《电气控制与PLC技术》教学大纲(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上电气控制与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
2、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、学时分配表章序章题讲授学时实验学时实践学时上机学时小计1常用低压电器82电气控制线路的基本控制环节83可编程控制器基本结构与工作原理44西门子
3、S7-200 系列PLC的结构与编程元件45西门子S7-200系列PLC的基本指令106西门子S7-200 PLC的功能指令87西门子 S7-200 PLC的网络与通讯28可编程控制器编程软件29可编程控制系统的设计210可编程控制器的应用实例4合计52四、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
4、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。考核要求 了解内容 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;熟悉内容 各种常用低压电器的结构和工作原理;掌握内容 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
5、原则。参考书目 王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第1章 第2章 电气控制线路的基本控制环节教学目标 熟练掌握各种基本控制电路的构成和工作原理;读懂一般的继电器控制电路图。教学时数 8 学时教学内容 2.1 电气图形符号及控制线路绘制规则;2.2基本控制线路; 2.3几种典型的电动机控制线路;2.4 电动机控制的保护环节。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量。考核要求 各种基本控制电路的构成和工作原理,一般的继电器控制电路图的视读。参考书目 王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第2章。第3章 可编程控制器基本结构与工作原理教学目标
6、 了解PLC定义、历史、特点、发展趋势、知名PLC公司简介;理解PLC的物理结构、整体结构;PLC的工作方式、工作原理。教学时数 4 学时教学内容 3.1 可编程控制器概述; 3.2 可编程控制器的硬件构成;3.3 可编程控制器的编程语言;3.4 可编程控制器的工作原理; 3.5 可编程控制器的结构特点与技术指标;3.6 可编程控制与微机及继电器控制系统的区别。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量。考核要求 可编程控制器的工作原理,基本构成,主要技术指标及应用环境。参考书目 王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第章。晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京
7、 清华大学出版社,2007,第1章。第4章 西门子S7-200 系列PLC的结构与编程元件教学目标 了解S7-200 PLC的功能结构;了解S7-200 PLC的功能模块;掌握S7-200 PLC的编程元件的数据存储类型、编址方式、寻址方式及地址分配。教学时数 4 学时教学内容 4.1 S7-200 PLC的功能;4.2 S7-200 PLC的结构; 4.3 S7-200 PLC的功能模块;4.4 S7-200 PLC内部元器件。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量。考核要求 S7-200 PLC的编程元件的数据存储类型、编址方式、寻址方式及地址分配。参考书目 晁阳主编可编程控制器原
8、理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第章。第5章 西门子S7-200系列PLC的基本指令教学目标 掌握西门子S7-200的常用指令;理解定时器、计数器指令和数据运算指令。教学时数 10 学时教学内容 5.1 常用指令及其应用;5.2 定时器与计数器指令及其应用; 5.3 数据运算指令及其应用。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量,根据实验条件适度增大实验学时。考核要求 应用可编程控制器的基本逻辑指令,能够编制梯形图控制程序,解决中等复杂程度的实际控制问题。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第3章。第6章 西门子S7-200 P
9、LC的功能指令教学目标 理解西门子S7-200的数据处理指令、程序控制指令、顺序控制指令、特殊功能指令。教学时数 8 学时教学内容 6.1 数据处理功能指令及其应用;6.2 程序控制指令及其应用; 6.3 顺序控制指令及其应用;6.4 特殊功能指令及其应用。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量,根据实验条件适度增大实验学时。考核要求 会应用可编程控制器的功能指令;熟练应用可编程控制器的步进顺控指令,能够编制顺序功能程序,解决中等复杂程度的实际控制问题。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第4章。第7章 西门子 S7-200 PLC的网络与通
10、讯 教学目标 了解S7-200通信部件;理解S7-200通信协议;掌握利用TCP/IP协议实现以太网通信的方法。教学时数 2学时教学内容 7.1 S7-200通信部件介绍; 7.2 S7-200 PLC的通信; 教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量,根据实验条件适度增大实验学时。考核要求 了解网络概念及通信设备的使用;掌握S-200的通信方式;掌握S7-200的通信的实现方法。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第5章。第8章 可编程控制器编程软件教学目标 掌握STEP7-Micro/WIN 编程软件和S7-200 PLC仿真软件的使用方法
11、。教学时数 2学时教学内容 8.1 STEP7-Micro/WIN 编程软件;8.2 S7-200 PLC仿真软件。教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量,根据实验条件适度增大实验学时。考核要求 熟练应用STEP7-Micro/WIN 编程软件编写程序;熟练应用S7-200 PLC仿真软件进行仿真。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第5章。王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第9章。 第10章 可编程控制系统的设计教学目标 了解可编程控制系统设计的一般方法;理解可编程控制器应用系统的软、硬件设计;掌握可编程控制系统
12、的可靠性设计方法。教学时数 2学时教学内容 10.1 可编程控制系统设计的一般方法;.10.2 可编程控制器应用系统的硬件设计;.10.3 可编程控制器应用系统的软件设计;.10.4 可编程控制器应用系统的可靠性设计。.教法建议 课堂教学应使用多媒体课件加大信息容量,根据实习条件适度增大现场实际应用学时。考核要求 可编程控制系统设计的一般方法;可编程控制器应用系统的软、硬件设计和可靠性设计方法。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第7章。王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第8章。第11章 可编程控制器的应用实例教学要点 掌
13、握西门子 S7-200 PLC和三菱FX系列PLC在工业控制中的应用。教学时数 4学时教学内容 (根据情况选讲实例)11.1 装配流水线控制系统设计;.11.2 显示控制系统设计;.11.3 十字路口信号灯控制系统设计;11.4 电梯控制系统设计。教法建议 课堂教学应使用课件加大信息容量,根据实习条件适度增大现场实际应用学时。考核要求 熟练掌握中等程度的PLC设计方法。参考书目 晁阳主编可编程控制器原理应用与实例解析北京 清华大学出版社,2007,第7章。王阿根编著可编程控制原理与应用北京 清华大学出版社,2007,第8章。附 其它参考书目 教材 张晓峰等主编.北京 国防工业出版社,2010。
14、参考书目 1 何献忠主编可编程控制器应用技术(西门子S7-200系列)北京 清华大学出版社,20072 王曙光编著S7-200 PLC应用基础与实例北京 人民邮电出版社,20073 张万忠编著可编程控制器入门与应用实例(西门子S7-200系列)北京 中国电力出版社,20074 国家标准局编电气制图及图形符号国家标准汇编北京 中国标准出版社,19895 史国生主编电气控制与可编程控制技术北京 化学工业出版社,20046 陈立定等编著电气控制与可编程控制器的原理及应用北京 机械工业出版社20057 宋伯生编著PLC编程实用指南北京 机械工业出版社,20078 殷建国主编工厂电气控制技术北京 经济管
15、理出版社,20069 西门子公司编S7-200可编程控制器系统手册200510 三菱公司编FX1S、FX1N FX2N FX2NC编程手册200111 三菱公司编GX Developer Ver.7/Simulator Ver.6 操作手册2002 执笔 :张晓峰 审核 :王学志 张静 制(修)订时间:2011.10电气控制与PLC技术实验教学大纲课程名称:电气控制与PLC技术实验课程编号:课程类别:专业方向课/必修课学时/学分:12/0.5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 本课程针对电气工程及其自动化专业四年级,是该专业的重要专业技术
16、应用课程。可编程控制器是以计算机控制技术为核心,面向实现高效简便控制目的的实用控制器;故本门课程的性质决定了在学生掌握基本理论基础的前提下,重点提高学生运用该控制器设计实际控制系统的能力,故组织好可编程控制器实验显得尤为重要。二、教学目标 通过本课程的学习,加深对基础理论的理解,掌握PLC程序设计的步骤和梯形图编制和调试的方法,会用编程器输入程序,会用仿真软件进行软件仿真。重点提高运用PLC设计实际控制系统的能力,通过仿真软件对自已的编好程序进行仿真和修改,全面提高学生分析、解决实际问题的能力,为未来从事科研和实际工作打下坚实的基础。三、学时分配表 序号实验项目实验时数实验类型内容与要求小计实
17、验1基本指令的编程练习2操作熟悉PLC实验装置,练习手持编程器的使用,熟悉系统操作,掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。实验2定时器/计数器功能实验2验证掌握定时器、计数器的正确编程方法,并学会定时器和计时器扩展方法。实验3五相步进电动机控制的模拟2设计了解并掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法。实验4LED数码显示控制2设计了解并掌握置位与复位指令SET、RST在控制中的应用及编程方法。实验5十字口交通灯控制的模拟2设计熟练使用各种基本指令,根据控制要求,掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个实际问题全过程。实验6装配流水线控制的模拟2设计了解移位寄存器在控制系统中的
18、应用及编程方法。实验7电梯控制系统的模拟2综合熟练掌握PLC的编程和程序调试方法;熟悉PLC的I/O连接;熟悉三层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。合计12说明: 根据实验条件选择其中的56个实验。四、实验方法与要求建议 本实验利用实验室的设备、工具等,让学生自己设计、安装、调试电路,实验教师做准备、指导工作,尽量使学生独立工作。五、考核方式及要求 该课程考查以实验操作与笔试答题相结合的方式进行,加上平时的实验成绩,评定总成绩。六教材与参考书 1 张晓峰等.电气控制与可编程控制技术及应用.北京:国防工业出版社,20102 张晓峰等.电气自动化实验教程.北京:国防工业出版社,2010实验一 基
19、本指令的编程一实验性质 实验类别 专业方向必修实验类型 验证型计划学时 2学时二实验目的 1) 掌握常用基本指令的使用方法;2) 学会用基本逻辑与、或、非等指令实现基本逻辑组合电路的编程;3) 熟悉编译调试软件的使用。三 实验内容及要求 SIEMENS S7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。本次实验进行常用基本指令LD、LDN、A、AN、 NOT、O、ON、ALD、OLD、= 指令的编程操作训练。 四实验仪器设备及材料 1) PC机一台;2) PLC实验箱一台;3) 编程电缆一根;4) 导线若干。五 实验操作要点 1、电源断电,按图接线将AC220V电源通过单极空气开关接至PL
20、C主机电源,按纽SB1、SB2、SB3、SB4分别接至PLC输入点I0.0、I0.1、I0.2,I0.3指示灯L1、L2、KM1、KM2分别接至Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3。用编程电缆连接PLC的PORT1和计算机的COM端。2、接通电源,打开计算机,进入PLC编程界面,检查计算机与PLC主机通信是否正常。3、新建文件,保存,将程序逐条输入,检查无误后,将PLC设为停止状态,STOP指示灯亮,将程序下载至PLC后,再将PLC设为运行状态,RUN指示灯亮。4、按下按钮SB1、SB2、SB3或SB4观察输出指示灯的状态是否符合程序的运行结果。六实验教学建议 预习PLC的各种基本逻辑指令,
21、预习STEP7 Microwin V4.0编程软件的使用。七指导书与参考材料:1 张晓峰等.电气控制与可编程控制技术及应用.北京:国防工业出版社,2010,第4章内容。实验二 定时器及计数器指令一实验性质 实验类别 专业方向必修实验类型 验证型计划学时 2学时二. 实验目的 1) 掌握常用定时指令的使用方法;2) 掌握计数器指令的使用;3) 掌握定时器/计数器内部时基脉冲参的设置;三实验设备及材料 1)PC机一台;2)PLC实验箱一台;3)编程电缆一根;4)导线若干。四. 实验内容及要求 1)定时器指令指令符 TONxx梯形图符 数据 xx(37) 为选定的定时器号;PT(+10) 是定时器的
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