电气控制及PLC应用技术教学设计

1 现代电气控制及PLC应用技术课程设计

1.引言

现代电气控制技术发展迅速，电子技术的不断创新和应用，促进了电气控制向智能化、网络化、数字化等方向发展，PLC作为自动化领域中的核心控制设备，在工业生产中应用越来越广泛。

本课程设计旨在通过对国内外电气控制及PLC应用技术的研究和实践，实现基于PLC控制的电机自动控制系统设计、编程调试和实施运行。

2.课程设计思路

本课程设计分为理论学习和课程实践两部分。理论学习为主要考核方式，包含电气控制及PLC基础理论、PLC编程语言和PLC程序设计基础；课程实践为辅，通过对实验平台搭建、PLC编程和调试案例实践，使学生深刻理解理论知识的实际应用。

3.理论学习

3.1 电气控制及PLC基础理论

电气控制理论方面，主要涵盖电气元件、电路原理和工业电气控制系统等内容；PLC基础理论主要包括PLC概述、PLC系统组成和PLC编程语言等内容。

3.1.1 电气元件

常用的电气元件包括开关、保险丝、继电器、接触器、电路断路器、变压器、电感和电容等。开关是用于开关电路的常用元件，可分为手动开关和自动开关两种类型。 2 3.1.2 电路原理

电路原理是电气控制中重要的基础知识。常见的电路包含串联电路、并联电路、复合电路和并串联电路。

3.1.3 工业电气控制系统

工业电气控制系统由电气控制装置、执行机构和控制回路三部分组成。根据不同的控制任务和环境，电气控制系统可以分为多种不同的控制方式和控制回路类型。

3.2 PLC编程语言

PLC编程语言包括指令列表、梯形图、函数图和结构化语言等。其中，指令列表和梯形图是最为常见的PLC编程语言。

3.2.1 指令列表

指令列表是PLC编程语言的最底层语言，通常表现为一些特殊的代码。

3.2.2 梯形图

梯形图是PLC编程语言中使用最为广泛的语言，通常用于模拟复杂的逻辑表达式。

3.3 PLC程序设计基础

PLC程序设计基础包含程序设计流程、程序功能模块等内容。

《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

课程整体教学设计方案

漯河职业技术学院

《电气控制与PLC应用》课程整体教学设计

教务处

2011年07月20日 目 录

1、基本信息

2、课程设计

2.1、课程目标设计

2.2、课程内容设计

2.3、课程项目设计

2.4、课程进度设计

2.5、第一节课设计梗概

2.6、考核方案设计

3、教材、资料

4、补充说明 1．基本信息

课 程 名 称：电气控制与PLC应用 课程代码：

制（修）订人：电气自动化教研室 适用专业：电气自动化技术专业、机电一体化专业、制冷与冷藏技术专业、数控应用技术专业

学 分： 学 时：96或64学时

授 课 对 象：三年制普通高职 课程类型：专业核心课程

先 修 课：《电工基础》、《电机与拖动》 后 续 课：《自动控制系统》、《变频器应用技术》

2．课程设计

2.1目标设计

知识目标：通过本课程的学习，使学生系统了解电气控制与PLC应用技术的基本理论、原则与方法；准确理解电气控制与 PLC应用技术的研究对象和特点；掌握常用低压电器的选型与使用方法；学会PLC几种典型的编程方法，能用低压电器和 PLC完成一般的电气控制系统设计、调试和维护。

能力目标：熟练进行电控柜装配；能够对较复杂的电气控制电路进行分析和排除常见故障；能独立阅读较复杂的PLC应用程序并能独立设计简单的PLC应用控制系统；学会与人沟通，能有意识地培养自己团队精神，在知识与技能两方面的目标保证都实现的同时，侧重于对学生在人际沟通能力方面的培养。使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的实际开发过程的规范要求强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识。为学生从事电气自动化领域的工作打下坚实的基础。

2.2内容设计

序号 项目名称 工 作 任 务 名 称 学 时

1 项目一

基本电气控制电路 任务1 电动机点动与自锁控制电路的分析与安装 4

电气控制及PLC技术

实验指导书

（西门子S7-200）

目 录

前 言 ………………………………………………1

实验一 三相异步电动机的继电－接触器控制……3

实验二 三相异步电动机的PLC控制 ……………7 实验三 交通信号灯控制 …………………………12

实验四 自主设计操作测验 ………………………17

附 录 四层电梯控制 ……………………………18

混料罐控制 ………………………………22

输料线控制 ………………………………25

天塔之光控制 ……………………………29

自控轧钢机控制 …………………………31

邮件分拣控制 ……………………………35

自动售货机控制 …………………………38

前 言

实验基本要求及操作

实验是科学技术得以发展的重要保证，是研究自然科学的手段。《PLC原理及应用》实验是《PLC原理及应用》理论课程的重要组成部分，也是培养从事电气控制、电力传动及其自动化等技术人员实验技能的重要环节。

一、实验设备

序号 设备名称 序号 设备名称

1 0.25kw异步电动机 6 装有STEP7-Micro/WIN32软件的微机

2 磁粉刹车器 7 基本指令实验挂箱

3 示波器 8 五模型实验挂箱

4 备有交流接触器、热继电器、按钮等的电动机控制单元综合试验台，导线若干 9 六模型实验挂箱

5 西门子s7-200可编程序控制器 15 专用PPI通讯电缆

二、实验方法

一）实验目的

1.在《PLC原理及应用》理论课知识基础上，进行实验基本技能的训练。

2.巩固和加深所学的理论知识，培养运用理论分析和解决实际问题的能力。

3.培养实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯。

二）技能要求

1.能正确使用实验仪器设备，掌握实验方法及数据分析方法。

2.能正确连接实验线路，读取数据，观察曲线，能初步分析和排除故障。

3.能正确利用实验手段验证一些理论和结论。