27979　　電氣控制技術(shù)

　　　　　　　　　　　　　　　江蘇大學(xué)編

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會辦公室

一、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求

（一）課程性質(zhì)和特點(diǎn)

《電氣控制技術(shù)》課程是我省高等教育自學(xué)考試機(jī)電專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，是培養(yǎng)實(shí)用型電氣控制技術(shù)人才的必修課程。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)的內(nèi)容發(fā)生了很大的變化，基于繼電——接觸器控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的可編程控制器在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。電氣控制技術(shù)包含傳統(tǒng)的繼電——接觸器控制系統(tǒng)內(nèi)容和可編程控制器(PLC)應(yīng)用技術(shù)兩部分內(nèi)容。課程以傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)為基礎(chǔ)內(nèi)容，向現(xiàn)代電氣控制技術(shù)的發(fā)展延伸。通過本課程的學(xué)習(xí)，一方面使學(xué)生熟悉掌握常用低壓電器的工作原理、用途，達(dá)到正確選用和使用的目的。并通過著重介紹繼電——接觸器電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與方法，使學(xué)生熟練掌握電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和設(shè)計(jì)電氣控制線路的能力；另一方面通過對可編程控制器、變頻器及軟啟動(dòng)器的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生將現(xiàn)代電氣控制技術(shù)所包含的知識運(yùn)用到現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域中，以適應(yīng)社會的需求，增強(qiáng)學(xué)生面向工程實(shí)際的適應(yīng)能力。

（二）本課程的基本要求

本課程使用教材共分為十章。主要介紹了電氣控制系統(tǒng)的常用器件，電氣控制線路基本環(huán)節(jié)及應(yīng)用線路。并以西門子S7-200PLC為背景機(jī)，重點(diǎn)介紹PLC的工作原理和組成，PLC各種指令及應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和方法。闡述S7-200PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和編程軟件使用的基本知識。通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求應(yīng)考者對電氣控制技術(shù)有一個(gè)全面的了解。具體應(yīng)達(dá)到以下要求：

1、掌握常用低壓電器的工作原理和用途，能進(jìn)行正確的選用和使用，并能用圖形符號和文字符號表示它們；

2、熟練掌握電氣控制線路基本環(huán)節(jié)，包括點(diǎn)動(dòng)控制線路、自鎖控制線路、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路、多地控制線路、自動(dòng)往返控制線路等。能閱讀和分析電氣控制線路。能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號和文字符號繪制電氣控制線路。掌握三相籠形異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路、制動(dòng)控制線路、簡單調(diào)速控制線路；了解電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法和典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路的分析方法。

3、掌握可編程控制器（PLC）的工作原路、硬件構(gòu)成及梯形圖編程語言。

4、掌握S7-200PLC將基本邏輯指令及簡單的應(yīng)用。了解一些常用的功能指令和網(wǎng)絡(luò)通信知識。

5、一般了解HMI、變頻器和軟啟動(dòng)器的使用。

（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系

電氣控制技術(shù)課程是機(jī)電類電氣信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程，其實(shí)踐性和實(shí)用性強(qiáng)，覆蓋的知識面非常廣泛。本課程的前修課程包括電路、電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)、微機(jī)原理、通信原理等，這些課程可以幫助我們更好地理解和掌握電氣控制技術(shù)。

二、課程內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章　 電氣控制系統(tǒng)常用器件

（一）課程內(nèi)容

本章主要介紹了常用低壓電器（包括接觸器、繼電器、熔斷器、開關(guān)電器等）的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)參數(shù)及選用方法等內(nèi)容。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過本章的學(xué)習(xí)，要求深刻理解和掌握電磁式電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握接觸器、繼電器、低壓斷路器、熔斷器、主令電器及執(zhí)行器件的功能、用途、工作原理及選用方法等內(nèi)容。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：電磁式電器的基本組成和工作原理；接觸器、繼電器（包括電磁式繼電器、熱繼電器、速度繼電器、溫度繼電器、液位繼電器、壓力繼電器和固態(tài)繼電器）、斷路器、熔斷器、主令電器等低壓電器的工作原理。

2、掌握：電器式電器的組成及工作原理；接觸器的作用、結(jié)構(gòu)和選用方法；常用繼電器的用途和工作原理；低壓斷路器的功能和選用；熔斷器的功能和選用；各種主令電器的用途；

3、重點(diǎn)掌握：常用低壓電器的圖形符號和文字符號。

第二章　　電氣控制線路基礎(chǔ)

（一）課程內(nèi)容

本章主要介紹了傳統(tǒng)繼電——接觸器控制系統(tǒng)的典型控制線路和三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)的基本控制線路。介紹了新型的電氣控制裝置軟啟動(dòng)器和變頻器的工作原理和使用方法。并分析了C650臥式車床電氣控制線路。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過本章的學(xué)習(xí)，要求深刻理解并掌握電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)、兩地控制和自動(dòng)往返等基本控制線路的特點(diǎn)及各種電器與控制觸點(diǎn)的邏輯關(guān)系。理解自鎖與互鎖的概念，并能正確地運(yùn)用。掌握三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓啟動(dòng)、制動(dòng)的方法及相應(yīng)的控制線路。掌握電氣控制線路中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)及實(shí)現(xiàn)方法。通過學(xué)習(xí)，以便能正確地分析和設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：電氣控制線路繪制原則。各種降壓啟動(dòng)方法、制動(dòng)方法的特點(diǎn)及使用場合。

2、掌握：全壓啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、自鎖控制線路及保護(hù)環(huán)節(jié)；掌握電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路及互鎖的概念；掌握多地控制線路、順序控制線路和自動(dòng)往返控制線路。對這些控制線路均要求能使用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號和文字符號進(jìn)行繪圖、讀圖分析。掌握籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)的方法，能繪制、分析星形-三角形降壓啟動(dòng)和自耦變壓器降壓啟動(dòng)控制線路。掌握三相籠形異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制方法，能分析并繪制電機(jī)單相運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制線路和能耗制動(dòng)線路。掌握雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路。對軟啟動(dòng)器和變頻器不作考核要求。

3、重點(diǎn)掌握：電氣控制線路基本環(huán)節(jié)，能分析及正確繪制線路。

第三章　　可編程序控制器概述

（一）課程內(nèi)容

本章主要介紹了PLC的定義、發(fā)展歷程、特點(diǎn)、基本組成、工作原理和編程語言等內(nèi)容。重點(diǎn)講解了PLC的系統(tǒng)組成和工作原理。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過本章的學(xué)習(xí)，要求在了解PLC的發(fā)展歷程、特點(diǎn)與其它控制系統(tǒng)的區(qū)別等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，掌握PLC的基本組成、工作原理、運(yùn)行方式和編程語言等內(nèi)容。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：PLC的定義、發(fā)展歷程、功能、特點(diǎn)、分類及應(yīng)用場合。

2、掌握：PLC的分類方法、系統(tǒng)組成及各部分的作用。掌握PLC的工作原理和工作過程。掌握PLC的編程語言類型（梯形圖、語句表和功能塊圖）。

3、重點(diǎn)掌握：PLC的工作過程及梯形圖編程語言。

第四章　　S7-200 PLC基礎(chǔ)知識

（一）課程內(nèi)容

本章介紹了西門子S7-200PLC基礎(chǔ)知識。包括S7-200PLC的硬件組成、內(nèi)部資源、尋址方式等內(nèi)容。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過學(xué)習(xí)，要求掌握S7-200PLC的硬件組成、內(nèi)部資源、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和直接尋址方式。了解程序的基本構(gòu)成（用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊）。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：S7-200PLC的硬件組成、內(nèi)部資源。

2、掌握：S7-200PLC的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和直接尋址方式。

第五章　　PLC基本指令及程序設(shè)計(jì)

（一）課程內(nèi)容

本章介紹了S7-200PLC的基本邏輯指令及其使用方法。重點(diǎn)介紹了典型電路和環(huán)節(jié)的程序編寫方法，并舉例介紹PLC控制系統(tǒng)的簡單設(shè)計(jì)方法。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)能掌握S7-200 PLC的基本邏輯指令和一般的程序控制指令，掌握PLC編程的一些規(guī)則，掌握一些典型電路和環(huán)節(jié)的PLC程序，并能采用梯形圖語言，編制一些簡單的PLC控制程序。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：S7-200PLC的基本邏輯指令和程序控制指令。

2、掌握：S7-200PLC的基本邏輯指令的應(yīng)用。掌握梯形圖編程的基本規(guī)則。掌握典型電路環(huán)節(jié)的PLC程序。

3、  重點(diǎn)掌握：接通延時(shí)定時(shí)器、增計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器及比較指令的使用。

第六章　　S7-200 PLC順序控制指令及應(yīng)用

  (本章內(nèi)容不做考核要求)

第七章　　S7-200 PLC功能指令及應(yīng)用

  (本章內(nèi)容不做考核要求)

第八章　　S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用

  (本章內(nèi)容不做考核要求)

第九章　　PLC控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)

（一）課程內(nèi)容

本章主要通過實(shí)例介紹了PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟，包括PLC系統(tǒng)選型、I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和地址分配，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。其次介紹了HMI及其使用。

（二）學(xué)習(xí)要求

通過本章的學(xué)習(xí)，要求了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟，了解HMI的使用方法。

（三）考核知識點(diǎn)和考核要求

1、領(lǐng)會：PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟。對HMI及其使用不作考核要求。

2、掌握：一般PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括輸入輸出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)和地址的分配，機(jī)型的選擇等內(nèi)容。

第十章　　編程軟件及其應(yīng)用

  (本章內(nèi)容不做考核要求)

三、有關(guān)說明和實(shí)施要求

（一）關(guān)于“課程內(nèi)容與考核目標(biāo)”中有關(guān)提法的說明

在大綱的考核要求中，提出了“領(lǐng)會”、“掌握”、“熟練掌握”等三個(gè)能力層次的要求，它們的含義是：

1、領(lǐng)會：要求應(yīng)考者能夠記憶規(guī)定的有關(guān)知識點(diǎn)的主要內(nèi)容，并能夠領(lǐng)會和理解規(guī)定的有關(guān)知識點(diǎn)的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點(diǎn)和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求，作出正確的解釋、說明和闡述。

2、掌握：要求應(yīng)考者掌握有關(guān)的知識點(diǎn)，正確理解和記憶相關(guān)內(nèi)容的原理、方法步驟等。

3、重點(diǎn)掌握：要求應(yīng)考者必須掌握的課程中的核心內(nèi)容和重要知識點(diǎn)。

（二）自學(xué)教材

本課程使用教材為：《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》，王永華編著，北京航空航天大學(xué)出版社，2008年。

本課程參考教材為：《可編程序控制器原理及應(yīng)用》，吳中俊、黃永紅主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年7月第2版。

（三）自學(xué)方法的指導(dǎo)

本課程作為一門的實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，綜合性強(qiáng)、內(nèi)容多、難度大，應(yīng)考者在自學(xué)過程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

1、應(yīng)仔細(xì)閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟悉課程的基本要求以及本課程與有關(guān)課程的聯(lián)系，緊密圍繞大綱要求自學(xué)。

2、在閱讀某一章教材內(nèi)容前，應(yīng)先認(rèn)真閱讀大綱中該章的考核知識點(diǎn)、自學(xué)要求和考核要求，注意對各知識點(diǎn)的能力層次要求，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)。

3、考慮到考生實(shí)驗(yàn)條件的差異，暫不對編程軟件及其應(yīng)用做考核要求。但對有條件的考生最好安裝S7-200編程軟件STEP 7-Micro/WIN，并進(jìn)行上機(jī)編程練習(xí)，以便更好地理解和應(yīng)用PLC指令系統(tǒng)，學(xué)會梯形圖編程和簡單的調(diào)試方法，提高工程應(yīng)用能力。

4、考生應(yīng)根據(jù)大綱要求，認(rèn)真理解、吃透每個(gè)知識點(diǎn)。對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個(gè)別細(xì)節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時(shí)擱置，留待以后對課程知識認(rèn)識理解能力提高后再解決。

5、學(xué)完教材的每一章節(jié)內(nèi)容后，應(yīng)根據(jù)大綱要求，完成教材中的練習(xí)題和思考題，這對理解、消化和鞏固所學(xué)的知識，增加分析問題、解決問題的能力有很大幫助。

6、教材中未列入本大綱的其它章節(jié)不作考試要求。

（四）對社會助學(xué)的要求

1、應(yīng)熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點(diǎn)。

2、應(yīng)掌握各知識點(diǎn)要求達(dá)到的層次，并深刻理解各知識點(diǎn)的考核要求。

3、對應(yīng)考者進(jìn)行輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)以指定的教材為基礎(chǔ)，以考試大綱為依據(jù)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與考試大綱脫節(jié)。

4、輔導(dǎo)時(shí)應(yīng)對應(yīng)考者進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，提倡應(yīng)考者“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動(dòng)提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。

5、輔導(dǎo)時(shí)要注意基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)，要幫助應(yīng)考者對課程內(nèi)容建立一個(gè)整體的概念，對應(yīng)考者提出的問題，應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。

6、注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)應(yīng)考者逐步學(xué)會獨(dú)立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題、分析問題、作出判斷和解決問題。

7、要使應(yīng)考者了解試題難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力層次中都存在著不同難度的試題。

（五）關(guān)于命題和考試的若干規(guī)定

1、本大綱各章所提到的考核要求中，各條細(xì)目都是考試的內(nèi)容，試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點(diǎn)章節(jié)，加大重點(diǎn)內(nèi)容的覆蓋密度。

2、試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領(lǐng)會”20%，“掌握”40%，“熟練掌握”為40%。

3、試題難易程度要合理，可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2：3：3：2。

4、本課程考試試卷可能采用的題型有：單項(xiàng)選擇題、填空題、改錯(cuò)題、簡答題、問答題、分析題和綜合應(yīng)用題（包括論述題、設(shè)計(jì)題等）（見附錄題型示例）。

5、考試方式為閉卷筆試，考試時(shí)間為150分鐘。評分采用百分制，60分為及格。

附錄  題型舉例

一、選擇題

如：低壓電器中，不能實(shí)現(xiàn)失壓（欠壓）保護(hù)的電器是（      ）。

A．低壓斷路器     B. 熱繼電器        C. 交流接觸器      D. 零壓（欠壓）繼電器

二、填空題

如：熔斷器主要用作          保護(hù)。

三、 簡答題

如：常用的滅弧方法有哪些？各適用于哪些電器？

四、 分析題

試分析下列梯形圖程序的功能和執(zhí)行過程。

五、 設(shè)計(jì)題

如：應(yīng)用梯形圖語言，設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制電路，要求第一臺電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)10s后，第二臺電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)，運(yùn)行過程中，只要遇到停止按鈕信號，立即同時(shí)停止兩臺電動(dòng)機(jī)。