《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學大綱

《電氣控制與PLC技術(shù)》教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）電氣控制與PLC技術(shù)課程名稱（英文）ElectricalcontrolandPLC課程代碼05120086課程性質(zhì)選修課課程類別專業(yè)選修課程考核形式考查總學分（學時/周）2.5(48)理論學分（學時）2(32)實踐或?qū)嶒瀸W分（學時/周）0.5(16)先修課程單片機與接口技術(shù)后續(xù)課程適應(yīng)范圍全日制本科面向?qū)I(yè)電子信息工程開課學期4開課學院電子與信息工程學院二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下課程目標：課程目標1：掌握繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理，能夠分析基本電氣控制線路，了解PLC技術(shù)的基本概念，掌握T型圖的編程方法，能夠根據(jù)理論知識分析、解釋工程問題。課程目標2：具有追求科技創(chuàng)新的態(tài)度和意識，具有初步的科學研究和科技開發(fā)能力。掌握一款或多款組態(tài)軟件，能借助組態(tài)軟件并根據(jù)實際工程需求設(shè)計控制程序，實現(xiàn)控制目標。課程目標3：具有對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)與設(shè)計的能力。能根據(jù)實驗方案操作實驗裝置，開展實驗，對實驗結(jié)果進行分析與解釋，并得出有效結(jié)論，撰寫實驗報告。三、課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求、指標點與本課程的課程目標的之間對應(yīng)關(guān)系如下表所示：支撐的畢業(yè)要求涉及的畢業(yè)要求指標點本課程的課程目標支撐強度1.工程知識1.4掌握電子信息工程及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識，并能將其應(yīng)用于分析和解決電子信息領(lǐng)域復雜工程問題。課程目標1課程目標2課程目標3H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1掌握設(shè)計/開發(fā)電子信息工程領(lǐng)域復雜工程問題解決方案所需要的專業(yè)知識和開發(fā)工具。課程目標1課程目標2M5使用現(xiàn)代工具5.2能針對復雜工程問題，選擇并合理使用軟硬件設(shè)計與仿真平臺。課程目標1課程目標2課程目標3M本課程的各個課程目標對應(yīng)畢業(yè)要求指標點的權(quán)值矩陣如下表所示：畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求指標1.4畢業(yè)要求指標3.1畢業(yè)要求指標5.2課程目標10.50.30.2課程目標20.30.50.3課程目標30.20.20.5四、課程目標與教學內(nèi)容及資源對應(yīng)關(guān)系序號教學內(nèi)容學時教學要求教學環(huán)節(jié)對應(yīng)的課程目標1一、常用低壓電器2①介紹低壓電器的特點，使學生對低壓隔離電器和控制電器有明確認識；②掌握常用低壓電器的工作原理、分類及基本知識；③掌握電氣控制電路圖的分析，能識圖讀圖。講授工程案例分析課堂討論課程目標1課程目標22二、典型電氣控制線路分析與設(shè)計4①掌握三相異步電機的起動控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動控制、調(diào)速控制等控制線路；②能夠分析常用電氣線路的控制過程，了解其中的保護措施。講授工程案例分析課堂討論課程目標1課程目標23三、PLC概述與S7-1200的硬件組態(tài)4①掌握PLC的基本工作原理，了解S7-1200的硬件；②熟悉組態(tài)原理，能熟練使用組態(tài)軟件進行PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)設(shè)計。講授工程案例分析課堂討論課堂練習課程目標1課程目標24四、S7-1200程序設(shè)計基礎(chǔ)2①了解PLC的5種編程語言；②掌握數(shù)據(jù)類型與系統(tǒng)存儲區(qū)；③熟練掌握用戶程序下載、調(diào)試與仿真。講授課堂討論課程目標2課程目標35五、S7-1200的指令系統(tǒng)與程序結(jié)構(gòu)8①掌握PLC的基本邏輯控制指令，定時、計數(shù)指令及其它常用應(yīng)用指令系統(tǒng)；②掌握較簡單的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法；③掌握PLC用戶程序的組織架構(gòu)。講授課堂討論課堂練習習題詳解課程目標1課程目標2課程目標36六、數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法2①熟練掌握順控法程序設(shè)計思路；②熟練將順控圖轉(zhuǎn)換成T型圖，能根據(jù)工程需求設(shè)計控制程序。講授課堂討論課堂練習課程目標1課程目標2課程目標37七、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信4①了解網(wǎng)絡(luò)通信原理，掌握常用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(RS485,RS232,RS422等)，②熟悉如Modbus、Profibus、Profinet等通信協(xié)議的運行機理。講授工程案例分析課堂討論課程目標1課程目標28八、HMI組態(tài)與應(yīng)用2了解HMI組態(tài)的基本步驟，能進行簡單的組態(tài)設(shè)計講授工程案例分析課堂討論課程目標2課程目標38八、S7-1200在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用2掌握PID模塊的使用，能設(shè)計閉環(huán)系統(tǒng)。講授工程案例分析課堂討論課程目標2課程目標39S7-1200多語言混合編程2熟悉PLC的FBD語言、ST語言、SFC語言講授工程案例展示課堂練習課程目標1課程目標2課程目標39九、實驗實驗一電動機點動與單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制實驗實驗二TIAPortal軟件認知與S7-1200硬件組態(tài)實驗實驗三定時器、計數(shù)器應(yīng)用實驗實驗四自主設(shè)計實驗實驗五交通燈的順控法設(shè)計實驗實驗六模擬量采集與通信實驗16課堂操作練習課程目標1課程目標2課程目標3五、課程思政在課堂教學中注重傳授知識和技能的同時，教育學生樹立一個電氣工程師該有的價值觀、實事求是的科學態(tài)度、辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學生的家國情懷、思辨意識、團隊合作等。序號教學環(huán)節(jié)思政要素切入點育人目標1緒論通過引入智能制造生產(chǎn)線的視頻案例，闡述《中國制造2025》和工業(yè)4.0時代的到來，引導學生認知制造強國戰(zhàn)略的重要性，電氣工程專業(yè)作為智能制造領(lǐng)域不可或缺的一門學科，范圍延伸到各個領(lǐng)域，涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，電氣控制技術(shù)等諸多領(lǐng)域，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和工業(yè)4.0的不斷推進，電氣工程的專業(yè)人才需求會越來越多。培養(yǎng)學生努力學習專業(yè)知識的意識，盡早明確自身發(fā)展目標，制定職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，引導學生要讀專業(yè)的書、做專業(yè)的事。2PLC概述通過對PLC十大品牌的描述，讓學生認識到國產(chǎn)PLC與歐美、日系品牌PLC之間的差距，為防止將來遭人卡脖子，要堅定學生做好、用好國產(chǎn)PLC的信念；通過對PLC應(yīng)用領(lǐng)域與市場結(jié)構(gòu)的分析，激發(fā)學生投身專業(yè)工作、做一個大國工匠的熱情。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)思維，促進PLC技術(shù)的發(fā)展。3實驗以任務(wù)為導向，開展分組、分工實驗，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，實驗過程中碰到問題，不輕易指導，引導學生自主分析問題、提出解決思路、寫進實驗報告，鍛煉學生解決問題的能力，培養(yǎng)其工匠精神。培養(yǎng)學生一絲不茍的工作態(tài)度，激發(fā)學生從事PLC技術(shù)工作的熱情，立志成為一名大國工匠。六、考核方式及成績評定總評計分制：百分制（√）；五級分制（）；兩級分制（）考核方式：考試（）；考查（√）1.課程考核與成績占比圍繞課程目標，本課程的考核形式及占比包括：平時作業(yè)10%、課堂表現(xiàn)(測試)10%、課程實驗（含實驗操作和實驗報告）20%、期末考試60%。課程目標與考核內(nèi)容、考核形式及占比的關(guān)系如下表所示：課程目標考核內(nèi)容考核形式占比課程目標1：掌握繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理，能夠分析基本電氣控制線路，了解PLC技術(shù)的基本概念，掌握T型圖的編程方法，能夠根據(jù)理論知識分析、解釋工程問題。繼電器、接觸器等低壓電器的工作原理以及由這些器件構(gòu)成的電氣線路分析、設(shè)計；PLC定時器、計數(shù)器指令的應(yīng)用以及簡單的程序分析設(shè)計平時作業(yè)10%課堂表現(xiàn)(測試)10%期末考試20%課程目標2：具有追求科技創(chuàng)新的態(tài)度和意識，具有初步的科學研究和科技開發(fā)能力。掌握一款或多款組態(tài)軟件，能借助組態(tài)軟件并根據(jù)實際工程需求設(shè)計控制程序，實現(xiàn)控制目標。分析較復雜的程序邏輯、借助組態(tài)軟件，進行較復雜項目(實驗)的程序設(shè)計、下載、仿真、調(diào)試實驗操作5%期末考試40%課程目標3：具有對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)與設(shè)計的能力。能根據(jù)實驗方案操作實驗裝置，開展實驗，對實驗結(jié)果進行分析與解釋，并得出有效結(jié)論，撰寫實驗報告。實驗操作情況和實驗報告撰寫質(zhì)量。實驗操作5%實驗報告10%2.評分標準（1）課程目標1的考核環(huán)節(jié)評分標準課程目標1的考核環(huán)節(jié)包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)(測試)、期末考試，其評分標準如下：課程目標1-平時作業(yè)的評分標準得分能夠很好地根據(jù)任務(wù)要求，完成電氣線路、程序設(shè)計，正確率90%以上。字跡清晰，設(shè)計思路完整。90~100分能夠很好地根據(jù)任務(wù)要求，完成電氣線路、程序設(shè)計，正確率80~90%。字跡較清晰。80~89分能基本完成電氣線路、程序設(shè)計，正確率70%至80%。字跡清晰度一般。70~79分勉強能完成電氣線路、程序設(shè)計。字跡較潦草。60~69分未能根據(jù)設(shè)計要求完成程序設(shè)計或者作業(yè)未交。60分以下課程目標1-課堂表現(xiàn)(測試)的評分標準得分課堂表現(xiàn)很積極，能主動舉手回答問題，課堂測試正確率90%以上，字跡清晰。90~100分課堂表現(xiàn)較積極，課堂測試正確率80%~90%以上，字跡相對清晰。80~89分課堂表現(xiàn)一般，基本不主動回答問題，課堂測試正確率70%至80%。字跡潦草。70~79分課堂表現(xiàn)一般，基本回答不了問題，課堂精力不集中，偶爾做小動作，課堂測試一般，字跡潦草。60~69分曠課2次以上或請假3次以上，且課堂上經(jīng)常開小差，玩手機。60分以下課程目標1-期末考試評分標準得分能夠很好地根據(jù)題目要求，回答問題，正確率90%以上。90~100分能夠較好地根據(jù)題目要求，回答問題，正確率80%至90%。80~89分基本能夠根據(jù)題目要求，回答問題，正確率70%至80%。70~79分勉強能夠根據(jù)題目要求，回答問題，正確率60%至70%。60~69分不能根據(jù)題目要求，回答問題，正確率低于60%。60分以下（2）課程目標2的考核環(huán)節(jié)評分標準課程目標2的考核環(huán)節(jié)包括實驗操作、期末考試，其評分標準如下：課程目標2-實驗操作的評分標準得分能夠很好地進行團隊協(xié)作，能夠遵守實驗室規(guī)章制度，實驗過程中遇到問題能分析并解決，操作熟練，接線正確并能很好地驗證實驗內(nèi)容。90~100分能夠較好地進行團隊協(xié)作，能夠遵守實驗室規(guī)章制度，操作較熟練，接線正確并能較好地驗證實驗內(nèi)容。80~89分能進行團隊協(xié)作，遵守實驗室規(guī)章制度，操作熟練程度一般，接線正確并能驗證實驗內(nèi)容。70~79分基本能進行團隊協(xié)作，操作不夠熟練，基本能驗證實驗內(nèi)容。60~69分不能很好地完成實驗或曠課。60分以下課程目標2-期末考試評分標準得分能夠很好地根據(jù)題目要求，回答問題，正確率90%以上。90~100分能夠較好地根據(jù)題目要求，回答問題，正確率80%至90%。80~89分基本能夠根據(jù)題目要求，回答問題，正確率70%至80%。70~79分勉強能夠根據(jù)題目要求，回答問題，正確率60%至70%。60~69分不能根據(jù)題目要求，回答問題，正確率低于60%。60分以下（3）課程目標3的考核環(huán)節(jié)評分標準課程目標3的考核環(huán)節(jié)包括實驗操作、實驗報告，其評分標準如下：課程目標3實驗操作的評分標準得分能夠很好地進行團隊協(xié)作，能夠遵守實驗室規(guī)章制度，實驗過程中遇到問題能分析并解決，操作熟練，實驗結(jié)果正確。90~100分能夠較好地進行團隊協(xié)作，能夠遵守實驗室規(guī)章制度，操作較熟練，實驗結(jié)果正確。80~89分能進行團隊協(xié)作，遵守實驗室規(guī)章制度，操作熟練程度一般，實驗結(jié)果基本正確。70~79分基本能進行團隊協(xié)作，操作不夠熟練，實驗結(jié)果基本正確。60~69分不能很好地完成實驗或曠課。60分以下課程目標3-實驗報告的評分標準得分預(yù)習充分，報告內(nèi)容詳實，字跡清晰，操作步驟完整、實驗程序正確，對于實驗過程中遇到的問題能展開分析原因并提出解決方案，心得體會較深。90~100分預(yù)習充分，字跡比較清晰，操作步驟完整、實驗程序正確，心得體會較深。80~89分有預(yù)習，字跡書寫一般，有操作步驟，實驗程序正確，有心得體會。70~79分有預(yù)習，字跡書寫潦草，實驗程序基本正確，心得體會較敷衍。60~69分無預(yù)習，無實驗程序，報告書寫字跡潦草，敷衍了事。60分以下七、課程教學改進方案本課程根據(jù)課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實驗和期末考試，以