一、课程概况

二、课程简介

课程系统讲授常用低压电器的原理、结构特点、主要技术参数和类型、图形符号和文字符号及选用。以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、典型控制线路及设计方法。介绍可编程序控制器的基本概念、可编程序控制器的历史、现状及发展趋势、可编程序控制器的特点及分类、可编程序控制器的基本组成；S7-200系列PLC基本单元及扩展模块、辅助设备；S7-200系列PLC软元件结构:S7-200系列PLC存储空间及地址分配、内部软元件；S7-200系列PLC编程语言及指令系统:S7-200基本指令、程序控制指令、数学运算指令、数据操作指令、PID指令及其他操作指令；S7-200编程软件；基于S7系列PLC单机控制系统设计。

三、课程教学总体目标

通过本课程教学，除了要求学生学习电气控制和可编程控制器应用技术基本原理外，本课程以提高学生的全面素质和培养学生的各项能力为核心组织教学。其中包括: 1、掌握S7-200系列可编程控制器的工作原理及结构特点；2、 熟练掌握基本逻辑指令的应用；3、 掌握功能指令基本规则，重点掌握常用功能指令的应用；4、掌握S7系列PLC单机控制系统设计原则、内容及步骤。

【基本要求】

1、 要求掌握电气控制的控制原理和方法

2、 要求掌握PLC的基本工作原理和指令系统，能够熟练应用指令编程，进行软硬件的调试。

3、 能够进行电气控制线路和PLC程序控制设计。

【教学方式】

考试成绩由平时成绩、实验成绩、期末考试成绩等按比例多项合成，促使学生认真学习，更客观地考察学生的知识和能力。注重应用能力的提高，因此实验成绩占了一定的比重。

【教学手段】

理论与实验相结合的教学手段。课堂采样多媒体教学和板书教学结合方式，实验以学生设计为主，对课堂知识进行综合实践应用。

四、理论教学内容及要求

第一章 电磁式低压电器

【教学目标】

（1）了解电器的分类；电磁式低压电器的工作原理与结构特点；

（2）理解电磁式继电器的使用和选用的注意事项；

（3）掌握电磁式继电器的用途，图形符号和字母符号；

【学时分配】

第一章 电磁式低压电器（5学时）

第一节 低压电器的结构及分类（1学时）

第二节 电磁式接触器（2学时）

第三节 电磁式继电器（2学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第一章 电磁式低压电器

第一节 低压电器的结构及分类

一、低压电器的分类

二、低压电器的结构

第二节 电磁式接触器

一、接触器的结构及工作原理

二、接触器的主要技术参数

三、接触器的选用

第三节 电磁式继电器

一、电磁式继电器的结构和特性

二、电压继电器及电流继电器

三、中间继电器

【教学重点和难点】

（1）重点:接触器的结构及工作原理；电压继电器及电流继电器的结构及工作原理；

（2）难点:常用低压电器元件的图文符号与应用。

【授课方法与手段】

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第二章 其他常用低压电器

【教学目标】

（1）了解其他常用低压电器的工作原理与结构特点；

（2）理解其他低压电器的使用和选用的注意事项；

（3）掌握其他低压电器的用途，图形符号和字母符号；

【学时分配】

第二章 其他常用低压电器（2学时）

第一节 低压开关及低压断路器（0.5学时）

第二节 熔断器（0.5学时）

第三节 热继电器（0.5学时）

第四节 控制继电器（0.5学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第二章 其他常用低压电器

第一节 低压开关及低压断路器

一、刀开关

二、低压断路器

第二节 主令电器

第三节 熔断器

一、熔断器的结构类型

二、熔断器的保护特性

三、熔断器的主要参数

四、熔断器的选用

第四节 热继电器

一、热继电器的作用及分类

二、热继电器的结果及工作原理

三、带断相保护的热继电器

四、热继电器的主要技术参数

第五节 控制用继电器

一、时间继电器

二、速度继电器

三、压力继电器

四、温度继电器

五、液位继电器

【教学重点和难点】

（1）重点:低压电器的结构及工作原理；

（2）难点:常用低压电器元件的图文符号与应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

3.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第三章 基于继电器接触器的电力拖动控制电路

【教学目标】

（1）了解电气系统图的分类；

（2）理解绘制电气原理图应遵循的原则；图幅分区，符号位置的索引；

（3）掌握继电接触控制系统电路组成的单元电路； 交流异步电动机常用电气控制电路；直流电动机常用电；电气控制电路中常用的保护环节；

【学时分配】

第三章 基于继电器接触器的电力拖动系统（7学时）

第一节 电气控制线路图纸及绘制原则、图形和文字符号（1学时）

第二节 继电接触控制系统电路组成的单元电路（1学时）

第三节 交流异步电动机常用电气控制电路（2学时）

第四节 直流电动机常用电气控制电路（1学时）

第五节 电气控制电路的读图方法（1学时）

第六节 电气控制电路中常用的保护环节（1学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第三章 基于继电器接触器的电力拖动系统

第一节 电气控制线路图纸及绘制原则、图形和文字符号

一、常用的电器图形符号及文字符号

二、电气原理图

三、电气元件布置图

四、电气接线图

第二节 继电接触控制系统电路组成的单元电路

一、点动及连续运转

二、自锁及互锁

三、多地控制

四、顺序控制

五、自动循环

第三节 交流异步电动机常用电气控制电路

一、三相异步电动机启动控制电路

二、三相异步电动机调速控制电路

三、三相异步电动机制动控制电路

第四节 直流电动机常用电气控制电路

一、单向运转能耗制动控制电路

二、可逆运行犯戒制动控制电路

第五节 电气控制电路的读图方法

第六节 电气控制电路中常用的保护环节

【教学重点和难点】

（1）重点:交流异步电动机常用电气控制电路；

（2）难点:电动机各种电气控制线路的设计。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第四章 可编程控制器及其工作原理

【教学目标】

（1）了解PLC的特点、分类、发展方向等；PLC硬件组成部分的作用；

（2）理解PLC的工作原理；

（3）掌握PLC的编程语言；PLC的主要性能指标；

【学时分配】

第四章 可编程控制器及其工作原理（3学时）

第一节 可编程控制器的产生与发展（0.5学时）

第二节 可编程控制器的硬件组成及编程元件（0.5学时）

第三节 PLC的软件组成及应用程序语言（0.5学时）

第四节 PLC的工业应用模式及工作原理（1学时）

第五节 PLC的主要性能指标（0.5学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第四章 可编程控制器及其工作原理

第一节 可编程控制器的产生与发展

一、可编程控制器的由来及发展

二、可编程控制器的用途

三、可编程控制器的著名厂商及产品

第二节 可编程控制器的硬件组成及编程元件

一、PLC的硬件构成

二、PLC编程元件及编址

第三节 PLC的软件组成及应用程序语言

一、可编程控制器的软件

二、可编程控制器常用的编程语言

第四节 PLC的工业应用模式及工作原理

一、PLC工业应用的基本模式

二、PLC的工作原理及应用程序的循环扫描执行

三、PLC的运行方式

第五节 PLC的主要性能指标

【教学重点和难点】

（1）重点:PLC的软硬件组成及工作原理。

（2）难点:PLC的应用程序语言，编址，寻址；

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第五章 S7-200系列可编程控制器资源及配置

【教学目标】

（1）了解s7-200系列PLC的特点及硬件组成；

（2）理解s7-200系列PLC的工作原理；

（3）掌握s7-200系列PLC的编程语言；PLC的主要性能指标；

【学时分配】

第五章 S7-200系列可编程控制器资源及配置（3学时）

第一节 S7-200系列构成及性能简介（0.5学时）

第二节 扩展模块及性能（0.5学时）

第三节 S7-200系列PLC的安装及接线（0.5学时）

第四节 编程软元件及地址（1学时）

第五节 STEP7-Micro/WIN32编程软件简介（0.5学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第五章 S7-200系列可编程控制器资源及配置

第一节 S7-200系列构成及性能简介

一、机箱及其操作部件

二、技术指标

三、CPU的集成功能

第二节 扩展模块及性能

第三节 S7-200系列PLC的安装及接线

一、系统配置

二、模块的安装与接线

第四节 编程软元件及地址

第六节 STEP7-Micro/WIN32编程软件简介

【教学重点和难点】

重点:PLC系统配置及接线，编程软元件及寻址。

难点:指令系统及编程软件应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第六章 s7-200系列PLC基本指令及经验编程法

【教学目标】

（1）了解s7-200系列PLC的经验编程法；

（2）理解s7-200系列PLC的指令系统；

（3）掌握s7-200系列PLC的编程语言；

【学时分配】

第六章 s7-200系列PLC基本指令及经验编程法（6学时）

第一节 s7-200系列可编程控制器基本指令（2学时）

第二节 基于PLC的交流异步电动机控制技术（2学时）

第三节 梯形图程序的经验设计法（2学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第六章 s7-200系列PLC基本指令及经验编程法

第一节 s7-200系列可编程控制器基本指令

一、触电及线圈指令

二、逻辑堆栈指令

三、定时器指令

四、计数器指令

第二节 基于PLC的交流异步电动机控制技术

第三节 梯形图程序的经验设计法

【教学重点和难点】

重点:梯形图及语句表编程规则。

难点:基本指令及其设计应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第七章 S7-200系列PLC顺控继电器指令集顺序控制编程方法

【教学目标】

（1）了解顺序控制编程法；

（2）理解顺序控制编程方法的结构；

（3）掌握顺序控制继电器指令及顺序控制编程方法；

【学时分配】

第七章 S7-200系列PLC顺控继电器指令集顺序控制编程方法（5学时）

第一节 顺序控制编程的初步认识（1学时）

第二节 顺序功能图的主要概念、基本类型及编程（2学时）

第三节 顺控继电器指令及编程应用（2学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第七章 S7-200系列PLC顺控继电器指令集顺序控制编程方法

第一节 顺序控制编程的初步认识

第二节 顺序功能图的主要概念、基本类型及编程

一、顺序功能图的主要概念

二、顺序功能图的类型

三、较复杂顺序功能图的编程及举例

第三节 顺控继电器指令及编程应用

【教学重点和难点】

重点:顺控指令的概念。

难点:顺控指令的编程及应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第八章 S7-200系列PLC功能指令及应用

【教学目标】

（1）了解S7-200系列PLC功能指令的分类；

（2）理解功能指令的表示方法，梯形图格式；功能指令中操作数的类型；

（3）掌握功能指令的应用编程

【学时分配】

第八章 S7-200系列PLC功能指令及应用（6学时）

第一节 功能指令的分类及用途（0.5学时）

第二节 功能指令的表达形式及使用要素（0.5学时）

第三节 传送比较类指令及应用（1学时）

第四节 数学运算类指令及应用（1学时）

第五节 数据处理类指令及应用（1学时）

第六节 程序控制类指令及应用（1学时）

第七节 其他功能指令（1学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第八章 S7-200系列PLC功能指令及应用

第一节 功能指令的分类及用途

第二节 功能指令的表达形式及使用要素

第三节 传送比较类指令及应用

第四节 数学运算类指令及应用

第五节 数据处理类指令及应用

第六节 程序控制类指令及应用

第七节 其他功能指令

【教学重点和难点】

重点:各种功能指令的基本概念及表达。

难点:功能指令的指令格式及其应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第九章 S7-200系列PLC脉冲处理指令及应用

【教学目标】

（1）了解S7-200系列PLC脉冲处理指令的分类；

（2）理解高速脉冲计数指令及高速脉冲输出指令；

（3）掌握脉冲处理指令的应用编程

【学时分配】

第九章 S7-200系列PLC脉冲处理指令及应用（4学时）

第一节 高速计数器及高速计数器指令（1学时）

第二节 高速计数器的配置及高速计数器程序实例（1学时）

第三节 高速输出功能（1学时）

第四节 PTO及PWM功能的配置与编程（1学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第九章 S7-200系列PLC脉冲处理指令及应用

第一节 高速计数器及高速计数器指令

一、高速计数器类型、工作模式及输入端口配置

二、高速计数器指令

三、与高速计数器相关的特殊存储器

第二节 高速计数器的配置及高速计数器程序实例

一、高速计数器的配置

二、高速计数器程序的构成

三、高速计数器应用程序举例

第三节 高速输出功能

一、高速脉冲输出功能及脉冲输出指令

二、PTO及PWM设置用特殊存储器

三、PTO及PWM功能的几种模式及配置方法

第四节 PTO及PWM功能的配置与编程

一、PTO及PWM输出的配置

二、PTO及PWM输出配置实例

【教学重点和难点】

重点:高速计数器与高速输出指令的基本概念。

难点:高速计数指令与高速输出指令配置及应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

第十章 S7-200系列PLC模拟量单元及PID指令

【教学目标】

（1）了解S7-200系列PLC模拟量单元分类；

（2）理解PID指令；

（3）掌握PID指令的应用编程

【学时分配】

第十章 S7-200系列PLC模拟量单元及PID指令（2学时）

第一节 S7-200 EM235模拟量工作单元（0.5学时）

第二节 EM235模拟量控制应用实例（0.5学时）

第三节 PID调节及PID指令（0.5学时）

第四节 数据运算类程序的编制（0.5学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第十章 S7-200系列PLC模拟量单元及PID指令

第一节 S7-200 EM235模拟量工作单元

一、性能指标

二、模块的安装及接线

三、输入信号量程选择及校准

四、输入输出数据字格式

第二节 EM235模拟量控制应用实例

第三节 PID调节及PID指令

第四节 数据运算类程序的编制

【教学重点和难点】

重点:模拟量单元的扩展。

难点:PID指令及数据运算类指令的应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后习题独立完成。

第十一章 电器控制及PLC控制系统的应用设计

【教学目标】

（1）了解电器控制及PLC控制系统的应用设计原则；

（2）理解电器控制及PLC控制系统的应用设计步骤；

（3）掌握电器控制及PLC控制系统的应用设计

【学时分配】

第十一章 电器控制及PLC控制系统的应用设计（2学时）

第一节 工业电气控制系统规划设计的基本原则（1学时）

第二节 继电器接触器控制系统设计的步骤与基本内容（0.5学时）

第三节 可编程控制器控制系统设计的步骤及基本内容（0.5学时）

【授课方式】

课堂教学为主，实践教学为辅。

【授课内容】

第十一章 电器控制及PLC控制系统的应用设计

第一节 工业电气控制系统规划设计的基本原则

第二节 继电器接触器控制系统设计的步骤与基本内容

第三节 可编程控制器控制系统设计的步骤及基本内容

【教学重点和难点】

重点:电气控制及PLC控制的设计原则及步骤。

难点:电气控制及PLC控制设计应用。

【授课方法与手段】（可根据需要填写）

以多媒体为主，辅以黑板教学，低压电器实物展示。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:电机学；电路分析基础；数字电子技术；

2.作业与思考题的要求:课后思考题、习题独立完成。

五、实验教学内容及要求

2.实验报告撰写要求

实验目的，内容，结果。

六、课程考核及成绩评定要求

1．课程考核依据:平时成绩，实验成绩，卷面成绩。

2．课程考核性质:考试

3．具体的考核方式:笔试

4．成绩评定:平时成绩 20%+实验成绩10 %+期末成绩70 %。

七、参考资料

推荐教材:

张万忠，刘明芹.电器与PLC控制技术.化学工业出版社，2011第三版

参考书:

1. 张运波. 工厂电气控制技术. 北京:高等教育出版社，2001

2．余雷声. 电气控制与PLC应用. 北京:机械工业出版社，2001

3．骆德汉. 可编程控制器与现场总线网络控制.科学出版社，2005

4．钟肇新. 可编程控制器原理及应用. 广州:华南理工大学出版社，2002

5．杨长能. 可编程控制器（PC）例题习题及实验指导. 重庆:重庆大学出版社，1999

6．李景学. 可编程序控制器应用系统设计及方法. 北京:电子工业出版社

7. S7-200可编程控制器编程手册/2000年

八、说明

1. 该课程具有很强的实用性，要求多动手实际操作，具备一定的理论结合实际的能力。

2. 主讲教师熟练掌握理论知识，且具有一定实践技能。

3. 针对所做实验，可以启发学生的扩散思维，从多角度考虑程序的编写，掌握不同的编程方式的应用，以便学生灵活掌握理论联系实际技巧，并加深理解二者之间关系。