【浙江】02284工厂电气控制技术自学考试大纲

[02284]

《工厂电气控制技术》自学考试大纲

浙江省高等教育自学考试办公室

二OO四年十二月

指定用书：《工厂电气控制技术》，张运波主编，高等教育出版社2001年7月第1版

《可编程序控制器原理、应用、实验》，常斗南主编，机械工业出版社第2版

一、课程的性质与设置目的要求

《电气控制技术与PLC应用》课程是浙江省高等教育自学考试工业自动化专业必修课程。《电气控制技术与PLC应用》以《电工基础》和《电子技术》课程为知识基础、以从事机电工程技术人员为讲授对象，是以电气控制技术应用和电气工程设计为主的学科。

《工厂电气控制技术》课程教材内容分两大部分。第一部分为工厂电气控制技术，主要内容有主电路常用的低压电器、控制电路常用的电器元件、继电接触式自动控制系统、典型生产机械电器控制线路、电气控制系统的设计与安装、电气控制实训等；第二部分为可编程序控制器，以日本松下电工FP1系列PLC为例，系统介绍了PLC的结构、工作原理、指令系统、编程方法、应用实例及实验系统。本教材以技术应用为主，在自学考试命题中应充分体现本课程的性质和特点。          

设置本课程的目的是，使自学应考者掌握工厂电气控制系统常用元器件的使用、基本控制环节、电气控制系统的设计与安装等基本知识与相关技能，从而胜任现代企业中或销售部门与电气控制系统相关的设计、维修、安装、销售及管理等工作。

学习本课程的要求是，自考者应掌握常用低压电器的使用、继电接触式自动控制系统基本控制环节、典型生产机械电器控制线路、电气控制系统的设计与安装，掌握可编程序控制器的工作原理、系统组成、指令系统和编程方法，具备继电接触器式电气控制系统的设计能力、工厂常用电气设备的维修与安装能力，具有对可编程控制器的应用能力。

二、考核目标

教材第一部分《工厂电气控制技术》

第一章  主电路中常用的低压电器（重点）

1、学习目的与要求

通过本章学习，掌握电磁式低压电器的基础知识，包括电磁机构和触点系统及其故障原因和预防措施，了解主电路中常用低压电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，掌握主电路中常用低压电器的选择、整定、使用和维护方法等，具备主电路中常用低压电器的选型与维修维护能力。

2、考核知识点

1)、低压电器的概念、作用与分类

2）、电磁式低压电器的基础知识

3）、主电路中常用低压电器的结构、用途、技术参数、选型和维修知识

3、考核要求

1）、识记：①低压电器的概念、作用；②主电路中常用低压电器的作用、选型、图形符号和文字符号。

2）、了解：①电压电器的分类；②电磁机构的分类；③主电路中常用低压电器的结构、用途、技术参数、维护知识。

3）、理解（掌握）：①电磁机构的特性；②电磁机构的结构和工作原理；③短路铜环的作用；④常用的灭弧方法和装置；⑤电接触的形式、接触电阻产生的原因、影响接触电阻的因素及其减小方法；⑥电弧产生的原因和危害；⑦主电路中常用低压电器的工作原理

4）、应用：主电路中常用低压电器的使用、选型、维护和维修。

第二章  控制电路中常用的电器元件（重点）

1、学习目的和要求

通过本章学习，了解控制电路中常用电器元件的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，掌握控制电路中常用电器元件的选择、整定、使用和维护方法等，具备控制电路中常用电器元件的选型与维修维护能力。

2、考核知识点

1)、控制电路中常用电器元件的作用与分类

2）、控制电路中常用电器元件的结构、用途、技术参数、整定、使用和维护方法

3、考核要求

1）、识记：控制电路中常用电器元件的用途、整定、使用、图形符号和文字符号

2）、了解：控制电路中常用电器元件的分类、技术参数和维护方法

3）、理解（掌握）：控制电路中常用电器元件的结构和工作原理

4）、应用：控制电路中常用电器元件的使用、选型、维护和维修。

第三章  继电接触器式自动控制系统（重点）

1、学习目的和要求

通过本章学习，了解电气图纸的类型、国家标准及电气原理图的绘制原则，掌握组成电器控制线路的基本规律，掌握交直流电动机起动、运行、制动、调速、生产机械的行程控制、电器联锁和保护环节等基本控制环节，具备电气控制线路的分析和维护能力。

2、考核知识点

1）、电气控制系统图的绘制规则和常用符号

2）、组成电气控制线路的基本规律

3）、三相异步电动机的起动、制动、调速等控制线路

4）、行程控制线路

5）、直流电动机的起动、制动控制线路

3、考核要求

1）、识记：电气控制系统图的常用符号。

2）、了解：电气控制系统图的绘制规则。

3）、理解（掌握）：①自锁控制、互锁控制、顺序控制、连续与点动控制多地点起停的连锁控制、三相异步电动机直接起动条件；②笼型三相异步电动机定子电路串电阻（或电抗器）的降压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动等控制线路，绕线三相异步电动机转子串电阻、串频敏变阻器起动控制线路，频敏变阻器构造和工作原理；③三相异步电动机定子能耗制动、反接制动，三相异步电动机定子制动控制线路；④笼型多速异步电动机控制线路；⑤行程控制线路；⑥直流电动机的起动、制动控制线路。

4）、应用：生产机械电气控制线路的的分析和维护。

第四章  典型生产机械的电气控制

1、学习目的与要求

通过本章学习，掌握生产机械电气控制线路的读图方法，理解掌握桥式起重机、辊道、钻床等典型生产机械的电气控制线路，进一步掌握电气控制系统的分析方法和分析步骤，具备电气控制线路的设计、安装、调试和维护能力。

2、考核知识点

1）、电气控制线路的读图方法

2）、桥式起重机的结构、工作状态、工作情况、电气控制线路工作原理、保护部分的电气工作原理

3）、辊道的电气控制线路

4）、钻床的电气控制线路

3、考核要求

1）、识记：桥式起重机、钻床的主要结构

2）、了解：①读图的一般方法与步骤；②桥式起重机的主要技术参数、对电力拖动的要求，凸轮控制器、过电流继电器、行程开关、制动器与制动电磁铁的结构和工作原理；③辊道的用途、对电力拖动自动控制的要求；④摇臂钻床的电力拖动的特点。

3）、理解（掌握）：①桥式起重机的工作状态、工作情况、电气控制线路工作原理、保护部分的电气工作原理；②辊道的电气控制线路；③钻床的电气控制线路。

4）、应用：电气控制线路的设计、安装、调试和维护。

第五章  电气控制系统的设计与安装

1、学习目的和要求

通过本章学习，了解电气控制系统设计的主要内容、一般程序，掌握其基本原则，掌握电气原理线路的设计步骤和方法、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法、电气控制系统的安装与调试方法，具备电气控制系统的设计、安装、调试能力。

2、考核知识点

1）、电气控制系统设计的主要内容、一般程序，掌握其基本原则

2）、电气原理线路的设计步骤和方法

3）、电器布置图和电气安装接线图的设计原则与设计方法

4）、电气控制系统的安装与调试方法

3、考核要求

1）识记：①电气控制系统设计的基本原则；②电器元件布置图、电气安装接线图的绘制原则；③试车的注意事项。

2）、了解：①电气控制系统设计的主要内容、一般程序；②电气原理线路的逻辑设计法；③电气控制系统的安装与调试的基本要求、电气控制柜的安装配线、电气控制柜的调试。

3）、理解（掌握）：电气原理线路的经验设计法。

4）、应用：电气控制系统的设计、安装、调试能力。

第六章  电气控制技术实训

不做考核内容

教材第二部分《可编程序控制器》

第一章  可编程序控制器的一般结构及基本工作原理

1、学习目的和要求

通过本章学习，了解PLC的产生、发展动向、分类、应用场合及其PLC的应用设计步骤，掌握PLC的特点、一般结构、基本工作原理和技术性能指标。

2、考核知识点

1）、PLC的产生和特点及其发展动向

2）、PLC的一般结构和基本工作原理

3）、PLC的技术性能指标

4）、PLC的分类及应用场合

5）、PLC的应用设计步骤

3、考核要求

1）、识记：①PLC的特点；②技术性能指标。

2）、了解：①PLC的产生及其发展动向；②PLC的分类及应用场合；③PLC的应用设计步骤。

3）、理解（掌握）：PLC的一般结构和基本工作原理。

第二章  FP1系列PLC的规格及系统构成

1、学习目的和要求

通过本章学习，了解FP1系列PLC的特点、规格、性能指标、构成及特性，掌握FP1系列PLC的内部继存器及I/O配置，具备PLC的初步选型能力。

2、考核知识点

1）、FP1系列PLC的特点、规格及性能指标

2）、FP1系列PLC的构成及特性

3）、FP1的内部寄存器及I/O配置

3、考核要求

1）、识记：FP1的内部寄存器及I/O配置

2）、了解：①FP1系列PLC的特点、规格及性能指标；②FP1系列PLC的构成及特性。

3）、应用：PLC的选型及I/O地址分配。

第三章  指令系统

1、学习目的和要求

通过本章学习，掌握FP1系列PLC的基本指令和高级指令的指令格式和用法，以及将梯形图转换成指令表形式，具备编制电气控制系统PLC梯形图能力。

2、考核知识点

1）、基本顺序指令、基本功能指令、控制指令、比较指令

2）、高级指令（其中特殊指令、高级计数器特殊指令不作考核）

3、考核要求

1）、理解（掌握）：①基本顺序指令；②基本功能指令；③控制指令；④比较指令；⑤高级指令。能用基本指令熟练编程（重点），能够看懂以及会使用高级指令。

2）、应用：编制梯形图及将梯形图转换为指令表。

第四章  编程指导

1、学习目的和要求

通过本章学习，掌握PLC编程的基本原则、编程技巧、基本电路的编程方法，了解索引寄存器功能、系统寄存器功能及设置，具备编制电气控制系统PLC梯形图能力。

2、考核知识点

1）、编程的基本原则、编程技巧、基本电路的编程（重点）

2）、索引寄存器功能

3）、系统寄存器功能及设置

3、考核要求

1）、识记：编程的基本原则

2）、了解：索引寄存器功能、系统寄存器功能及设置。

3）、理解（掌握）：编程技巧、基本电路的编程。

3）、应用：编制电气控制系统PLC梯形图

第五章  安装接线于维修

1、学习目的和要求

通过本章学习，掌握FP1系列PLC的使用环境、各单元的接线方法于要求，了解PLC的经常性维修项目、备份电池的更换方法及可拆卸的端子板，具备PLC的安装接线于维修能力。

2、考核知识点

1）、PLC的安装接线

2）、PLC的维修

3、考核要求

1）、识记：PLC各单元的接线方法

2）、了解：PLC的使用环境、经常性维修项目、备份电池的更换方法及可拆卸的端子板

3）、应用：PLC的安装接线于维修

第六章  编程软件、第七章  通信功能的实现、第八章  PLC应用实验

不做考核要求

教材第二部分《可编程序控制器》附加说明：

本部分教材的例题与习题可取自第八章第三节 指令系统训练和第四节程序设计训练。

三、关于命题和考试的若干规定：

1、本大纲各章所提到的考核知识点都是考试内容。

2、课程教学要求分为识记、了解、理解（掌握）、应用四个层次：

1）、识记：能知道有关名词、概念、规则、图形及文字符号的意义，并能正确地认识和表达。是低层次的要求。

2）、了解：一般是指在眼下不必进一步深入和扩展，有些也许需要自己今后在工作中研究。

3）、理解（掌握）：能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，能用学过的知识点分析和解决具体的问题。是较高层次的要求。

4）、应用：在理解（掌握）的基础上，能用学过的知识点，综合分析和解决比较复杂的问题，是最高层次的要求。

3、试卷对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为15%，“了解”为5%，“理解”为45%，“应用”为35%。其中，在“应用”部分中，电气控制线路或梯形图电路分析（即改错）大致为5%，电气控制线路设计大致为15%，PLC应用中使用基本指令编程大致为15%。

4、《工厂电气控制技术》与《可编程序控制器》的试题比例大致为7比3。

5、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

6、试题类型一般分为填空题、单项选择题、判断题、简答题、应用题。

7、考试采用闭卷笔试形式。闭卷笔试150分钟，采用百分制，60分及格。

四、题型举例(考试大纲中题型举例仅作参考，实际命题时不受此限)

（一）、填空题：（每空1分，本大题共20分）

• 电器按其电压等级可分成___高压电器 __和___低压电器 __。

（二）、单项选择题： （每小题1分，本大题共15分）

1、电磁机构的吸力特性与反力特性的配合关系是（  A  ）。

A、反力特性曲线应在吸力特性曲线的下方且彼此靠近     

  B、反力特性曲线应在吸力特性曲线的上方且彼此靠近  

C、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的下方       

D、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的上方

（三）、判断题：（每小题1分，本大题共10分）

1、在本质上，中间继电器不属于电压继电器。（ ×  ）

（四）、简答及改错题： （每小题5分，本大题共25分）

1、什么是低压电器？常用主电路中和控制电路中的低压电器各列举2种。

答：低压电器通常是指用于交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。例如：

常用主电路中的低压电器：刀开关、低压断路其；

常用控制电路中的低压电器：时间继电器、热继电器。

2、试分析如图一所示控制线路能否实现正常起动？并指出控制线路存在的问题，然后加以改正。

图 一                     图 二

答：该控制线路不能正常起动。当按下起动按钮SB2时，接触器线圈KM得电，其常开接点闭合，将造成控制电源短路。改正的控制线路如图二所示。

（五）、应用题：（本题30分）

1、 有一小车由笼型异步电动机拖动，起动作过程如下：

①小车由原位开始前进，到终端后自动停止；

②在终端停留20秒后自动返回原位停止。

试设计主电路与控制电路。要求有过载保护和短路保护。

解：主电路如图三所示，控制电路如图四所示。

    QS：电源刀开关；            FU1：主回路短路保护熔断器；

KM1：电动机正转接触器；     KM2：电动机反转接触器；

    FR1：过载保护热继电器；     M：笼型异步电动机

FU2：控制回路保护熔断器；   SB1：停止按钮；

SB2：前进起动按钮；         SB3：后退起动按钮；

SQ1：原位行程开关；         SQ2：终端行程开关；

KT1：终端停留时间继电器，延时20秒。

图 三

图 四

2、设某工件加工过程分四道工序，共需30秒，时序要求如图五所示。X0为运行控制开关，

X0=ON时，启动和运行；X0=OFF时停机。而且每次启动均丛第一道工序开始。要求画出梯形

图，写出输入输出分配和指令表。

图 五

解：输入/输出分配如下：

    X0：控制开关

    Y0：第一道工序输出

    Y1：第二道工序输出

    Y2：第三道工序输出

    Y3：第四道工序输出

    梯形图如下所示：

指令表如下：

另：样题含《工厂电气控制技术》每章后的判断题、选择题、问答题、改错题、设计题。