机电控制与可编程序控制器技术课程教学大纲.docx
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机电控制与可编程序控制器技术课程教学大纲
机电控制与可编程序控制器技术课程教学大纲
（审定稿）
第一部分 大纲说明
一、课程的性质、目的与任务
《机电控制与可编程序控制器技术》是机械设计制造及其自动化专业必修的专业基础课。
作为自动化控制装置，可编程序控制器随着计算机网络的发展，其在工业控制领域中的应用愈益广泛。
因此，本课程在本专业具有较为重要的教学地位。
本课程的主要内容包含常用低压电器、机械电气控制系统的基本控制线路、典型机械设备电气控制线路分析、可编程序控制器控制系统的原理与应用。
通过本课程的学习，使学生在熟悉常用低压电器、典型机械电气控制线路的基础上，具备分析、设计和改进一般机械设备电气控制线路的能力。
能根据工艺过程和控制要求正确选用可编程序控制器，并完成程序设计。
二、课程基本教学要求
课程的基本要求为：
了解常用低压电器的种类及结构，熟悉常用低压电器及继电接触控制线路的基本回路，熟悉常用继电接触控制线路分析、设计的方法；熟悉可编程序控制器选择及应用方法，掌握可编程序控制器的原理和程序设计方法；了解可编程序控制器系统配置及网络功能。
学完本课程后学生应具备的知识技能为：
（1）掌握继电器控制和可编程控制器控制的基本理论、基本知识和基本技能，具有一定的分析问题和解决问题的能力，通过工程实践具有设计一般机电传动控制系统的能力；
（2）通过理论结合实践的教学，具有一定的自学意识和自学能力；（3）具有机电控制系统调试、使用、维护的基本能力。
三、教学要求层次
本课程教学要求分为“掌握”、“熟悉”、“了解”三个层次”。
所占比例约为：
“掌握”层次60％；“熟悉”层次30％；“了解”层次10％
四、与相关课程的衔接、配合、分工
本课程前修课程为计算机应用基础、机电控制工程基础、电工电子技术等。
计算机应用基础、机电控制工程基础为《机电控制与可编程序控制器技术》课程的学习提供必备的微机原理与应用、自动控制基本理论与方法等基础知识。
电工电子技术集电路基础、电机、继电接触控制、模拟电路和数字电路为一体，直接与《机电控制与可编程序控制器技术》课程相衔接，从基础理论的铺垫到知识技能的培养均为该课程的学习奠定了基础。
第二部分 媒体使用和教学过程建议
一、学时分配
本课程共90学时（5学分），其中课内学时76学时，实验学时14学时，学时分配见下表。
序号
教学内容
理论教学
时数
实验教学
学时
课时小计
备注
1
绪论
2
2
2
机电控制中常用低压电器
4
4
3
电气控制电路的基本环节
12
2
14
4
可编程序控制器结构、工作原理、技术性能指标、配置、S7-200
8
2
10
5
可编程序控制器指令系统
14
4
18
6
基本控制回路设计
16
2
18
7
应用系统的设计及实例
14
4
18
8
可编程序控制器的通信及网络
6
6
合计
76
14
90
二、教学媒体及相互关系
本课程的教学媒体由文字教材、录像课、流媒体授课光盘（IP课）和CAI课件组成。
1．文字教材
文字教材是主要的教学媒体，为适应电大远程开放办学的需要并结合本课程的特点，文字教材的编写采取如下措施：
（1）基于应用性人才培养的考虑，在保证基础理论、基础知识“必需、够用”的前提下，突出应用知识、应用技能的传授，适当增加工程实践范例。
（2）文字教材采用合一型，包括教学基本内容、导学部分和实验指导部分。
各章前增加“学习目标”、“内容提要”、“要点”等内容。
各章后附有小结、习题和参考答案，实验指导等。
（3）文字教材作为主体不仅要体现完整的教学内容，而且要成为连接其它媒体的中枢，因此文字表述中应对使用的其它媒体有所提示和说明，从而加强导学作用。
2．录像
通过实景演示、动画设计等信息化教学手段生动形象化地、分单元讲述文字教材不宜表征的教学内容。
针对动态教学内容，要谋求形式与内容的有机融合，将工程实践的典型范例与知识技能的传授结合起来。
3．流媒体授课光盘（IP课）
本课程流媒体授课光盘的内容围绕继电器控制的基本回路、继电器控制系统设计、可编程控制器原理、指令、程序设计等基本教学内容进行讲解，在加深学生对本课程基本教学内容理解的基础上，突出重点、难点、学习思路与方法等。
4．CAI课件
CAI课件是本课程教学的辅助媒体，具有信息量大、观赏性强等特点。
通过虚拟实验、自测自检等内容，创建基于工作过程的学习情境设计，运用计算机信息化教学手段，充分体现交互功能，从而强化本课程知识技能核心内容的掌握。
三、考试
考试是对教与学的重要验收方式之一。
学生必须完成必做作业和实验、实训后，才能参加考试。
考试符合教学大纲要求、形式多样、突出重点、难易适中。
期末考试由中央电大统一命题，并执行统一的评分标准。
实验与实训考核由各省级电大根据中央电大制定的考核要求安排。
考核要求在网上公布。
本课程采用命题考试方式。
平时作业及实验占总成绩的30%。
学生考试成绩及格并完成实验，即可获得本课程的学分。
第三部分 教学内容与教学要求
1、绪论（2学时）
1.1本课程的任务、研究对象及研究方法
1.2机电控制系统的发展概况
教学要求：
了解本课程的任务、研究方法及机电控制系统的发展概况。
2、机电控制中常用低压电器（4学时）
2.1手动电器
2.2自动电器
2.3控制变压器
2.4执行电器
2.5电器的文字符号和图形符号
教学要求：
掌握常用主令电器、继电器、接触器、熔断器及控制变压器等的工作原理、符号。
熟悉它们的应用场所及选择方法。
3、电气控制电路的基本环节（12学时）
3.1继电接触控制基础
3.2控制线路的常用基本回路
（1）点动
（2）联锁或互锁
（3）多点控制
（4）顺序控制
（5）工作循环自动控制
3.3异步电动机的启动控制线路
（1）全压直接启动
（2）降压启动
3.4异步电动机正反转控制线路
（1）异步电动机正反转线路
（2）异步电动机正反转自动循环线路
3.5异步电动机的调速控制线路
（1）异步电动机的调速原理
（2）改变极对数调速
（3）线绕式异步电动机转子回路串电阻调速
3.6异步电动机制动控制线路
（1）能耗制动控制线路
（2）反接制动控制线路
3.7电气控制电路的设计方法
（1）电气控制线路设计的基本内容
（2）经验设计法
（3）逻辑设计法
（4）电气控制线路设计的一般问题
3.8典型机床的控制线路分析
教学要求：
1．掌握控制线路的基本回路，鼠笼型异步电动机的启动控制线路及电动机正反转控制线路；2．掌握继电接触控制电路的基本设计方法；熟悉机电控制线路的设计步骤及设计规律；3．能够分析典型机床的电气控制线路。
4、可编程序控制器基础知识（8学时）
4.1可编程序控制器概述
（1）特点
（2）应用场合
（3）典型产品
4.2可编程序控制器的结构及组成
4.3可编程序控制器的基本工作原理
（1）可编程序控制器的循环扫描工作过程
（2）可编程序控制器的扫描时间
（3）可编程序控制器的I／O响应时间
4.4可编程序控制器的基本技术性能指标
（1）存贮器容量
（2）扫描周期
（3）I／O容量
（4）编程语言
4.5S7-200可编程序控制器
（1）S系列PLC发展概述
（2）S7-200PLC系统组成、技术指标、编程工具、相关设备、工业软件
教学要求：
掌握可编程序控制器的工作原理；熟悉可编程序控制器的性能技术指标和基本配置；熟悉S7-200可编程序控制器应用特点。
5、可编程序控制器指令系统（14学时）
5.1可编程序控制器的编程语言
5.2可编程序控制器指令结构及梯形图的画法
5.3可编程序控制器基本指令
5.4可编程序控制器应用指令
5.5其它指令
教学要求：
掌握可编程控制器的梯形图和语句表编程语言；掌握可编程序控制器常用指令；熟悉数据处理指令；了解可编程序控制器的功能指令及其它指令。
6、可编程序控制器基本控制回路设计（16学时）
6.1可编程控制器程序设计基础
（1）程序编制的基本方法
（2）程序编制的一般技巧
6.2可编程控制器程序设计方法
（1）输入输出点处理方法
（2）逻辑程序设计的方法
（3）运算程序设计的方法
6.3可编程序控制器的基本回路
教学要求：
掌握梯形图的画法；掌握程序设计的基本方法及输入输出信号的处理方法；熟悉逻辑程序设计的方法；了解程序设计的基本内容及运算程序设计的方法。
7、应用系统的设计（14学时）
7.1系统设计方法与步骤
（1）概述
（2）设计原则及内容
（3）设计方法及步骤
（4）可编程序控制器的选型、测试与调试
（5）编程软件
7.2PLC控制应用实例
教学要求：
结合可编程控制器应用实例，掌握系统设计的步骤；掌握可编程序控制器的选型原则；熟悉可编程序控制器的设计方法；了解可编程控制器的调试；熟悉编程软件的安装、调试和使用。
8、可编程序控制器的通信及网络（6学时）
（1）通信及网络概述
（2）通信实现
（3）网络通信
（4）自由口通信
教学要求：
了解可编程序控制器的通信及网络技术。
9、实验内容及实验要求
9.1低压电器控制实验（2学时）
实验要求：
通过电动机的起、停、正反转控制，掌握接触器等低压电器的使用方法，能正确连接主电路和控制电路，并进行调试。
9.2编程软件使用实验（2学时）
实验要求：
掌握可编程序控制器编程软件的使用方法。
9.3常用指令实验（4学时）
实验要求：
掌握基本指令和常用应用指令。
9.4电动机自动循环控制实验（2学时）
实验要求：
掌握可编程控制器基本控制回路的使用方法。
9.5可编程序控制器综合应用实验（4学时）
实验要求：
通过典型实例，掌握可编程控制器的使用及其程序设计的方法。
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