27979　　電氣控制技術

　　　　　　　　　　　　　　　江蘇大學編

江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室

一、課程性質及其設置目的與要求

（一）課程性質和特點

《電氣控制技術》課程是我省高等教育自學考試機電專業(yè)的一門實踐性很強的專業(yè)課程，是培養(yǎng)實用型電氣控制技術人才的必修課程。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣控制技術的內容發(fā)生了很大的變化，基于繼電——接觸器控制系統(tǒng)原理設計的可編程控制器在電氣自動化領域中得到越來越廣泛的應用。電氣控制技術包含傳統(tǒng)的繼電——接觸器控制系統(tǒng)內容和可編程控制器(PLC)應用技術兩部分內容。課程以傳統(tǒng)的電氣控制技術為基礎內容，向現代電氣控制技術的發(fā)展延伸。通過本課程的學習，一方面使學生熟悉掌握常用低壓電器的工作原理、用途，達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)的設計思想與方法，使學生熟練掌握電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立分析和設計電氣控制線路的能力；另一方面通過對可編程控制器、變頻器及軟啟動器的學習，讓學生將現代電氣控制技術所包含的知識運用到現代生產領域中，以適應社會的需求，增強學生面向工程實際的適應能力。

（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)及應用線路。并以西門子S7-200PLC為背景機，重點介紹PLC的工作原理和組成，PLC各種指令及應用，PLC控制系統(tǒng)設計步驟和方法。闡述S7-200PLC網絡通信技術和編程軟件使用的基本知識。通過對本課程的學習，要求應考者對電氣控制技術有一個全面的了解。具體應達到以下要求：

1、掌握常用低壓電器的工作原理和用途，能進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)，包括點動控制線路、自鎖控制線路、電機正反轉控制線路、多地控制線路、自動往返控制線路等。能閱讀和分析電氣控制線路。能應用標準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機降壓啟動控制線路、制動控制線路、簡單調速控制線路；了解電氣控制線路的設計方法和典型生產機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用。了解一些常用的功能指令和網絡通信知識。

5、一般了解HMI、變頻器和軟啟動器的使用。

（三）本課程與相關課程的聯系

電氣控制技術課程是機電類電氣信息技術專業(yè)的專業(yè)課程，其實踐性和實用性強，覆蓋的知識面非常廣泛。本課程的前修課程包括電路、電機拖動基礎、微機原理、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。

二、課程內容與考核目標

第一章　 電氣控制系統(tǒng)常用器件

（一）課程內容

本章主要介紹了常用低壓電器（包括接觸器、繼電器、熔斷器、開關電器等）的結構、工作原理、技術參數及選用方法等內容。

（二）學習要求

通過本章的學習，要求深刻理解和掌握電磁式電器的基本結構和工作原理；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容。

（三）考核知識點和考核要求

1、領會：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、結構和選用方法；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

（一）課程內容

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機的啟動、調速、制動的基本控制線路。介紹了新型的電氣控制裝置軟啟動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）學習要求

通過本章的學習，要求深刻理解并掌握電動機運行中的點動、連續(xù)運轉、正反轉、兩地控制和自動往返等基本控制線路的特點及各種電器與控制觸點的邏輯關系。理解自鎖與互鎖的概念，并能正確地運用。掌握三相籠型異步電動機的降壓啟動、制動的方法及相應的控制線路。掌握電氣控制線路中常用的保護環(huán)節(jié)及實現方法。通過學習，以便能正確地分析和設計生產機械的電氣控制線路。

（三）考核知識點和考核要求

1、領會：電氣控制線路繪制原則。各種降壓啟動方法、制動方法的特點及使用場合。

2、掌握：全壓啟動電動機的點動、自鎖控制線路及保護環(huán)節(jié)；掌握電動機正反轉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往返控制線路。對這些控制線路均要求能使用標準的圖形符號和文字符號進行繪圖、讀圖分析。掌握籠型異步電動機降壓啟動的方法，能繪制、分析星形-三角形降壓啟動和自耦變壓器降壓啟動控制線路。掌握三相籠形異步電動機制動控制方法，能分析并繪制電機單相運轉反接制動控制線路和能耗制動線路。掌握雙速電動機調速控制線路。對軟啟動器和變頻器不作考核要求。

3、重點掌握：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）課程內容

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

（二）學習要求

通過本章的學習，要求在了解PLC的發(fā)展歷程、特點與其它控制系統(tǒng)的區(qū)別等內容的基礎上，掌握PLC的基本組成、工作原理、運行方式和編程語言等內容。

（三）考核知識點和考核要求

1、領會：PLC的定義、發(fā)展歷程、功能、特點、分類及應用場合。

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、重點掌握：PLC的工作過程及梯形圖編程語言。

第四章　　S7-200 PLC基礎知識

（一）課程內容

本章介紹了西門子S7-200PLC基礎知識。包括S7-200PLC的硬件組成、內部資源、尋址方式等內容。

（二）學習要求

通過學習，要求掌握S7-200PLC的硬件組成、內部資源、數據結構和直接尋址方式。了解程序的基本構成（用戶程序、數據塊和參數塊）。

（三）考核知識點和考核要求

1、領會：S7-200PLC的硬件組成、內部資源。

2、掌握：S7-200PLC的數據結構和直接尋址方式。

第五章　　PLC基本指令及程序設計

（一）課程內容

本章介紹了S7-200PLC的基本邏輯指令及其使用方法。重點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)的簡單設計方法。

（二）學習要求

通過本章的學習，讀者應能掌握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）考核知識點和考核要求

1、領會：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、  重點掌握：接通延時定時器、增計數器、減計數器及比較指令的使用。

第六章　　S7-200 PLC順序控制指令及應用

  (本章內容不做考核要求)

第七章　　S7-200 PLC功能指令及應用

  (本章內容不做考核要求)

第八章　　S7-200 PLC網絡通信技術及應用

  (本章內容不做考核要求)

第九章　　PLC控制系統(tǒng)綜合設計

（一）課程內容

本章主要通過實例介紹了PLC控制系統(tǒng)設計方法和步驟，包括PLC系統(tǒng)選型、I/O點統(tǒng)計和地址分配，硬件系統(tǒng)設計和程序設計。其次介紹了HMI及其使用。

（二）學習要求

通過本章的學習，要求了解PLC控制系統(tǒng)設計方法和步驟，了解HMI的使用方法。

（三）考核知識點和考核要求

1、領會：PLC控制系統(tǒng)設計內容和步驟。對HMI及其使用不作考核要求。

2、掌握：一般PLC控制系統(tǒng)的設計方法，包括輸入輸出點的統(tǒng)計和地址的分配，機型的選擇等內容。

第十章　　編程軟件及其應用

  (本章內容不做考核要求)

三、有關說明和實施要求

（一）關于“課程內容與考核目標”中有關提法的說明

在大綱的考核要求中，提出了“領會”、“掌握”、“熟練掌握”等三個能力層次的要求，它們的含義是：

1、領會：要求應考者能夠記憶規(guī)定的有關知識點的主要內容，并能夠領會和理解規(guī)定的有關知識點的內涵與外延，熟悉其內容要點和它們之間的區(qū)別與聯系，并能根據考核的不同要求，作出正確的解釋、說明和闡述。

2、掌握：要求應考者掌握有關的知識點，正確理解和記憶相關內容的原理、方法步驟等。

3、重點掌握：要求應考者必須掌握的課程中的核心內容和重要知識點。

（二）自學教材

本課程使用教材為：《現代電氣控制及PLC應用技術》，王永華編著，北京航空航天大學出版社，2008年。

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

（三）自學方法的指導

本課程作為一門的實踐性很強的專業(yè)課程，綜合性強、內容多、難度大，應考者在自學過程中應該注意以下幾點：

1、應仔細閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質、地位和任務，熟悉課程的基本要求以及本課程與有關課程的聯系，緊密圍繞大綱要求自學。

2、在閱讀某一章教材內容前，應先認真閱讀大綱中該章的考核知識點、自學要求和考核要求，注意對各知識點的能力層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數。

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

4、考生應根據大綱要求，認真理解、吃透每個知識點。對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個別細節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學習的前提下，可暫時擱置，留待以后對課程知識認識理解能力提高后再解決。

5、學完教材的每一章節(jié)內容后，應根據大綱要求，完成教材中的練習題和思考題，這對理解、消化和鞏固所學的知識，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）對社會助學的要求

1、應熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點。

2、應掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。

3、對應考者進行輔導時，應以指定的教材為基礎，以考試大綱為依據，不要隨意增刪內容，以免與考試大綱脫節(jié)。

4、輔導時應對應考者進行學習方法的指導，提倡應考者“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學懂”的學習方法。

5、輔導時要注意基礎、突出重點，要幫助應考者對課程內容建立一個整體的概念，對應考者提出的問題，應以啟發(fā)引導為主。

6、注意對應考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導應考者逐步學會獨立學習，在自學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，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。

（五）關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，各條細目都是考試的內容，試題覆蓋到章，適當突出重點章節(jié)，加大重點內容的覆蓋密度。

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：單項選擇題、填空題、改錯題、簡答題、問答題、分析題和綜合應用題（包括論述題、設計題等）（見附錄題型示例）。

5、考試方式為閉卷筆試，考試時間為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，不能實現失壓（欠壓）保護的電器是（      ）。

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。

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、 設計題

如：應用梯形圖語言，設計一個PLC控制電路，要求第一臺電動機啟動10s后，第二臺電動機自行啟動，運行過程中，只要遇到停止按鈕信號，立即同時停止兩臺電動機。