《机床电气控制与PLC》课程教学大纲
一、 课程的地位、作用和任务
《电气与可编程控制器应用技术》是机电一体化、数控、机械设计制造及自动化等专业的一门专业课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。其质量标准是使学生掌握常用电器的原理与使用、控制电路的基本环节、典型电路的基本原理、常见故障分析方法、可编程控制器的工作原理与系统构成、指令系统、可编程控制器控制系统的设计及编程方法，包括开关量控制、模拟量控制、位置控制、数据通信及网络和计算机辅助编程等有关知识。形成控制电路的设计、安装、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现电气自动控制要求的能力。
二、 教学内容及教学要求
（一）常用低压电器 1．知识点和教学要求
（1）掌握各种常用低压电器的工作原理，图形和文字符号及使用方法。
（2）理解各种常用低压电器的组成和结构特点。 （3）了解各种常用低压电器的一般技术指标。 2．能力培养要求
通过常用低压电器的学习，使学生具有选择和使用各种常用低压电器的能力和简单故障判断能力。
（二）电气控制电路的基本控制环节 1．知识点和教学要求
（1）掌握电气控制原理图的基本知识和绘图方法，三相异步电动机各种全压启动、降压启动的控制方法，正反转控制、变速控制和电气制动控制方法，电动机的各种保护环节和连锁环节，控制系统中常用的控制原则，时间原则、速度原则、电流原则、行程原则、频率原则等。
（2）理解三相绕线式异步电动机的启动控制方法。
（3）了解直流电动机的启动、反转、调速和制动的控制方法。
2．能力培养要求
通过电气控制电路的基本环节的学习，使学生具有分析和设计简单电气控制电路图的能力。
（三）生产机床电气控制 1．知识点和教学要求
（1）掌握阅读和分析电气控制原理图的方法和步骤。 （2）理解常用机床电气控制原理，如M7120型平面磨床、Z3040型摇臂钻床、C62型万能铣床、T68型卧式镗床。
（3）了解常用机床电气控制系统故障分析。 2．能力培养要求
通过常用机床电气控制系统的学习，逐步培养学生具有阅读和分析电气控制原理图的能力和机床常见电气故障诊断和分析的能力。
3.桥式起重机电气控制 （1）知识点和教学要求
理解桥式起重机的电气控制原理，凸轮控制器和主令控制器的工作原理。
了解桥式起重机的结构、电气控制要求、电动机的几种工作状态。 （2）能力培养要求
通过桥式起重机电气控制的学习，使学生初步具有分析和操作桥式起重机电气控制线路的能力。
（四）可编程序控制器概述 1．知识点和教学要求
（1）理解可编程控制器的定义和特点。
（2）了解可编程控制器的来源、应用范围、发展趋势以及在工业自动控制领域中的地位和作用。
（五）可编程控制器的工作原理和基本结构与工作原理 1．知识点和教学要求
（1）掌握可编程控制器的各种内部软继电器的功能及编号。 （2）理解可编程控制器的工作原理、基本结构、软硬件组成，几种编程语言的特点和语句格式。
（3）了解可编程控制器的一般技术指标。 2．能力培养要求
通过可编程控制器的工作原理和基本结构的学习，使学生具有识别和应用各种内部软继电器编号的能力。
（六）基本逻辑指令 1．知识点和教学要求
（1）掌握基本逻辑指令的功能、名称、符号、操作元件范围及使用要求，计数器/定时器设定值的设定方法。
（2）了解I/O接线图的设计，基本逻辑指令的应用，梯形图的编程规则和技巧。
2．能力培养要求
通过基本逻辑指令的学习，使学生具有设计梯形图和指令表的能力。
（七）顺序控制程序的编程方法 1．知识点和教学要求
（1）掌握顺控指令的功能、符号及使用方法。
（2）掌握常用功能指令的助记符，各种功能指令的特点、编程格式、编程代码及编程方法。
（3）理解状态转移图的设计方法，单流程功能图、选择性分支与汇合功能图和并行分支与汇合功能图的特点及编程方法。
（4）了解步进梯形图的特点，转移源自动复位功能、允许双重线圈输出功能和主控功能。
2．能力培养要求
通过步进顺控指令的学习，使学生具有设计三种功能图的能力和根据状态转移图绘制步进梯形图及编写指令程序的能力
（八）可编程控制器的设计 1．知识点和教学要求
（1）掌握可编程控制器控制系统设计的内容、步骤和设计方法。 （2）理解可编程控制器在常用控制系统中的应用案例。 2．能力培养要求
具有应用可编程控制器实现电气自动控制要求的设计能力。 （九）可编程控制器用于模拟量控制和位置控制 1．知识点和教学要求
理解可编程控制器模拟量控制模块的功能、特性及应用。 2．能力培养要求
具有应用模拟量模块和位置模块的初步能力。 （十）PLC通信与工业网络 1．知识点和教学要求
（1）理解可编程控制器与计算机通信和网络的有关知识。 （2）了解可编程控制器与计算机联网的有关知识。 2．能力培养要求
具有可编程控制器与计算机通信和联网的初步能力。 三、 课程实践环节
1．实验：实验学时数不得少于本门课程总学时的30%。
2．实训：不得少于2周。其中电气控制实训和PLC实训各占一周。
四、学时分配建议表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 教学内容 常用低压电气 基本控制环节 机床电气控制 桥式起重机电气控制 PLC 概述 PLC 的基本原理 基本逻辑指令 顺序控制程序设计法 功能指令 PLC 应用案例 模拟量和位置控制 PLC 网络与通信 机动 合计 理论教学
6 10 10 6 2 6 6 6 10 4 2 2 2 72 五、教学重、难点及教学建议
（1）常用低压电器部分：重点是常用低压电器的图形符号和文字符号，难点是常用低压电器的结构、工作原理。
（2）电气控制电路的基本控制环节部分：重点是电气控制原理图的基本知识和绘图方法，三相异步电动机各种全压启动、降压启动的控制方法，正反转控制、变速控制和电气制动控制方法，电动机的各种保护环节和连锁环节，控制系统中常用的控制原则，时间原则、速度原则、电流原则、行程原则、频率原则等。难点是电气控制原理图的基本知识和绘图方法。
（3）常用机床电气控制系统部分：重点是阅读和分析电气控制原理图的方法和步骤，Z3040型摇臂钻床、X62型万能铣床、T68型卧式镗床的电气控制原理分析与故障排除，难点是T68型卧式镗床的电气控制原理分析与故障排除。
（4）桥式起重机电气控制部分：重点是桥式起重机的电气控制原理分析，难点是凸轮控制器和主令控制器的工作原理分析。
（5）可编程控制器概述部分：重点是可编程控制器的定义和特点。
（6）可编程控制器的工作原理和基本结构部分：重点是可编程控制器的各种内部软继电器的功能及编号，难点是可编程控制器的工作原理、基本结构、软硬件组成。
（7）基本逻辑指令部分：重点是20条基本逻辑指令的功能、名称、符号、操作元件范围及其使用要求，计数器/定时器设定值的设定方法。难点是I/O接线图的设计，基本逻辑指令的应用，梯形图的编程规则和技巧。
（8）步进顺控指令部分：重点是2条步进顺控指令的功能、符号及使用方法，难点是状态转移图的设计方法，单流程功能图、选择性分支与汇合功能图和并行分支与汇合功能图的特点及编程方法。
（9）功能指令部分：重点是常用功能指令的助记符，各种功能指令的特点、编程格式、编程代码及编程方法，难点是功能指令的应用。
（10）可编程控制器的应用部分：重点是可编程控制器控制系统设计的内容、步骤和设计方法，难点是可编程控制器在常用控制系统中的应用。
（11）可编程控制器用于模拟量控制和位置控制部分：重点是可编程控制器模拟量控制模块的功能、特性及应用，难点是点位控制脉冲输出单元F2-30GM和可编程凸轮控制器F2-32RM的功能及用途。
《机床电气控制与PLC》课程教学大纲概要
