PLC可编程控制器课程标准剖析.docx
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PLC可编程控制器课程标准剖析
课程标准
课程名称：
PLC可编程控制器
课程代码：
02009
适用专业：
应用电子技术
学时：
72
学分：
4.5
制订人：
审核：
《PLC可编程控制器》学习领域（课程）标准
一、学习领域（课程）综述
（一）学习领域定位
“PLC可编程控制器”学习领域由技术员岗位及岗位群的“可编程控制技术”行动领域转化而来，是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一：
表一学习领域定位
学习领域性质
专业必修学习领域
学习领域功能
使学生具备从事利用PLC根据给定的控制要求，完成中等复杂程序控制系统的规划与实施。
前导学习领域
单片机原理及应用、电子测量技术
平行学习领域
集成电路应用
后续学习领域
无
（二）设计思路
本课程的设计思路是以培养应用型高职高专人才为指导思想，本课程主要以理论与实践相结合为主，在传授知识同时更注重学习兴趣和学习方法的培养，以提高学生独立思考、分析问题的能力，对于一些重点内容，经课堂讲授后，可有针对性的设计一些实验内容，先组织学生分组分析讨论，讨论后老师针对一些模糊的知识点详细点评，让学生理解透彻。
每一部分结束后，布置一定数量的小程序设计，以加深学生对所学知识的理解。
同时，鼓励学生大量通过阅读与本课程相关的课外资料，以便拓宽学生的知识面，完善之知识储备结构。
《PLC可编程控制器》课程是以就业为导向，以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的原则进行设计。
本课程共6个专业教学项目，其中必修项目5个，提高项目1个可根据不同专业、不同机型、不同学生在扩展项目中选取。
项目内容来自现工业现场应用，结合新技术、新方法，体现当前流行的专业技术。
教学过程中将学生应知应会的理论知识融入到具体项目中，以项目为载体，让学生看到成果，提升学生的学习趣，帮助学生掌握提高理论知识、动手技能，拓宽知识面。
在学习领域内容的排序上，遵循认知规律，由易到难地设计学习情境，同时兼顾工作过程的先后顺序。
（三）学习领域（课程）目标
1.方法能力目标：
●培养学生谦虚、好学的能力；
●树立学生勤于思考、做事认真的良好作风和良好的职业道德。
●熟练掌握可编程序控制器工作原理与基本指令
●掌握PLC编程方法，学会PLC编程器与编程软件的使用方法
2.社会能力目标：
●培养学生的沟通能力及团队协作精神；
●培养学生分析问题、解决问题的能力；
●培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风；
●培养学生的质量意识、安全意识；
●培养学生语言表达能力。
3.专业（职业）能力目标：
●掌握可编程序控制器的基本原理、结构、技术参数，能够根据需要正确选择；
●掌握PLC基本指令和编程方法；
●能够正确使用常用的电工工具完成可编程序控制器系统的安装；
●熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号，具备识读电路图能力；
●能够根据给定图纸进行现场安装与并利用编程工具进行现场调试；
●可以根据给定的控制要求，完成中等复杂程序控制系统的规划与实施；
●能根据工艺过程和控制要求完成程序设计及调试；
●掌握故障分析方法，能对可编程序控制器控制系统常见故障进行分析并排除；
●根据完成的工作进行资料收集、整理和存档等技术资料整理能力；
●通过强化训练，可以考取中级维修电工职业资格证书。
二、学习领域（课程）描述
学习领域描述包括学习领域名称、学期、参考学时、学习任务和学习领域目标等，见表二：
表二学习领域的描述
学习领域：
PLC可编程控制器
教学时间安排：
第四学期72课时：
学习任务：
利用PLC根据给定的控制要求，完成中等复杂程序控制系统的规划与实施。
掌握故障分析方法，能对可编程序控制器控制系统常见故障进行分析并排除。
学习目标：
1、了解大中小型PLC的基本结构、功能特点和应用领域。
2、了解S7-200PLC的硬件结构和性能，掌握常用I/O电路的工作原理和接线方法。
3、理解S7-200的寻址方式、熟悉指令系统，掌握常用指令的使用方法。
4、熟悉STEP7编程软件的使用方法，能够完成硬件组态、程序调试和监控。
5、理解和掌握设计梯形图的步骤和方法，包括经验设计法、继电器电路转换法和顺序控制设计法，能够使用顺序控制设计法设计较复杂的开关量顺序控制系统。
6、领会结构化编程的特点和优越性，能读懂、编写和调试简单结构化程序。
7、领会模拟量闭环控制的作用，能根据实际控制要求对PID控制器的参数进行调试与整定。
工作与学习内容
工作对象
1.需完成的任务源程序的编写；
2.待制定的项目工作计划；
3.需收集的任务背景信息；
4.待PLC实验设备、耗材的领用；
5.待记录、整理和保存的实验程序。
工具：
多媒体设备、STEP7编程软件。
西门子S7-200试验箱。
工作要求：
组内成员之间、各小组成员之间进行熟练的专业沟通；
从应用、安全、合理的需求来确定系统的设计任务；
工作中要注重培养创新意识、质量和安全意识；
编写和整理技术资料，进行评价和反馈。
工作方法：
与实训指导教师就每个教学项目的内容进行沟通，做好各项准备工作与记录；
确定所需耗材、试验箱及数量；
编写项目的梯形图程序；
在教师指导下，按照项目任务进行仿真；
完成控制系统相应功能的拓展。
劳动组织：
学生分组完成任课老师或实训指导教师安排的控制任务；
各组检查后向专业实训室领取试验箱、导线及编程电缆；
实训项目完工后，小组自检自评，然后交任课老师或实训指导教师检验。
学习组织形式与方法
部分任务的“学习准备”阶段采用正面课堂教学，部分采用独立学习；多数计划实施阶段采用小组学习，明确小组负责人并定期更换。
在学习过程中设置与企业一致的工作步骤及要求。
学业评价
（1）终结性评价方式及比重：
闭卷考试，占总成绩比例：
50%。
（2）过程性评价方式及比重：
平时考勤，占总成绩比例：
10%。
课堂活动表现，占总成绩比例：
10%。
课外作业与课外小论文，占总成绩比例：
10%。
实验室和实训室的表现，占总成绩比例：
20%。
（3）本课程成绩的评定：
总成绩=闭卷考试成绩+平时考勤成绩+课堂活动表现成绩+课外作业与课外小论文成绩+实验室和实训室的表现成绩。
三、学习情境划分及描述
（一）学习情境设计
表三学习情境设计
序号
名称
学时
一
项目背景
6
二
三相异步电动机控制
14
三
交通信号灯控制
16
四
机械手的控制
14
五
局部通风机PLC控制
12
六
网络读写控制
12
（二）学习情境描述
包括学习情境名称、学时、学习任务、与其他情境的关系、学习目标、学习内容、教学条件、教学方法组织形式、教学流程、学业评价。
表四学习情境一的描述
学习
情境名称
三相异步电动机
控制
学习
领域
电气PLC控制系统运行
教学
时间
第五学期
14学时
学习任务
1.PLC与其他控制系统的比较
2.位操作指令
3.PLC的编程软件
与其他情境的关系
本学习情境为本学习领域的第1个学习情境，主要目的是掌握STEP7编程软件的使用，可以利用位操作指令完成简单的自动控制任务，并作为其他学习情境的基础。
学习目标
知识目标：
1.了解PLC的特点；
2.掌握PLC的位操作指令；
3.掌握STEP7编程软件的使用；
4.掌握简单的梯形图编程方法；
5.掌握梯形图语言与语句表语言之间的转化。
技能目标：
1.能够进行三相异步电动机正反转控制线路的PLC改造；
2.学会利用经验完成一般的继电接触器控制系统的线路改造。
综合能力目标：
1、与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神。
学习内容
1.PLC与其他控制系统的比较；
2.位操作指令；
3.STEP7编程软件的使用；
4.梯形图、语句表编程方法；
5.继电接触器控制系统线路的PLC改造。
教学条件
多媒体设备、STEP7编程软件、西门子S7-200试验箱、网络化教学环境、通用计算机40台、课件、黑板等。
教学方法组织形式
教学方法：
项目教学法、引导文法、模拟教学法、案例分析法。
组织形式：
公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视控制系统的行业背景分析。
教学流程
步骤一：
资讯（3课时）
确定PLC控制系统的优点，熟悉编程环境，学习编程方法，了解项目的背景资料，任务程序的编写。
步骤二：
计划：
（0.5课时）
资源分配，检查任务程序，确定系统的外部接线。
步骤三：
决策（0.5课时）
确定控制任务，完成实验前的相关准备工作。
步骤四：
实施（3课时）
完成西门子S7-200PLC试验箱的外部接线；
使用STEP7编程软件上传控制程序；
使用西门子S7-200PLC试验箱完成控制任务的仿真；
步骤五：
检查（0.5课时）
利用程序状态监控对系统程序运行进行检查，观察系统输出是否达到预期要求。
步骤六：
评估（0.5课时）
小组成果展示，得到成功的体验。
分析反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），总结成功与失败的经验和教训，发扬成绩，找出不足。
学业评价
1.设计过程合理。
2.按要求完成设计，并满足各项控制要求。
3.专业知识考核25%，成果评定60%，，职业素养及团队合作精神10%，自我评价5%。
表五学习情境二的描述
学习
情境名称
交通信号灯控制
学习
领域
电气PLC控制系统运行
教学
时间
第五学期
16学时
学习任务
1.PLC定时/计数器指令的学习；
2.十字路口交通信号灯控制程序的编写；
3.使用计数器指令相关程序的编写。
与其他情境的关系
该情景主要目的是掌握PLC定时/计数器指令，利用定时/计数器指令并结合位操作指令可以完成大部分的顺序逻辑控制程序的编写，是上一个学习情境的延伸。
学习目标
知识目标：
掌握PLC定时/计数器指令；
技能目标：
1.能够利用定时器指令完成十字路口交通信号灯控制程序的编写；
2.能够利用计数器指令完成简单的程序比如对生产线的产品进行计数。
综合能力目标：
1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神。
2.通过各种途径获取资料，具有较强的自学能力。
学习内容
1.PLC的定时器指令
2.PLC的计数器指令；
3.交通信号灯控制程序的编写；
4.计数器指令相关程序的编写。
教学条件
多媒体设备、STEP7编程软件、西门子S7-200试验箱、网络化教学环境、通用计算机40台、课件、黑板等。
教学方法组织形式
教学方法：
项目教学法、引导文法、模拟教学法、案例分析法。
组织形式：
公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视控制系统的行业背景分析。
教学流程
步骤一：
资讯（4课时）
相关指令学习，任务背景介绍，控制要求分析，选型的理由等，任务程序的编写。
步骤二：
计划：
（0.5课时）
资源分配，检查任务程序，确定系统的外部接线。
步骤三：
决策（0.5课时）
确定控制任务，完成实验前的相关准备工作。
步骤四：
实施（4课时）
完成西门子S7-200PLC试验箱的外部接线；
使用STEP7编程软件上传控制程序；
使用西门子S7-200PLC试验箱完成控制任务的仿真；
步骤五：
检查（0.5课时）
利用程序状态监控对系统程序运行进行检查，观察系统输出是否达到预期要求。
步骤六：
评估（0.5课时）
小组成果展示，得到成功的体验。
分析反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），总结成功与失败的经验和教训，发扬成绩，找出不足。
学业评价
1.设计过程合理。
2.按要求完成设计，并满足各项控制要求。
3.专业知识考核25%，成果评定60%，，职业素养及团队合作精神10%，自我评价5%。
表六学习情境三的描述
学习
情境名称
机械手的控制
学习
领域
电气PLC控制系统运行
教学
时间
第五学期
14学时
学习任务
1.学习PLC程序控制类指令；
2.机械手的控制指令的编写与调试。
与其他情境的关系
该情景主要目的是掌握PLC程序控制类指令，利用数据处理类指令可以完成程序的跳转、循环等并学会子程序的调用，是上一个学习情境的延伸。
学习目标
知识目标：
掌握PLC程序控制类指令；
技能目标：
1.能够利用课程所学习过的内容完成机械手运动控制程序的编写；
2.掌握子程序的调用。
综合能力目标：
1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神。
2.通过各种途径获取资料，具有较强的自学能力。
学习内容
1.系统控制类指令；
2.跳转、循环指令；
3.子程序调用指令；
4.顺序控制指令；
5.机械手控制指令的编写。
教学条件
多媒体设备、STEP7编程软件、西门子S7-200试验箱、网络化教学环境、通用计算机40台、课件、黑板等。
教学方法组织形式
教学方法：
项目教学法、引导文法、模拟教学法、案例分析法。
组织形式：
公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视控制系统的行业背景分析。
教学流程
步骤一：
资讯（3课时）
相关指令学习，任务背景介绍，控制要求分析，选型的理由等，任务程序的编写。
步骤二：
计划：
（0.5课时）
资源分配，检查任务程序，确定系统的外部接线。
步骤三：
决策（0.5课时）
确定控制任务，完成实验前的相关准备工作。
步骤四：
实施（3课时）
完成西门子S7-200PLC试验箱的外部接线；
使用STEP7编程软件上传控制程序；
使用西门子S7-200PLC试验箱完成控制任务的仿真；
步骤五：
检查（0.5课时）
利用程序状态监控对系统程序运行进行检查，观察系统输出是否达到预期要求。
步骤六：
评估（0.5课时）
小组成果展示，得到成功的体验。
分析反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），总结成功与失败的经验和教训，发扬成绩，找出不足。
学业评价
1.设计过程合理。
2.按要求完成设计，并满足各项控制要求。
3.专业知识考核25%，成果评定60%，，职业素养及团队合作精神10%，自我评价5%。
表七学习情境四的描述
学习
情境名称
局部通风机PLC控制
学习
领域
电气PLC控制系统运行
教学
时间
第五学期
12学时
学习任务
1.了解局部通风机的基本构成；
2.学习变频器及其控制；
3.PLC的PID控制。
与其他情境的关系
该情景主要目的是掌握PLC的PID控制，利用PLC构成闭环控制掌握PLC在恒压供水系统中的应用，是一个综合设计的学习情境。
学习目标
知识目标：
1.掌握变频器及其控制；
2.掌握PLC的PID控制。
技能目标：
1.能够利用PLC构成闭环控制掌握其在恒压供水系统中的应用；
2.EM235的配置及应用。
综合能力目标：
1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神。
2.通过各种途径获取资料，具有较强的自学能力。
3.遇到困难分析问题，解决问题的能力。
学习内容
1.局部通风机的基本构成；
2.变频器及其控制；
3.EM235的配置及应用；
4.PLC的PID控制；
5.PLC控制的局部通风机实例。
教学条件
多媒体设备、STEP7编程软件、西门子S7-200试验箱、网络化教学环境、通用计算机40台、课件、黑板等。
教学方法组织形式
教学方法：
项目教学法、引导文法、模拟教学法、案例分析法。
组织形式：
公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视控制系统的行业背景分析。
教学流程
步骤一：
资讯（2课时）
相关内容的学习，任务背景介绍，控制要求分析，选型的理由等，基础任务程序的编写。
步骤二：
计划：
（0.5课时）
资源分配，检查任务程序，确定系统的外部接线。
步骤三：
决策（0.5课时）
确定控制任务，完成实验前的相关准备工作。
步骤四：
实施（2课时）
完成西门子S7-200PLC试验箱的外部接线；
使用STEP7编程软件上传控制程序；
使用西门子S7-200PLC试验箱完成控制任务的仿真；
步骤五：
检查（0.5课时）
利用程序状态监控对系统程序运行进行检查，观察系统输出是否达到预期要求。
步骤六：
评估（0.5课时）
小组成果展示，得到成功的体验。
分析反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），总结成功与失败的经验和教训，发扬成绩，找出不足。
学业评价
1.设计过程合理。
2.按要求完成设计，并满足各项控制要求。
3.专业知识考核25%，成果评定60%，，职业素养及团队合作精神10%，自我评价5%。
表八学习情境八的描述
学习
情境名称
网络读写控制
学习
领域
电气PLC控制系统运行
教学
时间
第五学期
12学时
学习任务
1.学习可编程控制器的网络控制；
2.了解西门子工业网络系统结构。
与其他情境的关系
该情景主要目的是掌握PLC在构成工业网络中的应用。
是一个拓展学习的学习情境。
学习目标
知识目标：
掌握PLC高速计数器的使用方法；
技能目标：
1.学会PLC在高速计数器定位电梯控制中的应用；
2.掌握中断程序与中断指令。
综合能力目标：
1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神。
2.通过各种途径获取资料，具有较强的自学能力。
遇到困难分析问题，解决问题的能力。
学习内容
1.网络读写控制；
2.计算机通信简介；
3.西门子工业网络；
4.S7-200的通信方式与通信参数的设置；
5.PLC的通信指令；
6.PLC与Modbus计算机通信；
7.S7-200与变频器的通信；
8.调制解调器模块EM241简介。
教学条件
多媒体设备、STEP7编程软件、西门子S7-200试验箱、网络化教学环境、通用计算机40台、课件、黑板等。
教学方法组织形式
教学方法：
项目教学法、引导文法、模拟教学法、案例分析法。
组织形式：
公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视控制系统的行业背景分析。
教学流程
步骤一：
资讯（2课时）
相关内容的学习，任务背景介绍，控制要求分析，选型的理由等，基础任务程序的编写。
步骤二：
计划：
（0.5课时）
资源分配，检查任务程序，确定系统的外部接线。
步骤三：
决策（0.5课时）
确定控制任务，完成实验前的相关准备工作。
步骤四：
实施（2课时）
完成西门子S7-200PLC试验箱的外部接线；
使用STEP7编程软件上传控制程序；
使用西门子S7-200PLC试验箱完成控制任务的仿真；
步骤五：
检查（0.5课时）
利用程序状态监控对系统程序运行进行检查，观察系统输出是否达到预期要求。
步骤六：
评估（0.5课时）
小组成果展示，得到成功的体验。
分析反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），总结成功与失败的经验和教训，发扬成绩，找出不足。
学业评价
1.设计过程合理。
2.按要求完成设计，并满足各项控制要求。
3.专业知识考核25%，成果评定60%，，职业素养及团队合作精神10%，自我评价5%。
四、实施建议
（一）教材选用
书名：
《可编程控制器原理与应用》
主编：
吴明亮
出版社：
北京邮电大学出版社
出版日期：
2011年12月第1次印刷
（二）教材编写
本课程教材编写应与我校学生的实际基础和专业需要紧密结合，并针对现有实训设备进行编写。
教材中理论知识应围绕项目开展，采用项目教学法，以工作任务为出发点，以技能培养为重点。
必须依据本课程标准编写教材。
充分体现任务引领、实践导向课程设计思想。
教材要体现先进性、通用性、实用性。
反映新技术、新工艺，典型产品或服务的选择要科学，体现地区产业特点。
（三）其他资源开发与利用
1.利用现代信息技术开发录像、光盘等多媒体课件，通过搭建多维、动态、活跃、自主的学习领域训练平台，使学生的主动性、积极性和创造性得以充分调动。
2.注意仿真软件的开发利用，如“PLCSIM”、“在线答疑”、“模块考核”、“任务单质疑”等，让学生置身于网络学习平台中，积极自主地完成该学习领域的学习，为提高学生的技术员岗位的基本职业能力提供有效途径。
3.搭建产学合作平台，充分利用本行业的企业资源，满足学生观摩、实训和半年以上顶岗实习的需要，并在合作中适时关注学生职业能力的发展和教学内容的调整。
4.积极利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、校园网、各大网站等网络资源，使教学内容从单一化向多元化转变，通过职业指导教师的指导或辅导，使学生知识和能力的拓展成为可能。
五、其它说明
1．本课程标准由电子通信教研室编制。
2.完成时间：
2014年5月
升级会员 