电气控制与PLC应用技术(课程标准)

《电气控制与PLC》课程标准

一、课程的基本信息

课程名称：电气控制与PLC应用技术 课程编号：

适用专业：应用电子技术 课程类别：职业技术核心课程

开设时间：第三学期 学时：90 学分：6

制定人： 审核人： 批准人：

课程所属系部：电子信息系 制定时间：2010.04

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《电路分析基础》和《数字电子技术》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

综合培养学生的职业素质与职业技能，并且能够顺利通过职业资格考核，为学生顺利就业提供机会。

前续课程：《电路分析基础》，《模拟电子技术》，《数字电路》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）本课程标准是根据应用电子技术专业学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“德能并举、工学交融”的教学要求，结合教学实际，将电气控制与PLC分为基本电气控制系统、PLC的硬件组成与工作原理、指令系统、程序设计与应用等四个模块，最终使学生具备一定的电气故障诊断与排除技能和PLC的编程能力。

（2）本课程所有教学模块结合本院实训（验）条件，按“教学任务布置、集体讨论编写教学计划、教学实施、院系评估、学生信息反馈”一个完整的过程实施教学。整个教学过程做到全过程开放，主要课程内容在校内实训基地完成，同时联合校外合作单位完成学生的就业资格考证任务，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生社会实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。

（3）在借鉴其他兄弟院校和社会实际需要的基础上，根据应用电子技术专业学生的学习实际。本课程内容主要体现在职业技能的培养上，符合实际教学。

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，对应用电子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，总结并确定应用电子类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。

具体开发过程见下图示。

四、课程培养目标

1.方法能力培养目标

（1）掌握常用简单电气控制线路的故障检修；

（2）掌握PLC的工程应用、维护和使用以及PLC在机床电气控制线路的应用、分析与维护。

4.2抓也能力目标

（1）熟练应用基本指令和步进指令是PLC编程的基础 ；

（2）功能指令：现代工业控制的许多场合需要数据处理，因而PLC制造商逐步在PLC中引入功能指令，用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。

4.3社会能力目标

（1）树立工具、设备使用的安全意识；

（2）形成良好的成本节约意识；

（3）具备良好的思想道德修养和职业道德素养；

（4）具有随机应变、工学结合的创新精神；

（5）具有爱岗敬业和团队合作精神。

五、课程内容和要求

1.理论课程内容介绍

类型 课程内容

能力要求 知识要求 参考学时 模块 教学单元/项目

必修内容 基本电气控制系统 1.1掌握常用低压电器  能选用相应的低压电器

 能解释电机的工作原理

 能熟悉常用电机的结构

 能掌握维修电工的基础知识  掌握低压电器相关知识

 掌握电机的结构、工作原理

 掌握维修电工考证的基础知识 10

1.2掌握基本 能分析基本电气控制线路  掌握直接起动控制线路 20 类型 课程内容

能力要求 知识要求 参考学时 模块 教学单元/项目

电气控制线路  能查找基本电气控制线路的故障

 能设计一些较简单的控制电路  掌握降压起动控制线路

 掌握制动控制线路

 掌握调速控制线路

 熟练掌握根据电气原理图做电控接线

PLC的硬件组成与工作原理 2.1了解三菱指令系统  了解PLC产生及特点

 了解三菱PLC的软硬件

 掌握三菱PLC的工作原理  PLC概述

 PLC的编程语言

 三菱PLC概述

 PLC的编程软件的使用 3

2.2掌握基本指令的编程  掌握梯形图与指令表之间的转换

 能用基本指令进行相应的编程  掌握三菱基本指令

 掌握基本指令的编程方法与技巧 11

指令系

统 3.1状态转移图及步进指令  能根据控制要求编制状态转移图

 掌握选择性流程与并行性流程的区别  掌握步进指令与状态转移图的关系

 掌握步进指令的编程方法

 根据SFC用STL编程 4

3.2步进指令的应用  掌握单流程的编程应用

 掌握选择性流程的编程应用

 掌握并行性流程的编程应用  掌握单流程的编程方法

 掌握选择性流程的编程方法

 掌握并行性流程的编程方法 8

程序设计与应用 4.1功能指令介绍  掌握功能指令的表现形式

 掌握功能指令的类型

 掌握功能指令的操作数  了解功能指令的基本规则

 了解功能指令的用法

 了解功能指令应用中的注意事项 4

4.2功能指令应用  能用功能指令进行编程应用

 能现场检修程序中的故障并及时解决

 能用功能指令与基本指令分别进行编程  了解程序流转指令

 熟悉传送与比较指令

 熟悉算术与逻辑运算指令

 熟悉循环与移位指令

 熟悉数据处理指令

 了解高速处理指令

 了解方便指令 14

选修内容 变频器 5.1变频器的结构  能辨识变频器的结构

 能做简单的变频器接线、控制  变频器的基本操作

 变频器的变频原理 5

5.2变频器的应用  变频器的工作特点

 变频器的面板操作  掌握显示频操作的方法

 掌握变频器工控应用的实际控制电路 9

合 计 90

2.实验实训课程内容介绍 项目一 常用低压电器

职业行动能力 常用低压电器的选用

涉及内容 低压电器的结构、原理和选用原则

教学准备 课件、投影设备；低压电器如接触器、按钮、时间继电器、热继电器、行程开关

教学内容设计 低压电器按钮、接触器的拆装；接触器、时间继电器的通电试验

项目二 三相电动机的点动、自锁控制

职业行动能力 小功率三相电动机的全压启动控制的类型及操作和三相电动机主电路的接线

涉及内容 自锁控制的实现方式和点动、自锁的工作特点

教学准备 课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器

教学内容设计 主电路接线、点动、自锁的控制接线

项目三 三相电动机的正反转控制

职业行动能力 三相电动机正反转的实现方式、联锁控制的特点

涉及内容 相序与电动机运转方向的关系和往返运动的实现方式

教学准备 课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、行程开关

教学内容设计 正反转主电路接线、控制接线和自动往返电路的实现

项目四 三相电动机的定子回路串电阻降压起动控制

职业行动能力 大容量电动机的起动控制和实现方式

涉及内容 降压起动的过程和常见降压起动的方式、特点

教学准备 课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、时间继电器、电阻

教学内容设计 定子回路串电阻降压起动主电路接线、控制接线

项目五 三相电动机的Y―△降压起动控制

职业行动能力 中等容量电动机的起动控制和实现方式

涉及内容 Y―△降压起动的方式特点

教学准备 课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、时间继电器

教学内容设计 Y―△降压起动主电路接线、控制接线

项目六 三相电动机的制动控制

职业行动能力 三相电动机的反接制动控制、能耗制动

涉及内容 三相电动机制动控制的原理、速度继电器工作特点

教学准备 课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、速度间继电器

教学内容设计 反接制动主电路接线、控制接线

项目七 可编程控制器初识与编程软件的使用

职业行动能力 三菱FX编程软件的应用、三菱FX系列PLC的硬件组成

涉及内容 三菱FX编程软件的应用、三菱FX系列PLC的硬件组成

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC

教学内容设计 三菱系列PLC的硬件，I/O对应关系，所给程序的输入、执行

项目八 编程软元件的程序练习（输入、输出继电器与辅助继电器）

职业行动能力 三菱FX编程软元件的分类及工作特点

涉及内容 三菱FX的基本指令、三菱FX系列软元件的编号、接线

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC、基本指令练习板

教学内容设计 程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比

项目九 编程软元件的程序练习（计数器与定时器）

职业行动能力 三菱FX编程软元件定时器、计数器的设定值、状态转换

涉及内容 三菱FX基本指令应用、程序分析、定时器与计数器的种类

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC 教学内容设计 程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比

项目十 数据类功能指令程序练习

职业行动能力 三菱FX功能指令的输入方式、数据类功能指令的控制过程

涉及内容 三菱FX数据处理类功能指令的应用、三菱功能指令的工作特点

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC

教学内容设计 程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图

项目十一 功能指令程序练习

职业行动能力 练习用功能指令按照控制要求编程

涉及内容 三菱FX常用功能指令的执行方式、工作特点和程序执行

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC

教学内容设计 独立完成：程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图

项目十二 步进指令程序练习

职业行动能力 SFC、STL编程

涉及内容 SFC的五要素和结构特点；STL编程、状态继电器的分类

教学准备 课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC

教学内容设计 独立完成：程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图

项目十三 变频器的认知（选修）

职业行动能力 外围设备、变频器各部分的名称及功能、接线

涉及内容 变频器硬件组成、基本的显示器操作

教学准备 课件、投影设备；三菱FR-D720S-0.4K-CHT变频器，三相电动机

教学内容设计 变频器面板介绍，变频器各接线端的含义及功能

项目十四 变频器的变频、变压启动（选修）

职业行动能力 应用变频器变频、变压两种方式启动三相电动机

涉及内容 变频器变频、变压两种执行方式的实现及工作原理

教学准备 课件、投影设备；三菱FR-D720S-0.4K-CHT变频器，三相电动机

教学内容设计 显示器操作变频、变压过程的具体执行过程