02207電氣傳動與可編程控制器

1、高綱1477江蘇省高等教育自學考試大綱02207電氣傳動與可編程控制器（PLC）揚州大學編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室I課程性質與課程目標一、課程性質和特點電氣傳動與可編程控制器（PLC）是一門實踐性很強的機電一體化專業(yè)基礎課程，對考生 電工學、電子學、微型計算機原理、數(shù)控技術、液壓控制及機械制造技術等課程基礎知識有較 高要求。本課程的任務是讓考生掌握機電設備電氣控制回路分析與設計的理論與方法，包括繼 電器、接觸器控制、可編程控制器PLC控制，同時掌握交、直流電機調速方法及其相關理論知 識。二、課程目標課程電氣傳動與可編程控制器（PLC）設置的目標是鼓勵考生：了解機電設備工作過程的特點，

2、對工作過程的現(xiàn)象能夠用本課程知識加以解釋，分析機 電設備工作過程的自動控制方法，能擬定合理的電氣控制方案。掌握繼電器、接觸器控制方法的基本原理，能分析機電設備繼電器、接觸器控制電路的 工作原理，工作實踐中能夠檢修控制電路并能對控制電路加以優(yōu)化改進，對功能較簡單的控制 要求，能夠用繼電器、接觸器控制方法實現(xiàn)電氣控制回路的設計、調試，滿足控制要求。掌握可編程控制器PLC的工作原理，掌握常用編程方法、編程指令，分析較復雜的機電 設備控制過程特點，可用可編程控制方法實現(xiàn)其控制功能。熟悉交、直流電機調速原理、方法，掌握相關理論知識，實踐中能夠根據(jù)工作特點，選 用合理的調速控制方案。通過本課程的學習，能夠

3、掌握常用機電控制回路分析與設計的基礎理論與方法，選用合 理的電氣控制方案，解決工作實踐中的相關控制問題。三、與相關課程的聯(lián)系與區(qū)別本課程是一門實踐性及實用性均很強的機電一體化專業(yè)基礎課程，考生須具有電工學、電 子學、微型計算機原理、數(shù)控技術、液壓控制及機械制造技術等課程基礎知識，本課程與數(shù)控 技術的控制目標不同，但用本課程控制方法可進行數(shù)控機床輔助運動的自動控制，本課程與微 機（單片機）控制有一定的相同之處，但微機控制主要用于開關量、模擬量的“實時”控制， 本課程控制方法主要用于機電設備及生產自動線的動作控制（通常為開關量控制，高8PLC也 可實現(xiàn)模擬量控制），本課程控制能實現(xiàn)的速度、容量與微

4、機控制相比，相對較低，但本課程 控制理論與控制方法在機電工程中有更廣泛的應用。四、課程的重點和難點本課程的重點為：繼電器、接觸器控制、可編程控制器PLC控制及電機調速原理及方法， 課程的難點在于較復雜的繼電器、接觸器控制回路的分析與設計、可編程控制器PLC指令的擴 展、綜合運用及交、直流電機調速控制回路原理。II考核目標識記：繼電器、接觸器控制各種常用器件的工作原理、特點，繼電器、接觸器控制方法 的基本概念；交直流電機調速的基本方案、調速指標及相關概念；可編程控制器PLC的基本原 理、基本概念、指令格式等。領會：常用繼電器、接觸器控制單元線路的原理；交、直流電機調速的基本方法及基本 原理；可編

5、程控制器PLC的指令系統(tǒng)、編程方法、梯形圖。簡單應用：分析繼電器、接觸器控制線路的原理；交、直流電機調速控制方案的原理與 特點；可編程控制器PLC的梯形圖分析，較簡單的可編程控制器PLC的應用編程。綜合應用：中等難度的繼電器、接觸器控制線路設計；機電設備工作過程的可編程控制 PLC設計，包括接線圖、梯形圖及指令表；可編程控制定時器、計數(shù)器的擴展應用。III課程內容與考核要求第一部分：機床電氣控制技術緒論一、學習目的與要求了解機床電氣控制技術的發(fā)展概況，掌握機床電力拖動自動控制的基本概念。二、課程內容0.1機床電氣控制發(fā)展概況0.2機床電力拖動自動控制的基本概念三、考核知識點與考核要求識記：電力

6、拖動；成組拖動；單獨拖動；自動控制系統(tǒng)；加工中心；自適應控制機床； 數(shù)字程序控制（NC）；計算機控制CNC）；直接數(shù)字控制DNC）；柔性制造系統(tǒng)（FMC）； 交流拖動；直流拖動。領會：機床電力拖動及電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展過程，機床電力拖動自動控制系統(tǒng)的概念。第1章 機床常用電器與控制電路的基本環(huán)節(jié)一、學習目的與要求理解機床常用電器的工作原理、應用特點，掌握機床控制電路的基本環(huán)節(jié)。二、課程內容1.1常用低壓電器1.2電氣原理圖的畫法及閱讀方法1.3籠型異步電動機的起動控制線路1.4電動機正反轉控制線路1.5電動機的制動控制線路1.6雙速電動機的高低速控制線路1.7電液控制1.8控制電路的其他基本環(huán)節(jié)

7、1.9電動機的常用保護電路三、考核知識點與考核要求識記：低壓電器；繼電器；接觸器；交流接觸器；時間繼電器；中間繼電器；常開觸 點；常閉觸點；延時觸點；瞬時觸點；星三角轉換；電磁鐵；按鈕開關；空氣開關；行程開關; 刀開關；熔斷器；熱繼電器；速度繼電器；接近開關；光電開關；固體開關；萬能轉換開關； 電氣原理圖；電氣設備接線圖；電氣設備安裝圖；起動；點動；自鎖；互鎖；聯(lián)鎖；短路保護; 過載保護；過電流保護、欠電壓保護；弱磁保護；多點控制。領會：電氣控制原理圖的畫法規(guī)則；交流電動機的起動控制方法及原理；電動機正反 轉控制方法及原理；電動機的制動控制方法及原理；雙速電動機的高低速轉換控制方法及原理； 控

8、制線路的點動、聯(lián)鎖與互鎖、多點及自動循環(huán)工作回路的設計；電動機的常用保護方式。應用：電動機減壓起動控制線路設計；電動機能耗制動控制線路設計；電動機正反向 及自動循環(huán)控制線路設計；雙速電動機高低速轉換控制線路設計；利用中間繼電器、時間繼電 器等實現(xiàn)特定功能的電氣控制回路設計。四、本章重點、難點重點：電動機各種控制功能的電氣控制原理圖的分析與設計。難點：實現(xiàn)電動機多種控制功能的控制線路的集成設計。第2章機床電氣控制線路的分析與設計一、學習目的與要求通過對臥式車床C650的電氣控制線路分析，理解機床電氣線路設計的一般方法。二、課程內容2.1臥式車床的電氣控制線路分析2.2機床電氣設計的一般內容2.3

9、 機床電氣控制線路的設計2.4機床常用電器的選擇2.5機床電氣控制線路設計舉例三、考核知識點與考核要求識記：恒功率傳動；恒轉矩傳動；調速性質；負載特性。領會：機床電氣設計的一般內容；機床電氣控制線路的設計方法與設計規(guī)則；機床常 用電器的選擇方法、原則。應用：C650車床的電氣控制線路分析；常用電器（按鈕、低壓開關、熔斷器、熱繼電 器、接觸器、繼電器、控制變壓器）的選擇與設計方法；機床電氣控制線路的電源設計、多功 能電路設計、線路的簡化與錯誤改正。四、本章重點、難點重點：C650車床的電氣控制線路設計；多功能電路設計方法；常用電器的選擇方法。難點：多功能綜合控制電路的設計、接線與安裝。第5章 直

10、流電動機的調速控制系統(tǒng)一、學習目的與要求掌握直流電動機的調速方法及其原理。二、課程內容5.1直流調速的基礎知識5.2反饋控制直流調速系統(tǒng)5.3無靜差直流調速系統(tǒng)三、考核知識點與考核要求識記：直流電機；直流調速；額定轉速；電樞電壓；勵磁磁通；直流斬波器；調速范 圍；靜差率；調速平滑性；反饋控制；開環(huán)控制；閉環(huán)控制；轉速負反饋；直流放大器；電流 截止負反饋；無靜差調速；比例調節(jié)器；積分調節(jié)器；比例積分調節(jié)器（PI調節(jié)器）。領會：直流電機的工作原理；直流調速的基本方案及特點；反饋控制的概念；調速范 圍與靜差率、額定轉速及速度降落之間的關系；轉速負反饋的原理，轉速負反饋系統(tǒng)放大倍數(shù)； 無靜差調速系統(tǒng)的

11、工作原理。應用：直流調速的相關計算；直流電機轉速負反饋調速系統(tǒng)的工作原理分析。四、本章重點、難點重點：直流調速的基本方案及特點；直流調速轉速負反饋系統(tǒng)的工作原理分析。難點：直流調速系統(tǒng)反饋控制電路的工作原理。第6章 交流電動機的調速控制系統(tǒng)一、學習目的與要求掌握交流電動機的調速方法及其原理。二、課程內容6.1概述6.2簡易交流調速及其控制電路6.3變頻器原理三、考核知識點與考核要求識記：交流電動機；交流調速；變極調速；變轉差率調速；轉子串電阻調速；串級調 速；變頻調速；變頻器；逆變器；PWM方式；U/f控制；有級調速；無級調速；基頻。領會：交直流電機的工作原理；交流調速的基本方案及特點；變極對

12、數(shù)調速的原理； 串級調速的原理；調壓調速的原理；變頻器的種類；變頻器的工作原理；交-直-交變頻器的工 作原理；U/f控制的原理。應用：直流調速方案與交流調速方案優(yōu)缺點比較；交流調速的基本方案、原理、特點 分析。四、本章重點、難點重點：交流調速的基本方案及特點；變頻器的工作原理。難點：交流變頻調速系統(tǒng)的工作原理。第二部分可編程序控制器應用技術第1章概述一、學習目的與要求了解PLC的歷史與發(fā)展；理解PLC基本結構、特點與應用領域。二、課程內容PLC的歷史與發(fā)展PLC的基本結構PLC的特點與應用領域三、考核知識點與考核要求識記：可編程序控制器；PLC； CPU； I/O；開關量；模擬量；運動控制；數(shù)

13、據(jù)處理； A/D； D/A； PID。領會：可編程序控制器PLC的概念；PLC的歷史與發(fā)展過程；PLC的基本結構；PLC 的特點；PLC的應用領域。第2章PLC的硬件與工作原理一、學習目的與要求掌握PLC的硬件組成及其控制過程的工作原理。二、課程內容PLC的物理結構CPU模塊2.3開關量I/O模塊PLC的工作原理FX系列PLC的性能簡介2.6模擬量輸入模塊與模擬量輸出模塊三、考核知識點與考核要求識記：整體式PLC；模塊式PLC； CPU模塊；PLC的存儲器；RAM； ROM； PROM； EEPROM； SRAM； I/O模塊；繼電器輸出；晶體管輸出；軟繼電器；I/O點數(shù)；掃描；中斷； 光電耦

14、合；STOP模式；RUN模式；編程元件；編程元件的“ON”、“OFF ”狀態(tài)；掃描周期; FX系列PLC； D/A轉換；分辨率；D/A轉換速度；模擬量模塊通道；模擬量模塊量程。領會：PLC的物理結構；PLC存儲器的應用；PLC的工作原理；PLC開關量I/O模塊 工作原理；PLC模擬量輸入模塊與模擬量輸出模塊工作原理。應用：分析PLC的工作方式；分析PLC的開關量I/O模塊工作原理。四、本章重點、難點重點：PLC的物理結構與工作原理。難點：PLC的模擬量輸入模塊與模擬量輸出模塊工作方式。第3章PLC的編程語言與指令系統(tǒng)一、學習目的與要求掌握PLC的編程語言與PLC的指令系統(tǒng)格式。二、課程內容PL

15、C的編程語言概述FX系列PLC梯形圖中的編程元件FX系列PLC的基本邏輯指令三、考核知識點與考核要求1.識記：PLC梯形圖；PLC指令表；順序功能圖；FX系列PLC編程元件；PLC輸入繼 電器X； PLC輸出繼電器Y；通用輔助繼電器M；指令M8000；指令M8002；通用定時器T； 累積型定時器T；定時精度；計數(shù)器C；內部計數(shù)器C； 16位加計數(shù)器C； 32位加/減計數(shù)器C； 高速計數(shù)器C；數(shù)據(jù)寄存器D； PLC指令LD；指令LDI；指令OUT；指令AND；指令 ANI； 指令OR；指令ORI；指令ORB ；指令ANB；指令SET；指令RST；指令MPS；指令MRD； 指令MPP；指令MC；指

16、令MCR；指令INV；指令PLS；指令PLF；指令NOP；指令END。領會：PLC的編程語言形式；PLC編程元件的功能；PLC的基本邏輯指令應用方法。應用：分析簡單PLC梯形圖功能，能寫出指令表。四、本章重點、難點重點：PLC的編程元件的種類及基本邏輯指令的使用方法。難點：FX系列PLC的基本邏輯指令靈活運用，畫出梯形圖。第4章梯形圖的設計方法一、學習目的與要求利用FX系列PLC的基本邏輯指令，設計PLC控制梯形圖。二、課程內容4.1梯形圖的基本電路4.2梯形圖的經驗設計法4.3根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖的方法三、考核知識點與考核要求識記：PLC起動-保持-停止電路；PLC正反轉控制；定時范圍

17、擴展；計數(shù)范圍擴展；定 時-計數(shù)擴展。領會：PLC起動-保持-停止電路工作原理；PLC實現(xiàn)電動機正反轉控制原理；定時器及 計數(shù)器的應用方法；梯形圖的經驗設計法。應用：用PLC實現(xiàn)電動機正反轉、星一三角減壓起動、自動循環(huán)控制、運行時間控制、 運行行程控制等要求梯形圖的設計；定時器及計數(shù)器的擴展應用梯形圖設計；課本中實例：送 料小車自動控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖的設計；根據(jù)繼電器電路圖設計PLC控制梯形圖。四、本章重點、難點重點：各種控制要求的PLC控制梯形圖的設計。難點：復雜功能的PLC控制梯形圖的設計。第5章順序控制梯形圖的編程方法一、學習目的與要求了解順序控制梯形圖的概念及其編程方法。二、課

18、程內容5.1使用STL指令的編程方法三、考核知識點與考核要求識記：順序功能圖；順序控制梯形圖；STL；狀態(tài)步S；正向跳步；逆向跳步。領會：STL指令的特點；使用STL指令的編程方法；跳步與循環(huán)次數(shù)的控制。N 關于大綱的說明與考核實施要求一、自學考試大綱的目的和作用（共性部分）課程自學考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學考試計劃的要求，結合自學考試的特點而確定。其目的 是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規(guī)定。課程自學考試大綱明確了課程學習的內容以及深廣度，規(guī)定了課程自學考試的范圍和標 準。因此，它是選擇自學考試教材和編寫自學考試輔導書的依據(jù)，是社會助學組織進行自學輔 導的依據(jù)，是自學者學習教材、掌

19、握課程內容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進行自學考試命題 的依據(jù)。二、課程自學考試大綱與教材的關系課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據(jù)，教材是學習掌握課程知識的基本內容與范 圍，教材的內容是大綱所規(guī)定的課程知識和內容的擴展與發(fā)揮。課程內容在教材中可以體現(xiàn)一 定的深度或難度，但在大綱中對考核的要求一定要適當。大綱與教材所體現(xiàn)的課程內容應基本一致；大綱里面的課程內容和考核知識點，教材里也 有。反過來教材里有的內容，大綱里不一定體現(xiàn)。三、關于自學教材 機床電氣控制技術，王振臣，齊占慶主編，機械工業(yè)出版社，2014年第5版?？删幊绦蚩刂破鲬眉夹g，廖常初主編，重慶大學出版社，2007年第5版。四、關于自

20、學要求和自學方法的指導本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標而確定的。課程基本要求還明 確了課程的基本內容，以及對基本內容掌握的程度?；疽笾械闹R點構成了課程內容的主 體部分。因此，課程基本內容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試考核的主要內容。為有效地指導個人自學和社會助學，本大綱已指明了課程的重點和難點，在章節(jié)的基本要 求中也指明了章節(jié)內容的重點和難點。五、應考指導如何學習考生自學時可先通讀全篇，把握重點；注意比較各種控制方法的異同，在理解中不斷加深 對基本原理、概念的記憶，做到融會貫通；通過做習題，加深對知識點理解的深度與廣度；在 此基礎上通過參考文獻閱讀及實踐性

21、環(huán)節(jié)提高知識面及應用技能。很好的計劃和組織是學習成功的法寶，如果你正在接受培訓學習，一定要跟緊課程并完成 作業(yè)。為了在考試中作出滿意的回答，你必須對所學課程內容有很好的理解，你可使用“行動 計劃表”來監(jiān)控你的學習進展，閱讀課本時可以做讀書筆記，如有需要重點注意的內容，可以 用彩筆來標注。如：紅色代表重點；綠色代表需要深入研究的領域；黃色代表可以運用在工作 之中。可以在空白處記錄相關網站，文章。如何考試卷面整潔非常重要。書寫工整，段落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師評分，教師只 能為他能看懂的內容打分?；卮鹚岢龅膯栴}。要回答所問的問題，而不是回答你自己樂意回 答的問題！避免答題超過問題的范圍

22、。如何處理緊張情緒正確處理對失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請教已經通過該科目考試的人，問他們 一些問題。做深呼吸放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒。考試前合理膳食，保持旺盛 精力，保持冷靜。如何克服心理障礙這是一個普遍問題！如果你在考試中出現(xiàn)這種情況，試試下列方法：使用“線索”紙條。 進入考場之前，將記憶“線索”記在紙條上，但你不能將紙條帶進考場，因此當你閱讀考卷時， 一旦有了思路就快速記下。按自己的步調進行答卷。為每個考題或部分分配合理時間，并按此 時間安排進行。六、對社會助學的要求教學時突出典型控制線路或控制環(huán)節(jié)的原理，做到內容重點特出，兼顧全面，同時培養(yǎng)學 生的自學能力、引導其主

23、動學習興趣。本課程理論教學、實踐教學及自學時間安排的參考：（一）實踐性教學環(huán)節(jié)繼電器、接觸器控制線路設計、接線及調試實驗；交、直流電機調速實驗；PLC （可編程序控制器）控制系統(tǒng)設計、接線、梯形圖繪制及調試實驗。（二）學時分配序號內容講課習題實驗自學小計I-0緒論23I-1機床常用電器與控制 電路的基本環(huán)節(jié)6212I-2機床電氣控制線路的4212分析與設計I-5直流電動機的調速控 制系統(tǒng)4112I-6交流電動機的調速控 制系統(tǒng)4112II-1PLC概述23II-2PLC的硬件與工作原理48II-3PLC的編程語言與指令 系統(tǒng)5215II-4梯形圖的設計方法5215II-5順序控制梯形圖的編程方

24、法23注：表中I為機床電氣控制技術；表中II為可編程序控制器應用技術助考學校（或單位）要注意正確引導、把握好助學方向，正確處理學習知識和提高能力的 關系。七、對考核內容的說明本課程要求考生學習和掌握的知識點內容都作為考核的內容。課程中各章的內容均由若干 知識點組成，在自學考試中成為考核知識點。因此，課程自學考試大綱中所規(guī)定的考試內容是 以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點 不同，自學考試將對各知識點分別按三個能力層次：識記、領會、應用確定考核要求。八、關于考試命題的若干規(guī)定本課程考試方式：閉卷，考試時間：2.5小時。因課程考試需要繪圖，可攜帶直尺、橡皮 等。本大綱各章所規(guī)定的基本要求、知識點及知識點下的知識細目，都屬于考核的內容?？?試命題既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節(jié)重點，加大重點內容 的覆蓋度。命題沒有超出大綱中考核知識點范圍的題目，考核目標不高于大綱中所規(guī)定的相應的最 高能力層次要求。命題著重考核自學者對基本概念