《PLC应用技术》项目化课程课程标准.docx
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《PLC应用技术》项目化课程课程标准
《PLC应用技术》项目化课程
课程标准
专业：
机电一体化技术、电气自动化
项目化课程：
PLC应用技术
1、课程计划
项目化课程名称：
PLC应用技术
教学时间安排：
68课时
典型工作任务描述：
在自动化设备制造企业中，根据用户需求或者计划部门要求，考虑节能环保、可靠方便、低成本和易于施工维护等因素，按照功能分析、产品选型、IO分配、绘制电器原理图、编制程序、安装调试的顺序，完成产品的PLC控制系统的设计安装调试工作。
在此过程中，通过与用户或计划部门充分沟通，通过小组合作或者独立完成的形式，通过电脑绘图软件和专用PLC编程软件，依照国家相关标准完成PLC系统设计，并在专门的电气组装车间，使用电气安装与测试工具，完成PLC控制器和其他电气元器件的安装调试工作。
并能在工作过程中发现问题并予以改进和解决。
最后形成完整的技术文件。
学习目标：
学生以小组合作或独立的方式，通过教师的指导或借助学习资源，在规定的时间内，通过计划、实施、检查、评价的方式，准确分析自动化产品的功能要求，制定合理的控制方案，选择合适的PLC控制器型号，完成系统IO分配表，绘制电器原理图，编制控制程序，完成元器件的安装和系统调试。
在实施计划过程中，使用的工具、设备和方法符合国家电气设计安装规范，考虑节能环保、可靠方便、低成本和易于施工维护等因素，对已完成的任务能进行记录、存档和评价反馈。
学习本课程后，学生应当能够根据任务要求，独立完成小型或者合作完成复杂的PLC控制系统的设计、安装、调试工作。
包括：
1、进行产品控制功能分析；2、选择控制方案和PLC元器件选型；3、绘制电器原理图；4、编写PLC程序；5、安装电气元器件；6、完成系统调试。
7、进行系统功能评价。
工作学习内容：
工作对象
●与客户或者计划部门的沟通；
●对产品控制功能的分析；
●选择控制方案；
●选择PLC型号和主要元器件型号；
●完成IO分配表；
●绘制电气原理图；
●编制PLC程序；
●电气元器件安装；
●PLC系统调试；
●产品功能的改进意见；
●PLC控制系统的资料整理；
●工作中的合作与研讨。
工具材料
●产品功能要求说明书；
●PLC产品手册；
●数字万用表、电工安装工具；
●电气设计安装规范。
工作方法
●PLC系统设计流程；
●步进顺控方法；
●替换修理法；
●试错法。
劳动组织形式
●与客户或计划部门沟通产品功能要求；
●通过小组讨论与分工协作方式完成任务
●与电气安装工的人员的协调沟通；
●向客户或计划部门展示设计成果
工作要求
●能进行熟练的工作沟通
●能对产品功能进行分析；
●能选择PLC控制方案；
●能进行PLC和主要元器件选型；
●能熟练进行IO分配；
●能绘制电气原理图；
●能熟练编制PLC程序；
●能使用工作进行电气元器件安装与测试；
●能进行PLC软硬件综合调试；
●能规范整理设计资料；
●能遵守电气操作规范；
●能遵守6S管理规范；
●能评价和反馈设计过程。
学习组织形式与方法
学生以小组为单位，模拟企业设计与部门运作方式，接受客户或计划部门的任务，完成PLC控制系统设计与制作。
具体运作过程为：
学生接受任务后，分析任务功能，成立设计团队，设计成员分工，通过实际调研、资料搜集、咨询沟通等完成方案设计。
在通过团队交流，分析评价确定最终方案。
通过团队分工协作，完成功能分析、IO分配、电气原理图、程序编写、电气联调工作，最后通过成果展示汇报的形式，向客户展示设计成果，并通过任务评价。
在任务实施过程中，教师以学习指南、课程资讯、案例引导、答疑解惑等方式培养学生在任务中获得知识、解决实际问题的能力。
通过思维训练、任务展示、竞争上岗、实际调研的方式激发学生的创新思维意识。
小组分工参照企业管理模式，组长采取竞争上岗模式确定，成员分工轮换，通过角色扮演、企业参观、行业标准、管理制度等方式培养学生的职业素质和企业精神。
在学习过程中尽可能设置与企业和生活实际一致的任务、分工、工作步骤和工作要求。
充分利用学校实训条件、校外企业实训基地开展一体化教学活动。
根据不同任务的难易程度，选择不同的教学形式。
根据个小组成员的学习成长特点，确定不同的任务指导方式。
整个学习过程中，以学生自主和合作学习为主，教师以组织者、引导着、咨询者、激励者、评价者的身份参与学生学习过程，充分发挥学生自主学习、自我管理、团队协作、创新创造能力。
学业评价
●关注学生个体差异，注重过程性、表现性、创造性、参与性评价；
●参照企业对员工管理的方法模式，设计任务评价考核标准；
●注重学生任务完成过程中的学习环节考核；
●注重学生在不同工作任务和分工情况下的专业能力、社会能力、人格能力的全面评价；
●以学生自评为主，学生互评为辅、教师评价为参考，引进企业专家评价等方式综合评价学生学业。
2、课业计划
学习情景
课时
学习目标
学习内容
评价建议
教学建议与说明
项目1：
水塔水位控制
4
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；
●能够熟悉S7-200系列PLC编程环境和接线方式；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●PLC的工作原理和基本组成；
●S7-200系列PLC的种类功能和指令系统；
●PLC控制与普通继电器控制的区别；
●PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●S7-200系列PLC的编程环境和简单编程；
●PLC程序下载上传与监控调试。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是对西门子S7-200PLC的认识、编程环境、以及任务程序编写调试过程中的掌握程度，安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议提前引导学生通过学习资料提前完成PLC相关知识学习；任务实施前通过具体案例展示引导学生学习；注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目2:
送料小车往返控制
4
●将客户要求分解成技术模块；
●运用模块化编程思想，将项目分解的模块整合到一起；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；
●能够熟悉S7-200系列PLC接线方式；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●掌握S7-200系列PLC模块化编程技巧；
●掌握S7-200系列PLC子程序调用及子程序间数据传输；
●S7-200系列PLC的跳转指令；
●PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●PLC程序在线调试。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是对任务程序编写调试过程中的掌握程度，电气原理图的绘制、软件自锁、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前学习PLC逻辑指令编程知识；引导学生分析任务控制要求，设计控制方案；注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目3：
30KW鼓风机△/Y启动控制
4
●理解定时器的工作原理；
●掌握基本编程使用；
●实现对被控对象的定时控制；
●根据客户意图进行产品功能分析；
●掌握定时器指令的用法；
●掌握互锁原理的编程方法；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●定时器的基本编程使用；
●定时器常用典型自复位电路分析；
●定时器的编程使用；
●定时器震荡电路分析；
●互锁电路软硬件设计；
●PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●PLC程序在线调试。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是定时器的使用，任务分析、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律
建议引导学生通过学习资料提前复习电机控制知识和PLC定时器相关知识；引导学生分析任务控制要求，设计控制方案；注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目4：
仓储物品自动统计提醒装置
４
●掌握计数器的基本电路，
●掌握基本比较指令；
●掌握自复位电路及扩展电路的编程使用，实现对被控对象的计数控制；
●根据客户意图进行产品功能分析；
●完成仓储物品自动统计提醒装置控制方案设计；
●完成仓储物品自动统计提醒装置的PLC控制系统设计；
能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●计数器指令；
●基本比较指令；
●字节数据处理；
●自复位电路及扩展电路的编程使用；
●实现对被控对象的计数控制。
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●PLC程序在线调试。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是计数器、比较指令的使用，任务分析、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律
建议引导学生通过学习资料提前学习PLC计数器、比较指令相关知识；引导学生分析任务控制要求，设计控制方案；注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目5：
三人抢答器设计
8
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够按照特定程序完成较复杂的PLC控制系统设计；
●能够优化PLC梯形图程序和接线方式；
●能实施数码管数字显示功能；
●能够绘制较复杂的PLC电气原理图，并接线调试。
●S7-200系列PLC基本元器件、基本指令系统的综合应用；
●PLC梯形图优化方案；
●控制方案需要的特定元器件的选型；
●较复杂的控制系统方案设计及程序设计；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●PLC程序在线调试。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别任务功能的实现，定时器和计数器的综合应用，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；可引导学生分步骤、分功能逐步实现任务要求，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目6：
霓虹灯闪烁控制
4
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能根据特定需要灵活选用PLC功能移位指令进行控制系统设计；
●较熟练的绘制PLC电气原理图并接线调试，能查找故障。
●PLC的功能移位指令系统及其应用；
●PLC程序调试及故障排除；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别移位指令系统的掌握程度，定时器或计数器的综合应用，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；通过竞赛形式激发学生的创造意识，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目7：
混合液体自动制备装置
4
●掌握单序列结构的顺序功能图画法；
●掌握梯形图程序编制方法；
●根据客户意图进行产品功能分析；
●完成对液体搅拌装置实现自动控制方案设计；
●完成液体搅拌装置的PLC控制系统设计；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●顺序功能图三要素及顺序功能图的编制；
●步进梯形图的编制方法；
●找准各步的转换条件；
●步进编程思路的培养；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别顺序功能图和顺序功能指令的掌握程度，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；首先掌握顺序控制任务的分析方法，掌握顺序功能图的编写技巧，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目8：
十字路口交通灯设计
４
●根据合作方意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够针对顺序控制中的并行流程进行PLC程序设计；
●能够熟练使用7-200系列PLC编程软件和接线方式；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●
●PLC的工作原理和基本组成；
●S7-200系列PLC的步进顺控编程思想；
●PLC并行流程的步进顺控图的画法；
●PLC并行流程的梯形图程序在分支和汇合处的编写方法；
●PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是顺序功能图和顺序功能指令的掌握程度，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；首先掌握顺序功能分支和汇合的编写技巧，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目9：
自动售货机控制
４
●将功能转化成技术的分解能力增强；
●小组成员有效进行分工与协作，共同完成项目提出的要求；
●能够运用流程图工具演绎软件流程，能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；
●能够通过PLC完成整数运算数据处理；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●S7-200系列存贮器的数据结构及存贮器种类；
●整数运算指令；
●S7-200系列PLC数据传输、触点比较指令；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是数据格式、整数运算、比较指令，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；提前熟悉自动售货机工作原理，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目10：
产品合格率自动统计提醒装置
4
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能根据特定需要灵活选用PLC浮点数运算指令进行控制系统设计；
●较熟练的绘制PLC电气原理图，并接线调试，能独立查找故障。
●PLC的浮点数运算指令系统及其应用；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制。
●PLC程序调试及故障排除；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是数据格式、浮点数运算、比较指令，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；提前学习PLC数据处理指令，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目：
11步进电机控制
４
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够按照特定程序完成PLC对步进系统的控制设计；
●能够熟悉S7-200系列PLC编程环境和接线方式；
●能够绘制对于步进系统的PLC电气原理图，并接线调试。
●S7-200系列PLC的脉冲输出端和脉冲输出功能；
●S7-200系列PLC的脉冲输出向导编程方法，重点是脉冲个数和脉冲频率的设置方法；
●步进电机的方向控制方法；
●PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制。
●PLC程序调试及故障排除；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是通过向导完成PTO脉冲输出控制，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；可以借助自动化实训室的实验装置完成项目，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目12：
四层电梯控制
８
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能够以合作的方式完成控制方案设计；
●能够分析编写产品艺流程控制工艺；
●能够完成多输入输出PLC控制系统设计；
●能够优化PLC梯形图程序和接线方式；
●能够绘制较复杂的PLC电气原理图；
●能够完成复杂程序的调试。
●复杂控制工艺的分析过程；
●多输入输出程序的设计方法；
●多输入输出程序的调试方法；
●PLC控制系统方案设计；
●PLC电器原理图绘制。
●PLC程序调试及故障排除；
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别是项目功能的实现效果，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；可引导学生分步骤、分功能逐步实现任务要求，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
项目13：
恒温加热器控制
８
●根据客户意图进行产品功能分析；
●能熟练进行配置EM235模拟量模块；
●能熟练进行数据线性化处理；
●能掌握主要变送器接线方式；
●能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。
●西门子S7-200系列PLC模拟量模块功能特点与硬件配置；
●PLC模拟量线性化处理；
●通过变送器的模拟量数据采集；
●两线制变送器的配线；
●EM235模拟量模块的接线图。
●自我评价内容：
学习准备和计划实施效果，特别ＥＭ２３５模块的配置，数据线性化处理，以及方案设计、程序设计、安装调试中的工具使用和安全操作情况；
●小组评价内容：
任务实施过程中团队意识、责任心、以及贡献程度。
●教师评价内容：
主要知识点和操作技能的掌握程度，任务实施过程中团队意识和劳动纪律。
建议引导学生通过学习资料提前准备计划任务；可引导学生分步骤、分功能逐步实现任务要求，注意实施中学生对实验设备的熟悉程度和电气操作规范。
３、教学与实训设备标准
（1）一体化教室布局与设施
（2）实验设备标准
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
PLC实训台
台
10
配备完整的安全供电系统，能经受实训强度，可方便更换功能模块
2
PLC主机模块
只
10
与实训台配套使用，CPU226DC/DC/DC，16路保持按钮
3
电机控制模块
只
10
具备电机正反装与星三角启动控制功能
4
抢答器模块
只
10
具备四人抢答功能、数码管显示
5
LED彩灯模块
只
10
具备霓虹灯设计功能、10路自复位按钮、
6
液体混合搅拌模块
只
10
具备三种液体混合搅拌加热功能
7
交通灯模块
只
10
具备十字路口交通灯设计功能
8
自动售货机模块
只
10
具备六种货品投币功能
9
步进电机控制模块
只
10
步进电机驱动器、步进电机
10
电梯控制模块
只
10
四层电梯模拟功能
11
恒温加热模块
只
10
温度显示变送模块、两线制变送器、加热功能
12
总线连接装置
套
10
主从式总线来接线
13
计算机
套
11
液晶显示、常规配置、WIN7系统，USB-PPI编程电缆
14
电动投影幕
套
1
100吋16：
9
15
投影仪
台
1
1080P高清远焦
16
圆形讨论桌
张
5
直径1.5m
17
金属讨论椅
把
40
与讨论桌配套
18
教师桌椅
套
1
1200*600mm
4、课程实施建议
（1）建议本课程采用理实一体化的教学模式、教学场所和行动导向的教学方法。
（2）教学场所中理论区和实践区，在理论教学区中设置学习讨论区，配备课程中个学习任务的所需的学材、手册和PLC相关资料和书籍，计算机可以联网，可以搞过教师机控制。
（3）为保证教学安全和教学质量，建议每位老师指导30名学生，学生分为10组。
（4）教师在讲授和演示过程中，应借助多媒体教学设备，配备丰富的课件和信息化学习资料，充分利用互联网资源和手段。
（5）关注学生个体差异，注重过程性、表现性、创造性、参与性评价；参照企业对员工管理的方法模式，设计任务评价考核标准；注重学生任务完成过程中的学习环节考核；注重学生在不同工作任务和分工情况下的专业能力、社会能力、人格能力的全面评价；以学生自评为主，学生互评为辅、教师评价为参考，引进企业专家评价等方式综合评价学生学业。
（6）可根据专业、学生情况、师资情况、场地情况等实际条件适当调整，并结合本地区或行业特点调整具体学习内容和要求。
2015年12月
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