电气控制与PLC应用课程标准机电一体化.docx
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电气控制与PLC应用课程标准机电一体化
******学院
课程标准
课程编号：
课程名称：
电气控制与PLC应用
课程性质：
职业能力平台课程
适用专业：
机电一体化技术专业
课程负责人：
制定时间：
专业负责人审核：
专业建设委员会审核：
一、课程名称：
电气控制与PLC应用
二、内容简介：
本课程是一门应用性和实践性都很强的课程，是机电一体化技术专业一门专业课程。
也是电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等的基础课和基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养较基本和重要的理论实践一体化课程。
本课程是通过课堂讲授和实践教学，使学生熟悉电气控制设备的基本构成，掌握电气设备的基本原理和分析方法，学会正确选择和使用电气设备，具有一定的电气控制线路设计能力，通过参观实验室和企业的参观学习，使学生建立感性认识，再通过课程设计，对所学内容和所参观的实物，作更进一步的深入研究。
。
三、课程定位
本课程的前导课程是电工电子技术基础、电机拖动技术；后续课程是自动化生产线的安装与调试，工业机器人实操与应用技术。
本课程作为机电一体化技术专业的一门专业课程，一般在3学期开设，此时学生已经具备一定的工业控制基础知识和动手能力，能较快地掌握电气控制的各种知识，并运用所学知识进行PLC的工程应用，使学生能够得到全面的培养，成为社会所需专用人才。
（一）课程专业背景分析
本课程是三年制高职机电一体化技术专业的一门专业课程。
通过本课程的学习，要求学生掌握PLC的基本原理、结构、编程方法、编程技巧，能够将所学的知识有效的应用到工业控制领域，具备PLC的工程应用能力。
同时通过本课程的学习，培养学生的综合职业能力、创新精神和良好的职业道德。
（二）职业能力需求分析
（1）掌握PLC的基本指令系统、PLC系统的安装、PLC系统的模拟调试与现场调试；
（2）能正确完成编程器的使用及PLC软件的使用；
（3）能正确辩识电气控制线路中的低压电器，会按照电气元件说明书查找型号，技术指标，接线方式；
（4）能完成PLC控制系统的I/O分配、外围接线图的绘制与I/O接线操作；
（5）能编写电动机基本控制环节的程序、完成PLC控制系统的设计步骤；
（6）能设计顺序控制系统、掌握常用功能指令的作用及应用。
四、课程改革理念及设计思路
（一）设计理念
突出专业课程的职业性、实践性和开放性。
注重与企业合作，按照“职业岗位→岗位需求能力→确立教学项目”的项目导向式的运行机制来组织教学。
根据高职院校的办学定位，围绕职业岗位需求和人才培养目标，按照基本知识培养层、基本技能培养层、综合能力培养层三个层面来规划课程教学体系。
学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围。
在具体设计过程中，要以《电气控制与PLC应用技术》的基本知识为载体，使工作任务具体化，产生具体的学习项目；依据工作任务完成的需要，学生的学习特点、职业能力形成的规律，按照高职高专教育能力培养的要求确定课程的知识、技能等内容等。
（二）设计思路
本课程以培养职业能力为核心，以项目教学为主要手段，积极探索教学方法与成绩评价方法的创新，保证课程目标的实现,总体设计思路为：
培养目标与企业的人才需求相一致，实现课程体系与岗位任务的对接；项目任务设置与实际工作任务相一致，实现课程内容与职业能力的对接；教学实施过程与企业岗位工作过程相一致，实现教学情景与工作情景的对接。
精选PLC在工业生产和实际工作中的典型应用实例作为理论实践一体化项目教学的主要内容。
选用的项目由浅入深，循序渐进，内容详实。
将PLC的常用指令分解到各个项目中去，在每一个项目的教学过程中，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。
通过对各个项目的学习、训练和具体操作，掌握典型PLC指令的功能、格式基本用法，了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的安装、调试的全过程。
让学生在做中学，在学中做，这样不仅能够提高理论学习的效率，而且便于提高学生的应用能力，激发学生的学习热情，从而达到理想的教学效果。
以企业真实的工作过程开展教学设计。
本课程以大量电气工程控制系统项目为课程载体，以真实的电气工程控制过程开展教学模块和教学方案设计，充分运用工学交替、任务驱动、项目导向、校内定岗实习等多种教学模式。
五、建议课时：
建议课时：
60课时（其中包含实践教学16学时）。
六、课程目标：
（一）总目标
本课程是以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力；具有对PLC控制系统进行I/O分配与系统程序设计的分析能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。
（二）具体目标
（1）能力目标
①正确识读电气控制线路的原理图、布置图和安装接线图；
②能按电气控制线路原理图正确绘制电气元件布置图和电气元件接线图；
③能正确辩识电气控制线路中的低压电器，会按照电气元件说明书查找型号，技术指标，接线方式；
④能正确完成编程器的使用及PLC软件的使用；
⑤能完成PLC控制系统的I/O分配、外围接线图的绘制与I/O接线操作；
⑥能编写电动机基本控制环节的程序、完成PLC控制系统的设计步骤；
⑦能设计顺序控制系统、掌握常用功能指令的作用及应用；
⑧能掌握PLC系统的安装、PLC系统的模拟调试与现场调试；
（2）知识目标
①掌握工厂常用控制电器的原理和选择，
②掌握三相异步电动机的起动、调速、制动等基本环节的控制线路，
③掌握PLC的梯形图和编程语言，
④熟悉各种控制线路的阅读分析方法，
⑤掌握电气接线图的工艺设计思想以及数控系统的基本组成，
⑥培养各种电气控制线路分析能力和初步设计的能力；
⑦了解各种常见机床设备的基本结构、运动情况以及机械和电气的配合关系等；
（3）素质目标
①具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风，树立工具、设备使用的安全意识；
②具有良好的心理素质和职业道德素质，形成良好的成本节约意识；
③具有高度责任心和良好的团队合作精神；
④具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力；
⑤具有随机应变、工学结合的创新精神。
七、课程内容设计
编号
模块名称
学时分配
1
常用低压电器
4
2
基本电气控制线路
4
3
PLC的软硬件系统
6
4
梯形图与指令表之间的转换
1
5
基本指令的编程方法与技巧
3
6
状态转移图
2
7
步进指令
6
8
流程的编程应用
8
9
程序设计与应用系统指令
16
10
变频器的接线、控制
6
11
变频器的面板操作
4
合计
60
注：
模块项可根据本课程实际自行增删
八、能力训练项目设计
项目编号
能力训练
项目名称
拟实现的能力目标
相关支撑
知识
训练方式
手段步骤
结果（可展示）
1
常用低压电器的选用
要求学生掌握接触器的选择与应用，了解其它常用电器
接触器、控制继电器及其它常用电器的性能、结构、主要参数
仿真系统一体化教学
系统演示
2
小功率三相电动机的全压启动控制的类型及操作和三相电动机主电路的接线
了解三相异步电动机及常用低压电器的类型、型号及选用方法，熟记其图形符号和文字代号；掌握三相异步电动机的全压启动控制环节
三相异步电动机、电气控制原理图的基本知识、常用低压电器
仿真系统一体化教学
系统演示
3
大容量电动机的起动控制和实现方式
掌握三相异步电动机的全压启动控制环节
三相交流异步电动机起动、制动控制电路；
仿真系统一体化教学
系统演示
4
中等容量电动机的起动控制和实现方式
根据要求能设计简单的电动机控制线路
电动机全压起动控制电路；电动机起动、制动控制电路
仿真系统一体化教学
系统演示
5
三相电动机的反接制动控制、能耗制动
能根据电路图，对电动机的点动、启动、正反转及制动等电路进行接线、调试及故障排除
对电动机的点动、启动、正反转及制动等电路进行接线
仿真系统一体化教学
系统演示
6
FX编程软件的应用、三菱FX系列PLC的硬件组成
掌握通信知识及手持编程器和GXDeveloper编程软件的使用方法
FX2N系列产品的工作原理、硬件结构、指令系统、特殊模块
仿真系统一体化教学
系统演示
7
练习用功能指令按照控制要求编程
能够使用经验设计法、步进顺控设计法进行小型控制项目的PLC控制系统设计（包括程序设计）
A/D与D/A转换程序设计方法、继电器梯形图程序设计方法（经验设计法）
仿真系统一体化教学
系统演示
8
SFC、STL编程
能够梯形图程序设计的过程中能够根据简化原则进行设计
梯形图的特点和绘制原则、步进顺序控制梯形图程序设计方法
仿真系统一体化教学
系统演示
注：
项目编号项可根据本课程实际自行增删
九、课程进度表（2学时为1单元）
周次
单元顺序号
学时
教学内容和教学目标
能力目标
能力训练
项目编号
知识目标
其他内容
（含考核评价）
1
1
2
能够选择常用低压电器
掌握接触器的选择与应用，了解其它常用电器
2
2
能够配型常用低压电器
1
要求学生掌握接触器的选择与应用，了解其它常用电器
常用低压电器系统操作考核
2
1
2
能够分析基本电气控制线路
掌握要求熟练掌握的内容：
电器的分类、接触器、继电器的工作原理、产品型号
2
2
能够配型基本电气控制线路
2
掌握三相异步电动机、电气控制原理图的基本知识、常用低压电器
操作考核
3
1
2
能够分析PLC的软硬件系统
掌握PLC的功能特点；一般了解二PLC的产生、应用与发展概况；了解PLC的基本结构、工作原理、PLC与其它工业控制系统的比较
2
2
能够分析PLC的工作原理
掌握S7-200系列PLC的型号、单元和输入输出方式，内部继电器。
4
1
2
能够分析PLC的工作原理
3
掌握三相交流异步电动机起动、制动控制电路；
操作考核
2
2
能够梯形图与指令表之间的转换、基本指令的编程方法与技巧
掌握PLC的常用编程语言，S7-224可编程序控制器的基本指令及编程方法，编程的基本规则与技巧
5
1
2
能够基本指令的编程方法与技巧
4
电动机全压起动控制电路；电动机起动、制动控制电路
操作考核
2
2
能够分析状态转移图
掌握状态转移图的三要素、数字建模。
6
1
2
能够分析步进指令
掌握步进控制指令及编程方法，编程的基本规则与技巧
2
2
能够分析步进指令
5
掌握步进控制指令及编程方法，编程的基本规则与技巧
7
1
2
能够分析步进指令
掌握步进控制指令及编程方法，编程的基本规则与技巧
2
2
具有单流程的编程应用的能力
熟悉可编程控制器基本组成；了解可编程控制器工作原理
8
1
2
能够进行选择性流程的编程应用
掌握选择结构、循环结构语句格式及功能
2
2
能够进行并行性流程的编程应用
6
FX2N系列产品的工作原理、硬件结构、指令系统、特殊模块
操作考核
9
1
2
能够分析并行性流程的编程应用
掌握结构化程序设计的基本方法,掌握选择结构、循环结构语句格式及功能,
2
2
能够分析程序流转指令
具有比较熟练的运用程序设计方法进行基本程序设计的能力
10
1
2
能够分析传送与比较指令
掌握传送与比较指令的用法。
2
2
能够分析算术与逻辑运算指令
掌握掌握算术与逻辑运算指令的用法。
11
1
2
能够分析循环与移位指令
掌握顺序控制状态流程图的画法，掌握循环与移位指令的用法。
2
2
能够分析循环与移位指令
掌握循环与移位指令的用法。
12
1
2
能够分析循环与移位指令
7
A/D与D/A转换程序设计方法、继电器梯形图程序设计方法（经验设计法）
操作考核
2
2
能够分析数据处理指令
掌握循数据处理指令的用法。
13
1
2
能够分析高速处理指令
高速处理指令掌握的用法
2
2
能够分析变频器的结构
掌握变频器的结构
14
1
2
能够进行变频器的接线、控制
掌握变频器的接线、控制
2
2
能够分析变频器的接线、控制结果
8
梯形图的特点和绘制原则、步进顺序控制梯形图程序设计方法
操作考核
15
1
2
能够分析变频器的工作特点
掌握变频器的工作特点
2
2
能够进行变频器的面板操作
掌握变频器的面板操作
16
实训周
28
能够进行电气控制与PLC应用课程设计
通过本课程的学习使学生加强了PLC理论的理解，帮助学生加强常用PLC代码的使用方法和格式的记忆，可以使学生对PLC有一个初步的认识，为下一步实际操作PLC打下基础
合计
88
备注：
实训1周，时间根据具体情况调整。
注：
项目编号可根据本课程实际自行增删
十、课程考核方案
（一）考核方式的改革思路
为有利于促进学生职业能力的培养，培养学生分析和解决问题的能力、独立思考能力和一定的创新能力，引入形成性评价理念，强化学习过程的考核，做到考核全程化。
（二）考核方式及标准
结合课程特点，合理地确定平时考核（学习态度、考勤、回答问题、作业）、教学单元逐个考核（实践操作技能、论文、报告等）、期末课程综合考核（笔试或操作，侧重知识的理解与综合运用能力）的比例。
一般按20％、20％、60％确定。
十一、课程教学参考资料
（一）教材
（1）《电气控制与PLC技术》，林春方，西安电子科技大学出版社
（2）《电气控制与PLC技术》，林春方，上海交通大学出版社
（二）参考书
（1）《可编程控制器原理及应用》，林春方，上海交通大学出版社
（2）《电机与电气控制技术》，任志锦，机械工业出版社
（3）《电气控制与PLC应用》，杨亚萍，化学工业出版社
（4）《电气控制与PLC实训指导书》》，周凤胜徐明利刘涛，学院自编教材
（三）学习网站
十二、教学设计特色与创新
（一）课程设计的主要特点
课程设计是课程教学中的一项重要内容，是完成专业教学计划，达到教学目标的重要环节，课程设计是通过真实工作任务或产品设计等综合性较强的实例而进行的实践环节，它对帮助学生全面掌握课堂教学内容，培养学生实践和实际动手能力，培养团队协作，人际交往等素质的提高具有很重要的意义。
（二）课程设计的创新之处
按照“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，彻底打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业能力要求的相关性，提高学生的就业能力。
十三、可行性及效果分析
本课程标准遵循“加强实践、注重应用、增强素质、培养能力”的原则，以建设科学规范的管理机制为先导，以课程内容和教材建设为核心，以现代教育技术为手段，以教材和网络教育资源建设为依托，以提高教学效果和人才培养质量为目的，有计划、有目标、分阶段、分层次地开展建设工作，能适应计算机应用技术专业教学需求。
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