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教学文件集成
目录
模块一、课程模块结结构图2
模块二、《PLC与电气控制技术》电类专业教学大纲4
模块三、《PLC与电气控制技术》非电类专业教学大纲12
模块四、行动导向教学的主要教学方法介绍20
模块五、《电气控制与可编程控制器》考试大纲26
模块六、实训指导书30
模块七、习题集54
模块八、精品课程试题62
模块九、教学纸质资源目录69
模块十、精品课程参考文献70
模块十一、教学素材目录┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄71
模块一、课程模块结结构图
低压电器的拆装
三相异步电动机的直接起动控制
三相异步电动机的正、反转控制
三相异步电动机的限位控制
三相异步电动机Y-Δ减压起动控制
基础型实训
Z35型摇臂钻床电路故障排除
M7120型平面磨床电路故障排除
实践教学体系
可编程序控制器的认识实验
电机可编程基本控制电路设计
智力竞赛抢答器设计
循环显示电路设计
自动送料装车系统
综合型实训
水塔水位系统
多种液体自动混合
楼宇恒压供水控制
提高型实训
电梯控制
单元三:
电气控制基本控制环节
任务三:
洗车控制
任务四:
机械手控制
任务三:
机械手控制
任务二:
小车运料控制
任务一:
四台电机顺序控制
任务二:
可编程控制系统解剖
开关
任务一:
可编程控制器解剖
开关
任务五:
彩灯控制
任务四:
智力抢答器
任务三:
电机制动控制
任务二:
电机启动控制
任务一:
编程软件应用
任务二:
电机制动控制
任务二:
低压控制电器
任务一:
低压配电电器
开关
任务二:
电机软启动
任务一:
接近开关、固态继电器
任务二:
电梯控制
任务一:
恒压供水
综合模块
核心模块
任务五:
吊车电气控制与维修
任务四:
磨床床电气控制与维修
任务三:
铣床电气控制与维修
任务二:
钻床电气控制与维修
任务一:
车床电气控制与维修
任务一:
电机启动控制
任务二:
安装接线图
任务一:
电气原理图
单元一
低压
电器
单元二电气绘图识图
单元六
可编程
控制器
指今系
统
任务三:
电机制动控制电机调速控制
单元五可编程控制器的资源
单元四
生产机
械电气
控制线
路
单元七
可编程
控制典
型应用
提高模块
单元八电气控制新器件
单元九可编
程控制与变频
器综合应用
模块二、《PLC与电气控制技术》电类专业教学大纲
一、适用专业和适用学时
1、适用专业:
电类、机电一体化
2、教学学时:
70-80学时,教师在教学过程中可根据专业和教材等实际情况做适当安排。
二、课程性质
本课程是机电一体化专业的一门重要专业课,主要讲授继电-接触器控制线路、阐述并分析各种机床设备等的电气控制原理和控制线路及PLC控制技术。
适当加强继电-接触器控制系统的设计及可编程序控制器的程序设计和应用设计,以期提高学生的设计能力。
三、课程教学目标
(一)基本知识教学目标
1、掌握电磁式低压电器的基础知识,包括电磁机构和触点系统及其故障原因和预防措施,了解主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,掌握主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等。
2、了解控制电路中常用电器元件的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,掌握控制电路中常用电器元件的选择、整定、使用和维护方法等。
3、了解电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,电气识图的方法。
4、掌握组成电器控制线路的基本规律,掌握交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节,理解(掌握):
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路;⑥直流电动机的起动、制动控制线路。
5、掌握生产机械电气控制线路的读图方法,理解掌握桥式起重机、车床、钻床、磨床、铣床等典型生产机械的电气控制线路,进一步掌握电气控制系统的分析方法和维修方法。
6、了解电气控制系统设计的主要内容、一般程序,掌握其基本原则,掌握电气原理线路的设计步骤和方法、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法、电气控制系统的安装与调试方法,具备电气控制系统的设计、安装、调试能力。
7、了解PLC的构成框图和结构特点,理解PLC的一般技术指标及其含义,熟悉PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数,掌握PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
8、掌握PLC的编程方法和应用系统设计方法。
9、掌握PLC典型综合应用。
(二)技能教学目标
1、具备主电路中常用低压电器的选型与维修维护能力。
2、具备控制电路中常用电器元件的选型与维修维护能力。
3、具备电气控制线路的分析和维护能力。
4、具备电气控制线路的设计、安装、调试和维护能力。
5、具备PLC控制线路的设计、安装、调试和维护能力。
四、课程教学的基本要求
1、正确认识课程的性质、任务及其研究对象,全面了解课程的体系、结构,对工厂电气控制技术有一个整体的认识。
2、牢固树立以工业、工艺现场的参数为衣据
3、掌握本学科的基本概念、基本原理和基本方法,包括国内外工厂电气控制技术的最新发展。
4、紧密联系实际,学会分析案例,解决实际问题,把学科理论的学习融入对设计活动实践的研究和认识之中,切实提高分析问题、解决问题的能力。
真正掌握课程的核心内容,重视有关工厂电气控制技术的技能的培养与训练。
五、学时分配表
单元序号
各章名称
模块类型
总时数
其中
讲授
实验
教学实习
一
常用低压电器
核心模块
4
4
2周
(可参考实验指导书的部分内容进行)
二
继电接触式控制电路
14-16
10-12
4
三
典型设备电气控制系统
16-18
16-18
6*
四
可编程序控制器的资源
4
4
五
可编程序控制器指令系统
16-20
10-14
6
六
电气控制系统设计与可编程典型应用
综合模块
16-18
12-14
4
七
可编程控制系统综合应用
提高模块
合计
70-80
56-66
14(20*)
注:
*是指参考内容,可结合实训进行。
六、内容和要求
(一)常用低压电器
1、教学目的:
了解主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,掌握主电路中常用低压电器的选择整定、使用和维护方法等。
2、主要内容:
本章主要介绍电磁式低压电器的基础知识,主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等。
3、重点和难点
重点:
主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等。
难点:
主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号
(二)继电接触式控制电路
1、教学目的
通过本章学习,了解电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,掌握组成电器控制线路的基本规律,掌握交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节,理解(掌握):
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路;⑥直流电动机的起动、制动控制线路。
2、主要内容:
本章主要介绍电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,组成电器控制线路的基本规律,交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节:
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路;⑥直流电动机的起动、制动控制线路。
3、重点难点:
重点:
组成电器控制线路的基本规律,交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节
难点:
三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路
(三)典型设备电气控制系统
1、教学目的:
通过本章学习,掌握生产机械电气控制线路的读图方法,理解掌握桥式起重机、磨床、钻床等典型生产机械的电气控制线路,进一步掌握电气控制系统的分析方法和分析步骤。
。
2、主要内容:
本章主要介绍生产机械电气控制线路的读图方法,车床、磨床、铣床、钻床、桥式起重机、等典型生产机械的电气控制线路,电气控制系统的分析方法和分析步骤。
3、重点难点:
重点:
生产机械电气控制线路的读图方法
难点:
桥式起重机、铣床等典型生产机械的电气控制线路
(四)PLC的工作原理及结构特点
1、教学目的:
了解PLC的构成框图和结构特点。
理解PLC的一般技术指标及其含义。
熟悉PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
掌握PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
2、主要内容:
PLC的构成框图和结构特点。
PLC的一般技术指标及其含义。
PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
3、重点难点:
重点:
PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
难点:
PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围
(五)可编程序控制器指令系统
1、教学目的:
了解指令类型、符号说明及程序执行步数。
理解指令的执行过程。
熟悉相似指令间的异同。
掌握指令的格式(包括梯形图格式和助记符格式)、功能、作用、操作对象(或操作数)范围、使用方法,以及编程注意事项。
掌握编程原则、简化方法、梯形图和助记符之间相互转换的方法。
掌握典型程序及其简单应用。
掌握应用程序的设计步骤、设计方法、程序结构,初步掌握编程方法。
掌握手持式编程器的使用及编程软件的基本使用方法。
2、主要内容:
指令类型、符号说明及程序执行步数。
指令的执行过程。
相似指令间的异同。
指令的格式(包括梯形图格式和助记符格式)、功能、作用、操作对象(或操作数)范围、使用方法,以及编程注意事项。
编程原则、简化方法、梯形图和助记符之间相互转换的方法。
典型程序及其简单应用。
应用程序的设计步骤、设计方法、程序结构,初步掌握编程方法。
手持式编程器的使用及编程软件的基本使用方法。
3、重点难点:
重点:
编程原则、简化方法、梯形图和助记符之间相互转换的方法
难点:
手持式编程器的使用及编程软件的基本使用方法
(六)电气控制系统设计
1、教学目的:
通过本章学习,了解电气控制系统设计的主要内容、一般程序,掌握其基本原则,掌握电气原理线路的设计步骤和方法、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法、电气控制系统的安装与调试方法,具备电气控制系统的设计、安装、调试能力。
2、主要内容:
本章主要介绍电气控制系统设计的主要内容、一般程序,基本原则,电气原理线路的设计步骤和方法、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法、电气控制系统的安装与调试方法。
典型控制系统项目设计、安装、维修实训。
3、重点难点:
重点:
电气原理线路的设计步骤和方法
难点:
电气控制系统的安装与调试方法
(七)可编程控制综合应用
1、教学目的:
(1)可编程控制器与变频器综合应用系统步骤及拖动电机的选择,机床常用电器的选择。
(2)可编程控制器与变频器综合应用系统设计举例。
(3)根据控制要求能进行实际控制线路的设计)。
(4)根据控制要求能进行可编程控制线路的设计。
(5)根据控制要求能进行实际控制线路的安装、调试与维修(重点)。
2、主要内容:
洗车控制、恒压供水、
电梯控制。
3、重点难点:
重点:
洗车控制、恒压供水、
电梯控制。
难点:
电梯控制。
七、考试考核要求
1、学生平时成绩占20﹪;实训成绩占40%;期末考试占40﹪。
2、学生平时成绩包括主要内容:
出勤、作业、上课提问等。
八、说明
1、电气控制技术是应用性学科,在教学中应当注意的问题。
全面、准确地掌握工厂电气控制技术的基本原理,注重技术教学,做到学以致用。
讲授应着重于重点的归纳、难点的剖析以及作业的讲解,防止“一言堂”现象。
讨论的内容可以是课文当中的技术,也可以是教师补充的新技术。
2、文字材料。
包括主题教材和辅助教材。
主题教材是教学的基本依据,其内容是教学大纲所规定的教学基本内容。
辅助教材即通常所说的学习指导书和参考资料,它是主教材的必要补充,包括复习思考题、技能训练和参考文献等。
3、其他教学措施。
介绍有关参考书、期刊、有关网站的资料信息使学生在课余时间自学提高。
九、相关课程的联系
本课程的先修课程电工技术、模拟电子技术、数字电路等,后续课程有电力拖动自动控制系统、数控机床原理及维修。
十、教学参考资料
1、《工厂电气控制技术》,张运波主编,高等教育出版社2001年7月第1版;
2、《可编程控制器原理、应用、实验》,常斗南主编,机械工业出版社第2版;
3、孙平主编,《电气控制与可编程》,高等教育出版社,2004年12月;
4、孙平主编,《可编程控制器原理及应用》,高等教育出版社,2003年1月;
5、赵明主编,《工厂电气控制设备》,机械工业出版社,1996年1月;
6、方承远主编,《工厂电气控制设备》,机械工业出版社,2000年10月;
7、李仁主编,《工厂电气控制设备》,机械工业出版社,1980年5月;
8、刘占庆主编,《机床电气自动控制》,机械工业出版社,1980年7月。
中国工控网
三菱工控网
中国机床电器
模块三、《PLC与电气控制技术》非电类专业教学大纲
一、适用专业和适用学时
1、适用专业:
非电类专业。
2、教学学时:
60-70学时,教师在教学过程中可根据专业和教材等实际情况做适当安排。
二、课程性质
本课程是非电类专业的一门重要的应用型专业技术课,主要讲授继电-接触器控制线路、阐述并分析各种机床设备等的电气控制原理和控制线路及PLC控制技术。
适当加强继电-接触器控制系统的设计及可编程序控制器的程序设计和应用设计,以期提高学生的设计能力。
三、课程教学目标
(一)基本知识教学目标
1、掌握电磁式低压电器的基础知识,包括电磁机构和触点系统及其故障原因和预防措施。
2、了解控制电路中常用电器元件的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,掌握控制电路中常用电器元件的选择、整定、使用和维护方法等。
3、了解电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,会识读电气控制原理图。
4、掌握组成电器控制线路的基本规律,掌握交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节,理解(掌握):
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路。
5、掌握生产机械电气控制线路的读图方法,理解掌握车床、钻床、磨床、铣床等典型生产机械的电气控制线路,进一步掌握电气控制系统的分析方法和维修方法。
6、了解电气控制系统设计的主要内容、一般程序,掌握其基本原则,掌握电气原理线路的设计步骤和方法、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法、电气控制系统的安装与调试方法,具备电气控制系统的设计、安装、调试能力。
7、了解PLC的构成框图和结构特点,理解PLC的一般技术指标及其含义,熟悉PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数,掌握PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
8、掌握PLC的编程方法和应用系统设计方法。
9、掌握PLC典型综合应用。
(二)技能教学目标
1、具备主电路中常用低压电器的选型与维修维护能力。
2、具备控制电路中常用电器元件的选型与维修维护能力。
3、具备电气控制线路的分析和维护能力。
4、具备电气控制线路的设计、安装、调试和维护能力。
5、具备PLC控制线路的设计、安装、调试和维护能力。
四、课程教学的基本要求
1、正确认识课程的性质、任务及其研究对象,全面了解课程的体系、结构,对工厂电气控制技术有一个整体的认识。
2、牢固树立以工业、工艺现场的参数为依据。
3、掌握本学科的基本概念、基本原理和基本方法,包括国内外工厂电气控制技术的最新发展。
4、紧密联系实际,学会分析案例,解决实际问题,把学科理论的学习融入对设计活动实践的研究和认识之中,切实提高分析问题、解决问题的能力。
真正掌握课程的核心内容,重视有关工厂电气控制技术的技能的培养与训练。
五、学时分配表
单元序号
各章名称
模块类型
总课
时数
其中
讲授
实验
一
常用低压电器
核心
模块
4
4
二
继电接触式控制电路
12-16
8-12
4
三
典型设备电气控制系统
12-14
8-10
4
四
可编程序控制器的资源
4
4
五
可编程序控制器指令系统
14-16
10-12
4
六
电气控制系统设计与
可编程典型应用
综合
模块
10-12
6-8
4
七
可编程控制系统综合应用
提高
模块
4
合计
60-70
44-54
六、内容和要求
(一)常用低压电器
1、教学目的:
了解主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,掌握主电路中常用低压电器的选择整定、使用和维护方法等。
2、主要内容:
本章主要介绍电磁式低压电器的基础知识,主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号,主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等。
3、重点和难点
重点:
主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等。
难点:
主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号。
(二)继电接触式控制电路
1、教学目的
通过本章学习,了解电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,掌握组成电器控制线路的基本规律,掌握交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节,理解(掌握):
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路;⑥直流电动机的起动、制动控制线路。
2、主要内容:
本章主要介绍电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则,组成电器控制线路的基本规律,交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节:
①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件;②笼型三相异步电动机定子电路串电阻(或电抗器)的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路,绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路,频敏变阻器构造和工作原理;③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路;④笼型多速异步电动机控制线路;⑤行程控制线路;⑥直流电动机的起动、制动控制线路。
3、重点难点:
重点:
组成电器控制线路的基本规律,交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节。
难点:
三相异步电动机定子能耗制动、反接制动,三相异步电动机定子制动控制线路。
(三)典型设备电气控制系统
1、教学目的:
通过本章学习,掌握生产机械电气控制线路的读图方法,理解掌握车床、钻床、磨床、铣床等典型生产机械的电气控制线路,进一步掌握电气控制系统的分析方法和分析步骤。
2、主要内容:
本章主要介绍生产机械电气控制线路的读图方法,磨车床、钻床、磨床、铣床等典型生产机械的电气控制线路,电气控制系统的分析方法和分析步骤与维修案例分析。
3、重点难点:
重点:
生产机械电气控制线路的读图方法。
难点:
磨床、铣床等典型生产机械的电气控制线路。
(四)PLC的工作原理及结构特点
1、教学目的:
了解PLC的构成框图和结构特点。
理解PLC的一般技术指标及其含义。
熟悉PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
掌握PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
2、主要内容:
PLC的构成框图和结构特点。
PLC的一般技术指标及其含义。
PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
3、重点难点:
重点:
PLC输入/输出接口电路的类型、特点和主要技术参数。
难点:
PLC的工作原理及各种内部元件的功能、作用、代号、地址范围。
(五)可编程序控制器指令系统
1、教学目的:
了解指令类型、符号说明及程序执行步数。
理解指令的执行过程。
熟悉相似指令间的异同。
掌握指令的格式(包括梯形图格式和助记符格式)、功能、作用、操作对象(或操作数)范围、使用方法,以及编程注意事项。
掌握编程原则、简化方法、梯形图和助记符之间相互转换的方法。
掌握典型程序及其简单应用。
掌握应用程序的设计步骤、设计方法
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