电气控制与PLC技术教学大纲
英文名称：Electric Control and PLC Technology 课程编号：67106310 学时数：
48 其中实验学时数： 8
课外学时数：0 学分数：
3 适用专业：电气工程及其自动化
一、课程的性质、目的和任务
《电气控制与PLC技术》属于自动化专业三个层次教学的第二层次（专业教育平台），是自动化专业的一门专业必修课，是培养学生理解和掌握自动化领域内常规的电气控制技术和PLC控制技术的重要的实践性课程。 通过学习该门课程，使学生能够认识和理解应用电气控制技术的本质，具备一定的实际应用能力并将电气控制技术的知识同本专业其它专业课程密切结合，本课程正是为此目的而开设的。重在培养学生对电气控制技术应用本质的理解、掌握电气控制技术基础知识和基本应用技能。本课程是深入学习其它自动化专业课程的基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
掌握电气控制技术的基础知识、熟练掌握基本的常规的电气控制应用和PLC的简单编程。 了解电气控制技术应用的本质、解决实际问题的基本思想和方法。
初步具备应用电气控制技术解决本专业的实际问题和继续学习其它自动化专业课的能力。 第1章 绪论
电气控制技术的性质和任务 熟练掌握本课程的学习目的。 电气控制技术的发展概况
掌握电气控制技术的发展、应用。 重点：电气控制技术的性质。 第2章常用电磁式低压电器
熟练掌握各种类型常用电磁式低压电器的结构、工作原理、型号和用途。 概述
了解各种类型常用电磁式低压电器的基本情况。 电磁机构的原理
熟练掌握电磁机构的原理。 电接触及灭弧原理
熟练掌握触点的类型和应用及灭弧原理。 电磁式接触器
熟练掌握电磁式接触器的结构、工作原理、型号和用途。 电磁式继电器
熟练掌握电磁式继电器的结构、工作原理、型号和用途。
重点：熟练掌握电磁机构的工作原理、灭弧原理、电磁式接触器。 难点：交流电磁机构中短路环的作用和原理。 第3章常用其它低压电器
熟练掌握常用其它低压电器的结构、工作原理、型号和用途。 3.1 热继电器 熟练掌握热继电器的结构、工作原理、型号和用途。 3.2 信号继电器
熟练掌握温度继电器、压力继电器、速度继电器、液位继电器等各种类型信号继电器的结构、工作原理、型号和用途。 3.3 主令电器
熟练掌握控制按钮、主令控制器、万能转换开关等主令电器的结构、工作原理、型号和用途。 3.4 熔断器
掌握熔断器的结构、工作原理。 3.5 低压开关和低压断路器。
理解低压开关和低压断路器的结构、工作原理、型号和用途。 重点：熟练掌握热继电器、信号继电器、主令电器、熔断器的结构、工作原理、型号和用途。 难点：学生的实际应用电器的能力。 第4章继电接触式控制系统 4.1 电气控制线路图的绘制原则
了解电气控制线路图的绘制原则及图形文字符号的规定。 4.2 组成电气控制线路的基本规律
熟练掌握组成电气控制线路的自锁、互锁、点动等基本规律。 4.3 电气控制线路的一般设计法
熟练掌握一般设计法的详细过程和方法。 4.4电气控制线路的逻辑设计法 了解电气控制线路的逻辑设计法。
4.5 电气控制线路的保护措施
掌握各种常规的电气控制线路的短路保护、过电流保护、热保护、零压保护和欠压保护等保护措施。
4.6 常用典型电气控制线路
熟练掌握各种常规的典型电气控制线路：串电阻降压启动控制电路、串自耦变压器启动控制电路、星形/三角形降压启动控制电路、延边三角启动控制电路、制动与反转控制电路等。 重点：电气控制线路图的绘制原则和电气控制线路的基本规律。 难点：电气控制线路的一般设计法的实际应用。 第5章桥式起重机电气控制线路
5.1掌握吊车的电气控制线路。
难点：主令控制器在吊车的电气控制线路有级调速中的应用。 第6章可编程序控制器的概念和原理
了解常规电气控制线路的缺点；掌握PLC的概念。 熟练掌握PLC的组成和工作原理。 6.1 PLC的产生和发展
了解常规电气控制线路的缺点，了解PLC的产生和发展。 6.2 PLC的定义和特点 掌握PLC的定义和特点。 6.3 PLC的分类和应用
掌握PLC的分类方法和应用领域。 6.4 PLC的组成及各部分作用
熟练掌握PLC的硬件组成及各部分作用。 6.5 PLC的工作原理 熟练掌握PLC的工作原理。
6.6 PLC的编程语言
了解各种PLC的编程语言
重点：PLC的硬件组成及各部分作用；PLC的工作原理。
难点：PLC扫描工作过程的理解。 第7章一体化的PLC 掌握S7-200PLC的硬件及软件结构和原理。 7.1 概述
熟练掌握S7-200PLC的硬件组成。 7.2 PLC内的编程元件
掌握S7-200PLC的编程元件。
重点：掌握S7-200PLC的硬件组成及编程元件。 第8章 PLC的基本指令
熟练掌握PLC的基本指令和梯形图的编程方法。
8.1 PLC的逻辑指令
熟练掌握PLC的各种逻辑指令。
8.2 PLC的程序控制指令
熟练掌握PLC的各种程序控制指令。
8.3 PLC的梯形图编程
熟练掌握PLC的梯形图编程的编程方法。
8.4 编程事例
理解编程事例的思想和方法。
重点：PLC的基本指令和梯形图的编程方法。
难点：对教材中几个与扫描过程有关的编程事例的理解。
第9章功能指令 9.1 功能指令的基本形式 理解各种功能指令的内容。 9.2 四则运算指令
熟练掌握各种四则运算指令的使用。 9.3 PID指令
掌握PID指令的使用。
9.4 传送、移位、循环移位、填充、FOR/NEXT循环指令
掌握传送、移位、循环移位、填充、FOR/NEXT循环指令的使用。 9.5 转换指令、中断指令
理解转换指令、中断指令的内容。
重点：熟练掌握各种四则运算指令的使用；掌握PID指令的使用。 难点：理解中断指令的使用。
第10章 PLC 的系统设计及模拟量控制 10.1 PLC 的系统设计
理解PLC 的系统设计的内容、步骤和方法。 10.2 S7-200PLC 的模拟量控制
熟练掌握PLC的模拟量的采集、输入和处理方法 难点：模拟量控制的处理方法。
三、教学方式及学时分配 序号
主要内容
主要教学方式
学时分配
辅导答疑比例
1
第一章绪论
讲授
2
第二章常用电磁式低压电器
讲授
4 4：1
3
第三章常用其它低压电器
讲授
4 4：1
4
第四章继电接触式控制系统
讲授
8 4：1
5
第五章桥式起重机控制线路
讲授
2 4：1
6
第六章 PLC的概念及工作原理
讲授
2 4：1
7
第七章一体化的PLC 讲授
2 4：1
8
第八章 PLC的基本指令
讲授
4：1
9
第9章功能指令
讲授
4 4：1
10
第11章 PLC 的系统设计及模拟量控制
讲授
4 4：1
四、课程各教学环节的要求
要求学生独立完成作业，课后作业应侧重基础知识的掌握。 该课程后有16学时的《电机拖动与PLC实训》，重在提高学生对电气控制技术的理解，培养学生的实际应用能力。
该课程内有8学时的实验，根据《实验指导书》的要求准备实验、完成实验内容、书写实验报告；每次实验结束后要求学生按要求书写实验报告，实验报告有两次不合格者不允许参加期末考试。 序号
实验名称
实验内容 学时
实验一
基本指令的编程练习
1、熟悉S7-200实验装置以及外部接线方法
2、了解STEP7的编程环境、软件的使用方法。
3、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
2
实验二
PLC控制的红、绿、黄交通灯编程实验
1、熟练使用各基本指令
2、掌握PLC的编程方法和程序调试方法
3、学会用PLC解决一个实际问题的全过程。
2
实验三
步进电机控制实验
1、掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法
2、编制三相步进电机的PLC控制程序。
2
实验四
三相异步电动机联锁正、反转控制
1、通过对三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2、加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。 2
五、本课程与其它课程的联系
本课程是自动化专业的专业必修课，先修课程《电机与拖动》《电路原理1》《电路原理2》等，后续课程是《电力拖动自动控制系统》等。
六、考核方式
本课程是考试课。平时成绩占10%，实验成绩占10%，理论考试占80%。
七、教学参考书目 1．《电气控制与可编程序控制器》，陈立定，华南理大学出版社，2006第二版
2．《工厂电气控制技术》方承远，机械工业出版社，2000.10第二版 3．《可编程序控制器应用技术》廖常初，重庆大学出版社，1998.10 第八版 课程负责人：田海
执笔：李少波
审核：田海
