2020年天津3359工厂电气设备控制自考考试大纲

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本大纲对应教材版本：《工业电气控制技术教程》张鹤鸣主编北京理工大学出版社2010年7月第1版

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：工厂电气设备控制

课程代码：3359

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

工厂电气设备控制是高等教育自学考试工业电气自动化专业的一门专业课程。本课程的学习对全面掌握现代化企业生产设备的控制技术起到重要的作用。本课程重点论述传统继电接触控制线路的组成原理、线路分析及控制系统装置的硬件和软件设计的基本方法和现代可编程序控制器（PLC）的组成原理、控制系统、功能模块、联网通信及系统与程序设计的基本方法。通过学习可以使考生对上述内容有系统的认识，达到熟悉并理解控制系统的基本原理和设计方法的目的。

本大纲是根据天津市高等教育自学考试工业电气自动化专业培养目标编写的，立足于培养在生产、建设、管理、服务第一线岗位上从事高级技术工作的实用性人才，适应本专业的培养方向。本大纲叙述的内容尽可能简明实用，便于自学。

二、课程目标与基本要求

本课程的目标和任务是使考生通过本课程的自学和辅导考试，进行有关电气控制系统的基本理论、基本知识和基本技能的学习和训练，掌握电气控制系统的基本分析方法，具备设计的基本能力，为以后的工作和继续学习打下坚实的基础。

课程基本要求如下：

1、熟悉并掌握工业电气控制的基本环节。

2、熟练掌握典型生产机械的电气控制线路、能够对电气控制线路进行独立分析。

3、熟悉工业电气控制系统设计的基本内容、基本原则和基本程序，掌握电气控制线路的设计方法。

4、熟悉直流调速系统的基本概念，掌握闭环自动调速系统的组成及工作原理。

5.熟悉变频调速的基本原理，掌握交流异步电动机变频调速控制系统的基本组成及工作原理

6、熟悉可编程序控制器的组成及基本工作原理，掌握三种小型PLC系统的基本指令，能够根据工艺过程和控制要求正确选用PLC、设计控制系统、编写和调试程序。并应用于生产实际。

三、与本专业其他课程的关系

本课程在工业电气自动化专业的专业计划中被列为专业课，是在专业基础课学完之后的一门选修课程。本课程的学习在于使考生具备电气控制系统的分析和基本设计能力。

第二部分考核内容与考核目标

第一章工业电气控制的基本环节

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解低压电器的基本知识及电气控制原理图的绘制方法，熟悉电气控制的基本规律，掌握三相交流异步电动机及液压传动系统的电气控制原理与方法。

二、考核的知识点与考核目标

（一）低压电器的基本知识（次重点）

识记：常用低压电器的定义、分类、结构、文字符号和图形符号及规格型号。

理解：常用低压电器的工作原理及应用。

应用：常用低压电器的选用原则及使用维护。

（二）电气控制原理图的绘制方法（一般）

识记：电气图的分类、电气图的绘制原则。

（三）电气控制的基本规律（重点）

识记：连锁控制、参量控制、多点控制的概念。

理解：连锁控制、参量控制、多点控制的控制原理。

应用：连锁控制、参量控制、多点控制的选择。

（四）三相交流异步电动机的启动、制动控制（次重点）

识记：三相交流异步电动机的启动性能。

理解：三相交流异步电动机的启动、制动控制原理。

应用：三相交流异步电动机的启动、制动控制方式的选择。

（五）多速电动机高低速控制（一般）

识记：三相交流异步电动机调速的基本原理。

理解：多速电机的变极调速原理。

（六）液压传动系统的电气控制（一般）

识记：液压传动系统的组成。

理解：电液控制系统的控制原理。

（七）电动机的保护（次重点）

识记：电动机保护措施的分类。

理解：电动机各种保护措施的保护原理与实现方法。

第二章典型生产机械的电气控制线路分析

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解C650卧式车床和X-62W万能铣床的主要结构和运动形式，熟悉C650卧式车床和X-62W万能铣床对电力拖动和控制的要求，能够正确分析C650卧式车床和X-62W万能铣床的电气控制线路。

二、考核的知识点与考核目标

（一）C650卧式车床电气控制分析（重点）。

识记：C650卧式车床的主要结构和运动形式。

理解：C650卧式车床对电力拖动和控制的要求。

应用：能够正确分析C650卧式车床电气控制线路。

（二）X-62W万能铣床电气控制分析（重点）

识记：X-62W万能铣床的主要结构和运动形式。

理解：X-62W万能铣床对电力拖动和控制的要求。

应用：X-62W万能铣床电气控制线路。

第三章工业电气控制系统的设计

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解工业电气控制系统设计的基本内容和基本原则，熟练掌握设计的基本程序和基本方法，熟悉常用电气元件的选择。

二、考核的知识点与考核目标

（一）工业电气控制系统设计的基本内容、基本原则、基本程序（次重点）

识记：工业电气控制系统设计的基本内容、基本原则和基本程序。

（二）电气控制线路的设计方法（重点）

理解：经验设计法和逻辑设计法的概念。

应用：熟悉经验设计法和逻辑设计法的设计过程。

（三）熟悉常用电气元件的选择（一般）

识记：常用电气元件的选择依据。

第四章直流自动调速系统的控制

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解直流调速的基本概念，熟悉转速负反馈单闭环自动调速系统和转速、电流负反馈双闭环自动调速系统的系统组成及工作原理，掌握系统静态特性与动态特性的分析方法。

二、考核的知识点与考核目标

（一）直流调速的基本概念（重点）

识记：电气传动调速的性能指标及直流电动机的调速方法。

理解：开环调速与闭环调速系统的工作原理。

（二）转速负反馈单闭环自动调速系统（次重点）

识记：系统组成及工作原理。

理解：熟悉系统特性的分析与计算方法。

（三）转速、电流负反馈双闭环自动调速系统（一般）

识记：系统组成及工作原理。

理解：系统静态特性与动态特性的分析方法。

第五章交流异步电动机变频调速控制

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解变频调速的基本原理，熟悉变频器的分类、组成及工作原理，掌握SPWM波形控制的基本原理及矢量变换控制的基本思想。

二、考核的知识点与考核目标

（一）变频调速的基本原理（一般）

理解：变频调速调速的基本原理。

（二）变频器的分类、组成和工作原理（次重点）

识记：变频器的分类、组成。

理解：变频器的分类、组成和工作原理。

（三）正弦波脉冲宽度调制（SPWM）型逆变电路（重点）

识记：变频调速调速的基本原理。

理解：SPWM逆变电路的同步调制和异步调制。

（四）三相异步电动机的矢量变换控制（次重点）

识记：矢量变换控制的基本思想。

理解：矢量变换控制的基本应用。

（五）变频器的基本功能、选择及控制电路设计（一般）

识记：变频器的基本功能、选择使用及控制电路设计方法。

第六章可编程控制器的基本原理

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解可编程控制器的基本概念、基本功能与特点，熟悉可编程控制器的软件及编程语言，掌握PLC的组成及工作原理。

二、考核的知识点与考核目标

（一）可编程控制器的基本概念、组成及工作原理。（重点）

识记：可编程控制器的基本概念、基本功能与特点

理解：可编程控制器的软件及编程语言，掌握PLC的组成及工作原理。

第七章三种小型PLC及其基本指令

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解三种小型PLC的硬件配置，熟悉三种小型PLC的基本指令，掌握步进顺序控制的概念及顺序功能图的组成。

二、考核的知识点与考核目标

（一）欧姆龙CQM1H系列PLC及其基本指令（重点）

识记：CQM1H系列PLC的硬件系统配置、数据区及其功能。

理解：CQM1H系列PLC的基本指令。

（二）西门子S7-200系列PLC及其基本指令（次重点）

识记：S7-200系列PLC的硬件系统配置和内部资源。

理解：S7-200系列PLC的基本指令。

（三）三菱FX2N系列PLC及其基本指令（次重点）

识记：FX2N系列PLC的硬件组成及其编程软元件。

理解：FX2N系列PLC的基本指令。

（四）步进顺序控制及顺序功能图（一般）

识记：握步进顺序控制的概念及顺序功能图的组成。

第八章PLC系统设计及应用举例

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解PLC控制系统设计的内容及步骤，熟悉PLC控制系统硬件设计和软件设计的方法，掌握PLC控制系统的实际应用。

二、考核的知识点与考核目标

（一）PLC控制系统设计的内容及步骤（次重点）

识记：PLC控制系统设计的基本原则、主要内容与一般步骤。

理解：PLC控制系统模式的选择。

（二）PLC控制系统硬件设计和软件设计（重点）

识记：PLC机型的选择方法。

理解：PLC容量估算。

应用：PLC控制系统的程序设计。

（三）PLC控制系统应用实例（一般）

理解：熟悉PLC控制系统的实际应用。

第三部分有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

本大纲在考核目标中按着“识记”、“理解”、“应用”等三个能力层次规定考生应达到的能力层次要求，各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述。

理解：在了解的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法与技能，并把握上述内容的区别和联系。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法与技能，分析解决有关的理论和实际问题，并能够运用多个知识点进行综合分析，解决问题。

二、指定教材

《工业电气控制技术教程》张鹤鸣主编北京理工大学出版社2010年7月第1版

三、自学方法指导

1、在开始学习指定教材每一章之前，应先阅读大纲中有关这一章考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，使阅读教材有的放矢。

2、阅读教材时，要仔细阅读，逐句推敲，理论联系实际，深刻理解基本概念、基本原理，牢固把握基本方法和技能。

3、自学过程中坚持做好读书笔记，做到有归纳、有总结、有理解。自学过程中除了勤于思考外，还要勤于提问、勤于请教，勿死记硬背，生搬硬套，急于求成。要注意所学内容纵向和横向的联系。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的目标总要求和各章掌握的知识点。

2、应熟知各知识点要求达到的能力层次，并深刻体会与理解各知识点的考核目标。

3、辅导时应注意指导考生加强本学科研究方法的训练，加强考生自学能力、观察和思维理解能力、分析解决问题的能力及创新意识的培养。

4、辅导时应以考试大纲为准，指定教材为基础，避免随意超纲。

5、辅导时协助考生理解知识点的能力层次，不可将试题难易与能力层次直接挂钩。

6、辅导时应突出重点，对考生要启发引导，不可让考生死记硬背。

7、辅导时应要求考生刻苦学习，钻研教材，独立思考，勤于提问。

8、助学学时：本课程共4学分，建议总学时72学时，课时分配如下

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的考核内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点，试题内容不超纲。

2、试卷中试题比例一般为识记占20％、理解占35％、应用占45％。

3、反映不同难易度的试题分数比例一般为易占20％、较易占30％、较难占30％、难占20％。

4、每份试卷中各类考核点所占比例约为重点65％、次重点25％、一般10％。

5、试题类型一般为：填空题、单项选择题、多项选择题、判断题、分析转化题、设计作图题、简答题等。

6、考核采用闭卷笔试，考核时间150分钟，采用百分制评分，60分及格。

六、题型示例

（一）填空题

降压启动的目的是。

（二）单项选择题

桥式起重机低速下放重物时，电动机应工作在（）状态。

A．反向电动B．再生制动C．倒拉反转制动D．单相倒拉反转制动

（三）多项选择题（略）

（四）判断题

PLC断电时，存储器中用户编制的程序将丢失。（）

（五）分析转化题

1、将梯形图转化为指令表

2、在上题中，当0004、0007为ON，0001、1010只接通一个扫描周期时，0500的状态为，直到或中任意一个为OFF。

（六）简答题

1、简述单极性SPWM控制和双极性SPWM控制的特点。

2、简述电力拖动中电动机的选用原则。

（七）设计作图题

1、设计一个单台双速电动机控制线路，控制要求如下：

分别用两个按钮操作高、低速运行的启动和停止；

启动高速时，必须先接成低速后经延时再换接到高速；

有短路和过载保护。

2、利用PLC编程实现Y－降压启动控制（三个接触器，延时3秒）。

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