课程名称：机电设备传动与控制                                   课程代码:3071
编 写 弁 言
《中华人民共和国高等教育法》第二十一条规定“国家实行自考本科高等教育自学考试制度，经考试合格的，发给相应的学历证书或其它学业证书。”
高等教育自学考试的开考专业根据经济建设和社会发展的需要设置。当前，中国高等职业技术教育正处于发展时期。发展职业技术教育是促进经济、社会发展和社会主义精神文明建设的重要途径。作为高等教育事业的重要组成部分，高等教育自学考试开展职业技术教育，对调整教育结构、广开成才之路，对普及义务教育、提高教育整体效益，对促进素质教育、增强教育与经济的紧密结合都具有重要的作用。
高等职业技术教育培养的是活跃在生产、管理、服务第一线，掌握专业知识、成熟技术和管理规范，具有完成职业任务能力的应用人才。高等职业技术教育的专业设置与社会需求密切结合，强调知识、技能、态度和价值等素质的整合及其在具体工作环境中的应用。其课程是依据社会经济发展对劳动力的需求，在以职业为导向的整合能力本位思想指导下开发的。高等职业技术专业的课程标准(大纲)是职业活动、学科知识和学习经验的综合反映，在课程内容和课程内容的构造方式上，具有针对性、应用性和综合性的特点。
1999年4月全国高等教育自学考试指导委员会批准天津市开展高等教育自学考试职业技术专业的试点工作。尔后，又批准了应用电子技术等十二个职业技术专业的专业考试计划。天津市高等教育自学考试委员会根据全国高等教育自学考试指导委员会《关于天津市开展高教自学考试职业技术专业试点的批复》(考委［1999］7号)、《关于天津市申请开设计算机技术与应用等高职专业的批复》(考委［1999］24号)的意见和《天津市高等教育自学考试职业技术专业课程考试大纲编写要求》组织编制了试点专业有关课程的考试大纲。这些课程考试大纲尽力体现了前述特点。今后，还将继续修订，以臻完善。
《机电设备传动与控制自学考试大纲》由孙宜综、张维光、张品福老师编写，孙宜综老师执笔。
《机电设备传动与控制自学考试大纲》经机械制造及自动化专业委员会审定，天津市高等教育自学考试委员会批准，自2002年1月起试行。

                                                  天津市高等教育自学考试委员会
                                                         2002年1月
第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点
机电设备传动与控制是高等教育自学考试机械制造及自动化专业的专业技术课，是该专业学生学习和掌握机电设备传动与控制知识和可编程序控制器（PLC）控制知识必修课程。它为学习其它机械制造及自动化专业课程打下一个良好的基础。
二、课程目标与基本要求
本课程目标是使自学者掌握机电设备传动与控制的基本概念，了解应用领域和发展方向；在掌握继电器—接触器控制有关知识的基础上，初步掌握可编程序控制器的编程和使用。课程基本要求如下：
1、了解机电设备传动与控制系统结构、应用和机电设备传动与控制技术的发展趋势。
2、了解电力拖动系统的运动方程式；工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算；生产机械的负载转矩特性。
3、掌握三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性；各种运行状态；三相异步电动机启动、调速、制动的方法。
4、理解控制电机、单相电动机结构、分类、工作原理。
5、了解机电设备电气传动控制中常用的元、器件结构、作用原理、符号、正确使用方法。
6、掌握电气传动控制原理图的画法及阅读方法。
7、掌握电气传动控制电路一般分析方法。
8、了解可编程序控制器（PLC）结构、工作原理、技术性能指标、分类及应用场合
9、理解可编程序控制器（PLC）的构成及特性、内部寄存器及I / O配置。
10、掌握可编程序控制器（PLC）基本指令、了解高级指令基本使用。
11、掌握用可编程序控制器（PLC）指令系统编写程序的一般步骤，编写简单程序。
三、本课程与相关课程的关系
本课程是专业知识课“电工及电子技术基础”的继续与延伸，是专业技术课“数控机床”等课程的基础。
第二部分  课程内容与考核目标
第一章  绪论
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解本课程的基本内容与学习方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）机电设备的组成（一般）
了解：机电设备的组成。
（二）机电设备电气传动控制举例（一般）
了解：电气传动控制线路的基本组成及简要控制原理。

第二章  电力拖动系统动力学基础
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解电力拖动系统动力学基础知识：电力拖动系统的运动方程式；工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算；生产机械的负载转矩特性。
二、考核知识点与考核目标
（一）电力拖动系统的运动方程式（一般）
了解：电力拖动系统的运动方程式。
（二）工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算（一般）
理解：工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算。
（三）生产机械的负载转矩特性（次重点）
应用：生产机械的负载转矩特性。

第三章  电动机启动、制动、调速
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解交流异步鼠笼式电动机的机械特性、启动、制动、调速等方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）交流异步电动机机械特性（次重点）
应用：交流异步电动机机械特性。
（二）交流异步电动机的启动（重点）
应用：交流异步电动机的启动方法。
（三）交流异步电动机的调速（一般）
了解：交流异步电动机的调速方法。
（四）交流异步电动机的制动（次重点）
应用：交流异步电动机的制动方法、原理、种类及分析和判别。

第四章  单相电动机、控制电机
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解控制电机、单相电动机结构、工作原理与应用等。
二、考核知识点与考核目标
（一）伺服电动机（一般）
了解：伺服电动机结构、分类、工作原理、选择及应用。
（二）步进电动机（一般）
了解：步进电动机特点、结构、分类、工作原理及应用。
（三）单相电动机（次重点）
了解：单相电动机结构、分类、工作原理及应用。

第五章  低压电器、继电控制线路
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解低压电器基本知识，学习阅读电器控制线路图纸的基本方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）低压电器（重点）
了解：执行电器、控制电器、辅助电器及其它电器的结构、工作原理。
（二）电器控制图基本知识（次重点）
理解：图形符号和文字符号、绘制电气控制图有关规定的应用。
（三）电器控制线路（重点）
应用：交流异步电动机（鼠笼式）基本控制电路（启动、停止、点动、正反转等）、连锁控制线路、工作原理，电动机控制的保护环节作用原理。
（四）简单电气控制线路分析基础（重点）
应用：电气控制原理图分析一般步骤、直接分析法。

第六章  可编程序控制器（PLC）
一、学习目的与要求
通过本章学习和相应实践环节训练，学习可编程序控制器（PLC）的原理、指令系统及应用技术等内容，提高程序设计能力，为进一步掌握机电一体化控制技术打下基础。
二、考核知识点与考核目标
（一）PLC产生及发展（一般）
了解：PLC产生及发展。
（二）PLC一般结构和基本工作原理（次重点）
理解：PLC一般结构和基本工作原理。
（三）PLC技术性能指标（次重点）
理解：PLC技术性能指标。
（四）PLC分类及应用场合（一般）
了解：PLC分类及应用场合。
（五）FPI系列PLC构成及特性（一般）
了解：FPI系列PLC构成及特性。
（六）FPI的内部寄存器及I/O配置（重点）
理解：FPI 的内部寄存器及I/O配置。
（七）基本指令（重点）
应用：顺序指令、功能指令、控制指令、比较指令。
（八）高级指令（次重点）
理解：高级指令类型及构成、数据传输指令、BIN、BCD算术指令、逻辑运算指令、位操作指令
（九）编程指导（重点）
应用：编程指导：电梯控制程序
（十）NPST－GR编程软件
应用：NPST－GR编程软件的安装、功能介绍和程序监控运行。

第七章  电器控制线路应用实例
一、学习目的与要求
通过本章节的学习，了解机床电气控制的基本概念；机床电路的分析方法和分析过程；典型机床的控制电路及拖动原理；参数的调整与设定值的整定方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）机床电器控制线路的基本概念(次重点)
了解：电气拖动的基本概念及拖动方案的选用；电气控制方案的种类及选择；电气控制系统的总体要求。
（二）中型普通卧式车床控制线路（次重点）
应用：电路介绍；主电路介绍及实现功能；控制电路介绍（主轴点动控制，主轴正、反转控制，主轴电机的反接制动控制，刀架快速移动控制）；电路中的保护功能及实现。
第三部分  实践内容与考核目标
一、知识与技能考核目标
通过实验课，使考生做到理论联系实际，进一步理解交流、单项、步进电动机、可编程序控制器（PLC）等基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行原理、常用电气控制线路和可编程序控制器（PLC）技术的应用。
考核目标：考生独立看懂机床电气控制线路图。对于可编程序控制器能够编写简单程序并进行调试。
二、实验内容
必做实验：
实验（一）三相异步电动机启动、停止、点动、正反转
1、了解三相异步电动机的结构及铭牌数据的意义。
2、掌握三相异步电动机的启动、停止、点动、正反转控制电路的连线和操作。
3、熟悉三相异步电动机的启动、停止、点动、正反转的方法。
4、理解三相异步电动机的启动、停止、点动、正反转控制的工作原理，以及电路中“自保”和“互锁”的作用。
实验（二）三相异步电动机星—角启动控制
1、了解按钮、空气阻尼式时间继电器的结构、工作原理及使用方法。
2、掌握三相异步电动机的星—角降压启动控制线路的工作原理及接线方法。
3、熟悉上述线路的故障分析及排除故障的方法。
实验（三）可编程序控制器基本指令上机调试
1、通过实验，进一步了解PLC的系统结构和工作原理。
2、熟悉编程器的键盘，学习编程器的使用方法。
3、熟悉编程状态的进入和内存的清除，掌握程序的输入、检查和编辑。
4、通过简单程序的写入和模拟调试，进一步熟悉PLC的指令系统和编程方法。
实验（四）可编程序控制器简单程序上机调试
1、熟悉编程器的使用。
2、掌握基本指令的用法。
实验（五）可编程序控制器应用程序上机调试
1、练习根据控制任务的要求设计PC控制电路和程序。
2、练习模拟实验的组建和程序调试。
选做实验：
实验（一）三相异步电动机行程控制
实验（二）单相电动机启动、调速控制
实验（三）三相异步电动机变频调速
实验（四）步进电动机控制
实验（五）可编程序控制器高级指令上机调试
第四部分  有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次的表达
本大纲规定了考试目标，包括考核知识点和考核目标。明确考核目标，使自学应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的的对教材进行系统学习；使社会助学者能够更全面的、有针对性的分层次进行辅导；使考试命题能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易度。
本大纲在考核目标中，按照了解、理解、应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，其含义是：
了解：能知道有关名词、概念、知识的意义，并能准确地认识和表达。是低层次的要求。
理解：在了解基础上，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。是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能用学过的多个知识点分析和解决简单的问题，是最高层次的要求。

二、教材
指定教材：《机电传动与控制》（专科本）程宪平主编 华中理工大学出版社 1997年版
《可编程序控制器原理、应用、实验》常斗南编，机械工业出版社 1997年版
参考教材：《工厂电气控制设备》赵明、许廖编，机械工业出版社98.7第二版
《电机及拖动基础》顾绳谷编，合肥工业大学
《机床计算机数控及应用》机电一体化系列教材
《机床电气自动控制》陈远龄编，重庆大学出版社
《机床电气控制技术》齐占庆编，机械工业出版社 修订版

三、自学方法指导
1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2、阅读教材时，要逐段细读、逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4、做作业是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题以及提高运算能力的重要环节，在做作业之前，必须认真阅读教材，切勿认为会做题就是掌握了教材内容，做题要求概念清楚，回答问题要有逻辑性，论述问题要有论点、论据，勿草率了事，照本抄写，死记硬背，不加分析，急于求成。
5、《机电设备传动与控制》是与实践结合非常密切的一门专业基础课，它的实践性很强，机电设备传动控制由继电控制向可编程序控制器控制和数字控制发展。考生应注意教材中引用的新观点、新思维、新理论，注意实践对理论的需要，以利于自学者学习、研究过程中与实践同步，更好地用所学过的基础理论指导实践，也应用创新意识和创新观点。

四、对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、对实验的要求：各助学点创造条件，使考生能够按照大纲规定课时，上好实验课。同时希望考生通过实验课，可以加强对一些理论知识理解，也可以提高自己的动手能力。要求各助学点记录每次考生实验训练成绩。
7、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，作出判断，解决问题。
8、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
9、助学时间：本课程共4学分，助学学时不少于72学时，建议分配如下：
章节 课程内容 课内教
学时间 实践教
学时间
1 概论 2 
2 拖动动力学基础 4 
3 交流电动机启动、制动、调速 8 4
4 控制电机、单相电动机 6 
5 低压电器、继电控制线路 8 
6 可编程序控制器PLC 20 16
7 实例分析 4 
 合计 52 20

五、关于命题和考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的考核目标中各知识点都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解”为15%，“理解”为30%，“应用”为55%。
3、试题难易程度分为四档易、较易、较难、难，所占比例依次约为2：3：3：2。
4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%、次重点占25%、一般占10%。
5、试题类型一般有单项选择题、填空题、判断改正题、名词解释题、简答题、应用题等。
6、考试方式为闭卷、笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制，60分为及格。

六、题型示例
    （略）