基本控制环节、典型电路的基本原理，具有电气控制系统分析和阅读电气系统图的基本能力；掌握可编程控制器工作原理、系统构成、指令系统及编程方法（包括开关量控制、模拟量控制、数据通信及网络），具备一定的PLC程序设计和PLC 应用能力，能熟练使用一种典型的PLC设备进行控制系统的结构组成设计、I/O 地址分配设计、以梯形图为主的PLC程序设计、控制系统的软件调试以及故障分析。

教学内容大致分为低压电器（模块一）、电气控制基本环节（模块二）、PLC 基础知识（模块三）和PLC控制系统设计与编程实现（模块四）部分。

其中PLC 控制系统设计与编程实现（模块四）部分可以根据教学条件和教师资源选择三菱FX2N系列或西门子S7-200系列可编程控制器。

二、教学基本要求1本教学大纲中涉及PLC实际教学的部分均采用西门子S7-200系列PLC《电气控制与PLC应用》具有很强的实践性，要求学生具有良好的电子、电工基础知识和操作技能，并具备基本的逻辑判断能力和计算机软件的基础知识。

在教学中注意该课程的理论与实践、应用相结合，采用启发式、讲练结合式、案例式等多种教学方法，培养学生针对实际应用工程的项目开发能力。

《电气控制与PLC应用技术》教学大纲课程编号：课程英文名称：Electric control and PLC application technology课程类别：专业技术基础课课程性质：必修课学分：6 总学时：96 理论学时：47 实践学时：49开课对象：电气自动化、机电一体化、应用电子技术、机械类各专业的职业教育本科、专科学生。

一、课程的性质、目的和任务《电气控制与PLC应用技术》是电气自动化技术、机电一体化技术等专业的重要技术基础课程，对学生的职业能力和职业素质的培养起到明显的支撑作用，因此也是专业的核心课程。

本课程综合了电气控制技术和计算机控制技术以及PLC控制技术，属于多学科的复合型课程。

本课程在传统的电气控制技术的基础上，突出了PLC技术在工程实践中的运用，着重介绍了PLC控制技术的基本知识、基本理论和应用的编程方法，对培养学生的分析问题能力、编程能力及就业和继续学习打下良好的基础。

二、课程定位全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，教学中弘扬劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的时代风尚，突出职业教育的特点，综合培养学生的职业素质与职业技能，并能够顺利通过职业资格考核，为学生顺利就业提供机会。

先修课程：《电工技术基础》、《电子技术基础》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、课程设计思路本课程根据专业学生的就业需要及今后的发展、按照“德能并举、工学交融”的教学思路，结合目前的教学实际，把电气控制技术和PLC控制技术两门课程整合在一起，根据电气控制技术的发展历程提出五个教学模块：模块一基本电气控制电路、模块二典型设备电气控制电路、模块三PLC认知、模拟四PLC控制技术的应用和模块五PLC的工程应用与程序设计。

本课程所有的教学模块均结合职业教育的特点和人才培养目标进行，五个教学模块中又包括了14个项目，每个项目都设计了项目导入、相关知识、技能训练和练习题四个环节，其中项目导入和项目名称紧密结合；相关知识则是根据项目导入中涉及到的知识点，进行了详细的阐述和说明；技能训练环节安排了具体、可行的技能训练任务；练习题则是考查学生对本项目的理解和掌握程度。

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技术应用课程课证融合与项目教学教法研究1. 引言1.1 课程介绍电气控制与PLC技术应用课程是一门旨在帮助学生掌握电气控制基础知识和PLC技术应用技能的课程。

通过本课程的学习，学生将了解电气控制系统的工作原理、PLC编程与应用以及工业自动化技术的基本概念。

在课程中，学生将学习电气控制系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并了解它们如何协同工作实现自动化控制。

学生还将学习PLC编程的基本语法和逻辑，掌握PLC在工业自动化中的应用技能。

通过本课程的学习，学生将能够掌握电气控制与PLC技术的基本原理和应用，为今后在自动化领域的工作打下坚实基础。

本课程还注重实践操作和项目实践，帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提升他们的实际操作能力和解决问题的能力。

1.2 项目教学介绍项目教学是一种注重实践、注重实际操作的教学方法，通过实际项目的设计与实施来培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

在电气控制与PLC技术应用课程中，项目教学扮演着至关重要的角色。

项目教学不仅能够帮助学生将理论知识转化为实际技能，还能够激发学生的学习兴趣和提高他们的学习动力。

项目教学还可以提供一个实践的平台，让学生在实际项目中不断实践和探索，从而更好地理解知识点和解决实际问题。

通过项目教学，学生们能够在真实的场景下应用所学知识，培养解决问题的能力和团队合作精神。

项目教学还可以让学生们感受到实际工作中可能遇到的各种挑战和困难，提前做好准备。

项目教学是一种高效、有趣且实用的教学方法，在电气控制与PLC技术应用课程中具有非常重要的意义。

通过项目教学，学生们不仅能够更好地掌握知识和技能，还能够为将来的工作做好充分的准备。

1.3 研究背景随着工业自动化的发展，电气控制与PLC技术应用已经成为现代工程技术中不可或缺的一部分。

在教育领域，对于如何有效地教授这一门课程，如何让学生真正掌握这些技术和应用仍然是一个挑战。

传统的课堂教学方式往往难以激发学生的学习兴趣和潜力，学生往往对于理论知识掌握得不牢固，难以将所学知识应用于实际工程项目中。

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。

（2）加强与企业合作，院、系领导组织教学人员本地区周边企业进行相关调研，对机电一体化技术专业毕业生的职业能力进行认真分析，在充分听取行业、企业专家的意见，总结并确定毕业生应具备的知识、能力和职业素质，与企业共同制定课程标准。

（3）在课程开发中，参照课程标准，结合校内实训条件，成立由院系领导、校内专家、专业带头人、相关专业技术人员和实际教学人员共同组成的课程开发团队进行课程开发。