现代电气控制技术课程标准

现代电气控制技术课程 现代电气控制技术课程标准 一、 课程名称:现代电气控制技术 二、 对象:电气自动化、数控技术、机电一体化、机械制造等机电类专业 三、 课时:144课时 课时分配表 项 目 项 目 名 称 课 时 一 PLC应用基础 16 二 交通灯、传送带控制 6 三 产品部件控制 20 四 舞台装置与升降机控制 6 五 天塔之光与电动机控制训练 12 六 三菱PLC特殊功能模块 8 七 继电器控制小车前进后退、安装、调试 8 八 PLC控制控制小车前进后退设计、安装、调试 6 九 PLC控制输送带顺序启动和停止设计、安装、调试 6 十 松下VF0交流变频器安装、调试 16 十一 三菱FR,E500变频器安装、调试 6 十二 西门子MM420交流变频器安装、调试 4 十三 变频器与PLC组合控制系统 10 十四 传感器、PLC、变频器组合控制输送带系统 8 十五 PLC、触摸屏、变频器组合控制系统 6 复习、机动、测试 6 合计 144 四、 学分:8 五、 课程目标 可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)是采用微机技术的通用工业自动化装置。它以可靠性高、能适应恶劣环境、使用方便等优点，迅速占领了工业自动化控制领域，成为与机器人、CAD/CAM并称的工业自动化三大支柱。现代电气控制技术将传统的继电器控制技术、PLC技术、传感器技术、变频器技术集于一体的课程，该课程的设置是为了满足现代工业设备控制的要求。本课程的培训是通过设置一个个项目并让学生来完成这些项目来达到培训目的。通过这些项目的练习，学生可将传统的继电器和可编程控制器的使用结合起来，并真正能应用到具体的设备案例中。同时也将变频器的功能以及如何更好的在设备中用变频器来进行调速积累一些经验。 六、 设计思路 现代电气控制技术是一门理论性较深实践性较强的专业课程，课程教学的总体思路是采用模块化的项目课程教学法，大部分课程应该在可编程控制器实训室、机电控制实训室进行，通过理论讲解、计算机仿真与实际操作一体化的综合训练方式，使学员能够在较短的时间内达到现代电气控制技术课程的目标。 七、 内容纲要 项目一:PLC应用基础(课时:16) 模块1:PLC概述、三菱PLC及仿真软件(2课时) (1) 工作任务 介绍PLC的定义、外部结构、分类、特点、应用领域及发展趋势，三菱PLC 及仿真软件简介。 (2) 相关实践知识 电器常识、接线、PLC。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。 模块2:PLC的结构与原理(2课时) (1) 工作任务 PLC的结构;输入接口电路;输出接口电路;PLC的工作原理;编程软件。 相关实践知识 (2) PLC、线路连接、按钮开关、负载、计算机、编程软件。 (3) 相关理论知识 电路、光电耦合、晶体管、可控硅、周期扫描、梯形图、抗干扰。 (4) 拓展型理论知识 、编程语言。 光电隔离、电磁隔离、CPU模块3:PLC的应用、简例(2课时) (1) 工作任务 LC的应用领域、PLC的应用简例 介绍P (2) 相关实践知识 PLC、按钮开关、编程等 (3) 相关理论知识 CPU、仿真 (4) 拓展型理论知识 PLC的指令、常见PLC的及性能指标(自习) 模块4:PLC的基本应用(4课时) (1) 工作任务 学习三菱PLC基本指令及应用。 (2) 相关实践知识 电器常识、车流控制。 (3) 相关理论知识 三菱PLC基本输入、输出、置位、复位、微分指令及应用。 (4) 拓展型理论知识 逻辑控制、程序控制。 模块5:定时器(4课时) (1) 工作任务 用PLC的定时器控制灯的点亮与熄灭，信号灯的闪烁控制。 (2) 相关实践知识 定时器、灯、开关。 (3) 相关理论知识 定时器控制。 (4) 拓展型理论知识 定时器的精度。 模块6:计数器(2课时) (1) 工作任务 用PLC的计数器计数部件的个数。 (2) 相关实践知识 计数器、传送带、部件检测。 (3) 相关理论知识 计数器控制。 (4) 拓展型理论知识 高速计数器。 项目二:交通灯、传送带控制(课时:6) 模块1:用PLC控制交通灯(2课时) 工作任务 (1) 交通灯的时间控制 (2) 相关实践知识 交通灯、定时器 (3) 相关理论知识 定时器控制、循环 (4) 拓展型理论知识 循环控制的方法 模块2: 物体检测(2课时) (1) 工作任务 交通路口人与车辆的检测 (2) 相关实践知识 传感器、蜂鸣器 (3) 相关理论知识 定时器控制、传感器 (4) 拓展型理论知识 传感器、检测 模块3:传送带控制与产品分检控制(2课时) (1) 工作任务 传送带控制、产品分检控制 (2) 相关实践知识 工件传送带、产品分检 (3) 相关理论知识 传感器，传送带的起停控制 (4) 拓展型理论知识 传感器、检测、电机控制 项目三:产品部件控制(课时:20) 模块1:产品部件分检(4课时) (1) 工作任务 部件供给、按部件的大小进行分检，部件移动控制。 (2) 相关实践知识 部件供给、部件分检控制 (3) 相关理论知识 产品部件检测与控制 (4) 拓展型理论知识 位置传感器、检测 模块2:产品部件移动(2课时) (1) 工作任务 部件供给与部件移动控制，给机器人下达部件移动指令。 (2) 相关实践知识 部件供给、移动控制、原点位置检测。 (3) 相关理论知识 位置检测、输送带控制 (4) 拓展型理论知识 位置传感器、检测、控制系统的安全设计。 :产品部件供给控制(4课时) 模块3 (1) 工作任务 放置指定数量的桔子到传送带的箱子中。 (2) 相关实践知识 部件供给、部件计数、移动控制、输送带 (3) 相关理论知识 计数器控制、输送带控制 (4) 拓展型理论知识 工作效率问题 :产品部件按尺寸分配控制(4课时) 模块4 (1) 工作任务 根据产品部件的尺寸，分配指定数目的部件。 (2) 相关实践知识 部件供给、部件检测与计数、移动控制、执行机构 (3) 相关理论知识 计数器控制、执行机构控制 (4) 拓展型理论知识 工作效率问题、不同产品部件的计数与控制 模块5:产品部件检验控制(2课时) (1) 工作任务 根据产品部件的好坏进行区分不同的部件 (2) 相关实践知识 部件供给、部件检测、钻孔、执行机构 (3) 相关理论知识 产品质量检测与控制 (4) 拓展型理论知识 工作效率问题、不良产品部件的检测 模块6:产品部件分配控制(4课时) (1) 工作任务 根据产品部件的尺寸，分配每一个部件到指定地点。 (2) 相关实践知识 部件供给、部件检测、移动控制、执行机构、分配线 (3) 相关理论知识 部件检测、移动、执行机构、分配线控制 (4) 拓展型理论知识 工作效率问题、不同尺寸产品部件的计数与控制 项目四:舞台装置与升降机控制(6课时) 模块1:舞台装置控制(2课时) (1) 工作任务 舞台装置控制、舞台升降控制等 (2) 相关实践知识 舞台装置、升降机 (3) 相关理论知识 复杂、综合控制程序编制 拓展型理论知识 (4) 程序调试、综合控制技术 模块2:产品部件移动(4课时) (1) 工作任务 使用升降机将不同部件送到不同的位置 (2) 相关实践知识 自动检测、升降机、传送带 (3) 相关理论知识 复杂、综合控制程序编制 (4) 拓展型理论知识 程序调试、多条输送线综合控制技术 项目五:天塔之光与电动机控制训练(课时:12) 模块1:天塔之光(4课时) (1)工作任务 用PLC的定时器指令编写闪光控制程序，构成闪光控制系统。 (2) 相关实践知识 PLC、按钮、程序的上传与下载、天塔之光实验板 (3)相关理论知识 定时器指令、比较指令、时序图 (4) 拓展型理论知识 传送指令 模块2:四则运算与逻辑运算(4课时) (1)工作任务 PLC的数码输入，用PLC的高级指令编写四则运算与逻辑运算程序。 (2) 相关实践知识 PLC的数码输入、按钮、指示灯 (3)相关理论知识 四则运算指令 (4) 拓展型理论知识 逻辑运算指令 模块3:电动机起停、正反转控制(4课时) (1) 工作任务 电动机起停控制;电动机正反转控制线路设计与接线;程序编制与调试;系 统运行。 (2) 相关实践知识 异步电动机、PLC、接触器、按钮、行程开关、计算机及编程软件操作。 (3) 相关理论知识 电气自锁与互锁、基本逻辑指令、编程软件。 (4) 拓展型理论知识 电气系统安全设计 项目六:三菱PLC特殊功能模块(课时:8) 模块1: 温度控制系统(4课时) (1)工作任务 用PLC构成温度控制系统 相关实践知识 (2) PLC、温度传感器、加热器、模数转换模块 (3)相关理论知识 模数转换、闭环控制系统 (4) 拓展型理论知识 PID控制 模块2: 高速计数器(4课时) (1)工作任务 用PLC构成高速计数器系统 (2) 相关实践知识 PLC、光电传感器 (3)相关理论知识 高速计数 (4) 拓展型理论知识 高速处理指令 项目七:继电器控制小车前进后退设计、安装、调试(课时:8) 模块1:低压电器的选型(2课时) (5) 工作任务 低压电器的功能、使用方法、选型 (6) 相关实践知识 根据资料进行低压电器选型 (7) 相关理论知识 电路、电机基础知识。 (8) 拓展型理论知识 低压电器参数的设置。 模块2:继电器控制小车前进后退电气线路的设计(具备自动往复运行和超程保 护功能)(4课时) (1) 工作任务 电气图的绘制方法;电气控制线路的设计 (2) 相关实践知识 电气图的绘制;电气控制线路的设计 (3) 相关理论知识 电路、电机基础知识、电线的选择和计算方法。 (4) 拓展型理论知识 低压电器参数的设置。 模块3:继电器控制小车前进后退电气线路的安装、调试(具备自动往复运行和 超程保护功能)(4课时) (1) 工作任务 电气线路的安装调试方法 (2) 相关实践知识 电器常识、接线、安装、调试。 (3) 相关理论知识 电路、电机基础知识。 拓展型理论知识 (4) 低压电器参数的设置。 项目八:PLC控制小车前进后退设计、安装、调试(课时:6) 模块1:PLC控制小车前进后退电器元件选型(具备自动往复运行和超程保护功 能)(4课时) 工作任务 (1) 低压电器选型; PLC选型。 (2) 相关实践知识 PLC指令功能、编程软件使用、接触器、按钮、行程开关 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。 模块2:PLC控制小车前进后退电气线路设计、程序设计(具备自动往复运行和 超程保护功能)(4课时) (1) 工作任务 电气控制线路的设计 (2) 相关实践知识 PLC常识、绘图方法、控制线路设计、编程软件使用、接触器、按钮、行程 开关。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。 模块3:PLC控制小车前进后退电气线路的安装、调试(具备自动往复运行和超 程保护功能)(2课时) (1) 工作任务 电气线路的安装调试; (2) 相关实践知识 PLC常识、接线、安装调试。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。 项目九:PLC控制输送带顺序启动和停止设计、安装、调试(课时:6) 模块1:PLC控制输送带顺序启动和停止电器元件选型(6课时) (1) 工作任务 低压电器的功能、使用方法、选型;选型。 (2) 相关实践知识 电器常识、PLC样本资料的阅读。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。 :PLC控制输送带顺序启动和停止电气线路设计、程序设计(6课时) 模块2 (1) 工作任务 电气线路图的设计、程序设计 (2) 相关实践知识 电器常识、绘图方法、PLC样本资料的阅读。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、通讯、存储器容量。 模块3:PLC控制输送带顺序启动和停止安装、调试(6课时) 工作任务 (1) 电气线路的安装调试; (2) 相关实践知识 电器常识、接线、安装调试。 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC联网、通讯、存储器容量。 项目十:松下VF0交流变频器安装、调试(课时:16) 模块1:变频器的功能、工作原理(2课时) (1) 工作任务 变频器的功能、工作原理 (2) 相关实践知识 操作面板的使用、功能预置 (3) 相关理论知识 电路、电子的基础知识、电动机调速方法、电力电子器件。 (4) 拓展型理论知识 变频器联网、矢量变频器。 模块2:变频器的外接电路(2课时) (1) 工作任务 变频器的外接电路的设计 (2) 相关实践知识 PLC、接触器、按钮 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、PLC知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC知识、矢量变频器。 模块3:变频器的功能综述(4课时) (1) 工作任务 变频器的功能参数、使用方法 (2) 相关实践知识 频率给定、基本控制 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、电机启动和制动特性。 拓展型理论知识 (4) 矢量变频器、PID调节。 模块4:变频器的安装、调试(8课时) (1) 工作任务 变频器的选型、安装调试方法; (2) 相关实践知识 安装、接线 ( 相关理论知识 3) 电路、电力电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 系统设计、恒转矩、恒功率、平方转矩负载系统 项目十一:三菱FR,E500变频器安装、调试(课时:6) 模块1:变频器的外接电路(2课时) (1) 工作任务 变频器的外接电路的设计 (2) 相关实践知识 PLC、接触器、按钮 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、PLC知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC知识、矢量变频器。 模块2:变频器的功能综述(2课时) (1) 工作任务 变频器的功能参数、使用方法 (2) 相关实践知识 频率给定、基本控制 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、电机启动和制动特性。 (4) 拓展型理论知识 矢量变频器、PID调节。 模块3:变频器的安装、调试(2课时) (1) 工作任务 变频器的选型、安装调试方法; (2) 相关实践知识 安装、接线 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识。 (4) 拓展型理论知识 系统设计、恒转矩、恒功率、平方转矩负载系统 项目十二:西门子MM420交流变频器安装、调试(课时:4) 模块1:变频器的外接电路(1课时) (1) 工作任务 变频器的外接电路的设计 相关实践知识 (2) PLC、接触器、按钮 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、PLC知识。 (4) 拓展型理论知识 PLC知识、矢量变频器。 模块2:变频器的功能综述(1课时) (1) 工作任务 变频器的功能参数、使用方法 (2) 相关实践知识 频率给定、基本控制 (3) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识、电机启动和制动特性。 (4) 拓展型理论知识 矢量变频器、PID调节。 模块3:变频器的安装、调试(2课时) (5) 工作任务 变频器的选型、安装调试方法; (6) 相关实践知识 安装、接线 (7) 相关理论知识 电路、电力电子的基础知识。 (8) 拓展型理论知识 系统设计、恒转矩、恒功率、平方转矩负载系统 项目十三:变频器与PLC综合控制系统(课时:10) 模块1:PLC控制变频器多段速输出系统(5课时) (1) 工作任务 变频器的多段速输出系统的设计、安装、调试 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 PLC知识、编码知识 (4) 拓展型理论知识 变频器程序控制 模块2:PLC控制变频器的工频与变频的切换(5课时) (1) 工作任务 变频器的工频与变频的切换系统的设计、安装、调试 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 工频、变频控制电路 (4) 拓展型理论知识 变频器闭环控制 项目十四:传感器、PLC、变频器综合控制输送带系统(课时:8) :传感器、PLC、变频器组合控制输送带系统电气线路设计(4课时) 模块1 (1) 工作任务 传感器、PLC、变频器的选型 传感器、PLC、变频器组合控制输送带系统电气线路设计 PLC程序的设计 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 检测技术 (4) 拓展型理论知识 变频器闭环控制 模块2:传感器、PLC、变频器综合控制输送带系统电气线路安装调试(4课时) (1) 工作任务 传感器、PLC、变频器综合控制输送带系统电气线路安装调试 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 检测技术 (4) 拓展型理论知识 变频器闭环控制 项目十五:PLC、触摸屏、变频器综合控制系统(课时:6) 模块1:触摸屏功能、使用(2课时) (1) 工作任务 触摸屏功能、使用方法 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 PLC、触摸屏 (4) 拓展型理论知识 PLC、触摸屏、变频器联网。 模块2:PLC、触摸屏、变频器综合控制系统电气线路、程序设计(2课时) (1) 工作任务 PLC、触摸屏、变频器的选型 PLC、触摸屏、变频器综合控制系统电气线路设计 触摸屏、PLC程序设计 (2) 相关实践知识 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 PLC、触摸屏、变频器通讯 (4) 拓展型理论知识 PLC、触摸屏、变频器联网。 模块3:PLC、触摸屏、变频器综合控制系统电气线路安装调试(2课时) (1) 工作任务 PLC、触摸屏、变频器综合控制系统电气线路安装调试 相关实践知识 (2) 电器常识、接线。 (3) 相关理论知识 PLC、触摸屏、变频器通讯 (4) 拓展型理论知识 PLC、触摸屏、变频器联网 复习、机动、测试(课时:6) 复习(2课时) 2课时) 机动( 测试(2课时) 八、 教学方法 现代电气控制技术课程是一门与工业生产紧密联系的实践性很强的专业课。课程教学主要应在光机电实训室进行，通过实际操作、模拟仿真等手段使学生初步掌握工程实践的一般方法与设计方法;培养学生一般性掌握可编程控制器控制系统电气原理图的设计方法;培养学生掌握可编程控制器、变频器、低压电器型号的选择方法;通过电气控制系统的实际安装、调试、运行，使学生达到能够独立解决简单的工程实际问题。 九、 教学条件 (1) 计算机仿真实训室、电气智能实训室、光机电实训室 (1) 计算机及相关编程软件 (2) 各类传感器、开关、电动机、实验板及进行机构等 十、 评价方法 (1) 在每个模块训练结束时考核成绩(占50%)。 (1) 项目研究(研究报告的完整性20分，答辩30分)(占50%)。 制定: 夏长凤 2007-2-15 审核: 曹京生 2007-2-25