《PLC编程及应用技术实训》课程标准

PLC 编程及应用技术 课程标准 一 概述 一 课程性质 经过对从事机电设备 PLC 应用的技术人员进行调研 本课程对照高级维修电工国家职 业技能标准和 PLC 应用的职业岗位技能要求 采用与职业岗位对应的工程项目构建主线 选取典型的生产设备和工作任务 根据高职学生的智能特点和认知心理顺序 针对工作过 程的环节来构建学习情节和设计学习单元 重新融合成工作过程为中心的项目模块课程 本课程分三个级别 其中 A 级和 B 级分别是电气自动化技术专业和机电一体化技术专业必 修的行业特定能力模块课程 C 级为其他专业了解必要的 PLC 控制应用知识与技能 以适 应不同工作岗位的需要 二 课程基本理念 1 以学生为主体 以能力为本位 着眼于人的全面发展 注重素质教育 本课程 强调让学习者在做中学 学中做 采用引探法教学 通过教师设置学习情境 引导学生积 极主动地参与教学活动 把学生学习的主动性 探究性 参与性与创造性很好地融合到一 起 全面锻炼学生的资料收集 团队合作 与人沟通等综合能力 培养学生的思维能力和 科学精神和学习新技术的能力 提高学生的综合素质 加强学生的职业道德观 培养创新 意识 挖掘学生的内在潜能 使他们的素质全面而和谐地发展 2 教学内容与高级维修电工 PLC 部分 的国家职业技能要求相融通 便于学生取 得相应的技能证书 本课程对照 PLC 应用技术人员的典型工作环境来设计课程的每一个项 目 通过一个项目的学习 学生可以完成职业的一个典型的综合性任务 通过若干个相互 关联的所有子项目的学习 学生可以获得高级维修电工 PLC 部分 职业的从业能力和资 格 3 以职业技能为导向 采用分级别 模块化 学分制的结构 便于不同专业按要 求灵活选择与组合 4 突破传统的学科体系教学框架 融入任务驱动 理实一体化的项目课程理念 将课程内容设计成模块化生产应用型项目 以情境教学为主 任务驱动 按职业活动顺序 的每一个过程环节来传授相关的技术知识和专业技能 实现操作技能和理论知识的有机整 合 教师在整个教学行动过程中 扮演着一个组织者 协调人的角色 勤于提供咨询 帮 助 注重学生岗位的职业能力和职业习惯的养成 5 改革评价方法 提高学生学习的主动性和积极性 本课程不仅关注学生的学习 结果 更关注完成学习任务的全过程 注重过程评价 教学评价做到形成性评价与终结性 评价相结合 定性评价与定量评价相结合 并更多地关注学生自身的发展 激发学生潜在 的学习动力 本课程理论知识考核采用课堂提问 课堂练习 作业 研究性习题 辅助以 学习态度考核 阶段性考核 期末综合性考核等多种形式组合 操作技能考核参照职业技 能鉴定标准 依据教学项目设计技能操作技能考核评分表 在完成每个项目的训练后 要 求学生按照评分标准自检 互检 教师检 从而保证公平 公正评价学生的学习 3 课程设计思路 1 以职业能力为目标 以工作过程为中心 本课程的教学项目以模块化生产线的 PLC 控制为主 根据项目进程 不单传授 PLC 应用知识和技能 还传授必须够用的气动 电气 传感器应用知识和技能 以工作过程为中心 采用任务驱动的理实一体化教学 2 采用项目模块化的课程框架 本课程全部在一体化教室组织授课 共十个项目 模块 每个项目下设若干子项目 以项目作为载体 在完成每一个实训环节中帮助学生获 取经验性知识 并渗透理论知识的讲授 在完成数个任务的基础上 再拓展相关技术理论 知识 最后以技术理论知识指导各项目的完成 3 将职业技能与素质教育贯穿整个教学过程中 通过资讯 教师布置工程项目任 务 学生收集资料 决策 师生共同分析案例 讨论解决方案 计划 设计工作过程 确定工作步骤 拟定检查与评价标准 实施 学生完成工作任务 共同分析并解决问题 检查 工作完成后学生按照评价标准自检 评估 学生演示并介绍完成过程 教师检 查并提出建议 等六个环节组织教学 拉近理论与应用的距离 注重学生职业能力的培养 也有利于拓展学生的创新思路 4 采用过程性考核与综合考核相结合 在教学组织过程中 教师和学生共同对项 目实施中的工作态度 协作精神 创新发挥 完成结果等进行成绩评定 作为过程性考核 成绩 学期结束采用项目题库 根据学生独立完成情况给出综合考核成绩 课程成绩为两 项之和 二 课程目标 通过本课程的学习 使学生能使用 FX2N 型 PLC 控制电动机 汽缸和机械手等典型对 象 能绘制并安装 PLC 的 I O 接线 能使用基本指令 SFC 功能指令编写 PLC 程序 能编 写较为复杂的程序对单台 PLC 控制的生产设备进行控制 能设计 I O 口通讯程序对多台 PLC 进行联合控制 能使用 S7 200 和 S7 300 对自动生产线进行技术改型设计 能使用触 摸屏显示 PLC 汇总的产品数据 能综合运行电气 机械 检测及 PLC 知识对自动生产线进 行调试 具备高级维修电工 PLC 部分 的职业技能 具备提出和解决问题的能力 逐步 培养学生的辩证思维和严格的科学作风 具有创新思维 创新能力以及团队合作精神 具 备一定的 PLC 从业人员的职业素养 为今后从事 PLC 技术工作打下扎实基础 一 知识目标 1 掌握 FX2N 型 PLC 的 I O 接线图 2 了解传感器 汽缸 电动机 指示灯和机械手的使用知识 3 理解 PLC 的内部软元件资源 4 掌握 FX2N 的基本指令 步进顺控指令 理解功能指令 5 理解 PLC 较为复杂控制程序的编写思路与方法 6 掌握 PLC 的 I O 口通讯程序设计 7 掌握单台 PLC 控制的调试方法 理解多台 PLC 联合控制的调试方法 8 理解 S7 200 的指令及程序编写 9 了解 S7 300 的指令及程序编写 10 了解 PROFIBUS DP 了解上位 PLC 与下位 PLC 的联合控制 11 了解 PLC 与触摸屏的综合应用 二 能力目标 1 职业专门技术能力 1 能连接 PLC 的 I O 接线 2 能调整 PLC 系统中的传感器位置 调整汽缸的运动速度 保证系统正常工作 3 能编写较为复杂的 FX2N 型 S7 200 型 PLC 程序 4 能编写较为简单的 S7 300 型 PLC 程序 5 能使用 GX 软件和 STEP 7 软件进行编程与仿真调试 6 能对单站和整机生产线进行调试 7 能利用 I O PROFIBUS DP 联系多台 PLC 8 能简单使用触摸屏 9 能通过文献检索 网络 查阅相关资料 选择合适的解决方案 10 能综合运用所学知识与技能 在项目实施过程中能及时发现各种问题 并能对 问题进行独立判断 提出合理的解决方案 2 职业关键技术能力 1 能按项目任务要求制定工作任务方案 2 能对其他的分析与解决方案提出建设性意见 3 能发现并解决工作过程中出现的一般技术性问题 4 能收集 整理相关资料 对 PLC 控制系统提出合理的设计方案和调试方法 完 成工作任务 并对所采用的方案进行综合评价 三 素质目标 1 帮助学生树立正确的人生观 人才观 培养良好的团队合作精神和竞争意识 2 激发专业学习兴趣 初步形成解决生产现场实际问题的应用能力 3 逐步培养学生的思维能力和学习新技术的能力 培养创新意识 提高学生的综合 素质 4 追求实是求事 一丝不苟的工作作风 加强学生的职业道德观 四 课程内容 项目 子项目 教学内容 能力要求 参考课时 子项目 1 供料电机 控制 任务 1 第一站控制对象分 析 任务 2 PLC 安装及 I 0 接 线 任务 3 编程控制供料电机 1 能绘制并连接 FX2N 型 PLC 的 I O 接线 2 能简单使用 GX 软件并 用基本指令进行长动控制 2 子项目 2 气动搬运 台控制 任务 1 汽缸安装及控制要 求分析 任务 2 编程控制气动搬运 台 1 能理解汽缸的控制要求 2 能使用 GX 软件并用基 本指令编写气动搬运台控 制程序 3 能使用定时器优化程序 供料电机 2 子项目 3 物料检测 控制 任务 1 检测传感器安装 任务 2 报警控制 任务 3 物料检测控制 1 能安装调试检测传感器 2 能用基本指令控制物料 检测及报警 3 能使用计数器优化程序 2 项目一 上料检 测站的 控制 子项目 4 第一站单 站控制与 调试 任务 1 第一站单站控制要 求分析 任务 2 单站控制与调试 1 能编写程序进行控制 2 能对第一站进行总体控 制与调试 2 子项目 1 物料机械 手的上下 左右控制 任务 1 物料机械手控制要 求分析 任务 2 第二站 PLC 的 I O 接线 任务 3 物料机械手的上下 左右控制 1 较熟练地绘制并连接 FX2N 型 PLC 的 I O 接线 2 能使用 M 继电器编写 步进程序控制机械手的上 下 左右动作 2 子项目 2 物料机械 手的伸缩 夹持控制 任务 1 物料机械手的回原 位控制 任务 2 物料机械手的伸缩 夹持控制 1 能使用 SET RST 控制 机械手回原位 2 能使用 M 继电器编写 程序控制机械手的伸缩 夹持动作 2 子项目 3 第二站单 站控制与 调试 任务 1 机械手搬运物料控 制与调试 任务 2 工作方式选择控制 1 能根据搬运要求合理控 制机械手动作 2 能编写选择分支程序进 行工作方式选择控制 3 能对第二站进行总体控 制与调试 2 项目二 搬运站 的控制 子项目 4 第一 二 站联合控 制与调试 任务 1 单站控制与调试 任务 2 设置第一 二站的 通讯 任务 3 第一 二站联合控 制与调试 1 能使用 I O 进行站间通 讯 2 能对两台 PLC 进行联 合控制 2 子项目 1 四工位旋 转工作台 及钻孔机 控制 任务 1 四工位旋转工作台 控制 任务 2 钻孔机控制 任务 3 工作台及钻孔机联 合控制 1 熟练地绘制并连接 FX2N 型 PLC 的 I O 接线 2 能使用 SFC 编程控制 工作台及钻孔机动作 2 子项目 2 产品检测 控制 任务 1 检测器升降控制 任务 2 检测器与工作台联 合控制 任务 3 读取检测信号 判 断是否废品 1 能使用 SFC 编程控制 检测器与工作台动作 2 能读取检测器获得的模 拟量信号 4 子项目 3 第三站单 站控制与 调试 任务 1 第三站单站控制 任务 2 第三站调试 任务 3 工作方式优化 1 能使用 SFC 进行并行 分支控制 2 能对第三站进行总体控 制与调试 2 项目三 加工站 的控制 子项目 4 前三站联 合控制与 调试 任务 1 设置前三站的通讯 任务 2 前三站联合控制与 调试 1 能使用 I O 进行站间通 讯 2 能对三台 PLC 进行联 合控制 2 子项目 1 双料仓及 真空吸盘 机械手控 制控制 任务 1 双料仓控制 任务 2 真空吸盘机械手控 制控制 1 能使用 SFC 控制双料 仓动作 2 能使用 SFC 控制真空 吸盘机械手动作 2 项目四 安装站 的控制 子项目 2 第四站单 站控制与 调试 任务 1 废品信号与颜色信 号向后站传递 任务 2 第四站单站控制与 调试 1 能分析第四站控制要求 2 能对第四站进行总体控 制与调试 3 能使用功能指令传送废 品信号与颜色信号 2 子项目 1 废品分拣 控制 任务 1 接受前站颜色与废 品信号 任务 2 分拣机械手分拣废 品 1 接受前站信号 2 能使用 SFC 控制机械 手分拣废品 2 子项目 2 分拣机械 手控制 任务 1 分拣机械手分拣正 品 任务 2 分拣机械手总体控 制 1 能使用 SFC 分拣正品 2 能使用 SFC 进行选择 性控制 2 子项目 3 第五站单 站控制与 调试 任务 1 第四站单站控制 任务 2 第四站单站调试 1 能分析第五站控制要求 2 能对第五站进行总体控 制与调试 2 项目五 安装搬 运站的 控制 子项目 4 第三 四 五站联合 控制与调 试 任务 1 第三 五站联合控 制与调试 任务 2 第四 五站联合控 制与调试 任务 3 第三 四 五站联 合控制与调试 1 能通过 I O 口灵活接受 两台 PLC 的信号 2 能对三站对象联合调试 4 子项目 1 产品分类 控制 任务 1 外圈分类控制 任务 2 内圈分类控制 任务 3 四类产品分类控制 与统计 1 能使用 SFC 对产品进 行分类控制 2 能使用功能指令统计产 品信息 4 子项目 2 第五 六 站联合控 制与调试 任务 1 第六站单站控制 任务 2 第五 六站联合控 制与调试 1 能分析第六站控制要求 2 能对第六站进行总体控 制与调试 3 能对第五 六站联合调 试 2 项目六 分类站 及整机 联合控 制 子项目 3 整机联合 控制与调 试 任务 1 整机通讯分析总结 任务 2 整机联合控制与调 试 1 能总结整机的 I O 通讯 2 能对整机联合控制与调 试 2 子项目 1 第一站控 制改型与 调试 任务 1 安装 S7 200PLC 并编写简单程序 任务 2 使用 S7 200 对第 一站控制改型 任务 3 第一站的改型调试 1 能安装 S7 200PLC 2 能连接绘制并 S7 200PLC 的 I O 接线 3 能使用 S7 200PLC 控 制第一站动作并调试 12 子项目 2 第二站控 制改型与 调试 任务 1 使用 S7 200 对第 二站控制改型 任务 2 第二站的改型调试 1 能较熟练地编写 S7 200 简单程序 2 能使用 S7 200PLC 控 制第二站动作并调试 10 子项目 3 第三站控 制改型与 调试 任务 1 使用 S7 200 对第 三站控制改型 任务 2 第三站的改型调试 1 能初步编写 S7 200 较 为复杂的程序 2 能使用 S7 200PLC 控 制第三站动作并调试 10 项目七 前三站 的控制 改型 子项目 4 前三站改 型后的联 合调试 任务 1 第一 二站联合调 试 任务 2 第二 三站联合调 试 任务 3 前三站联合调试 1 能利用 I O 口进行通讯 2 能对两台 S7 200 控制 的对象联合调试 10 合计 90 六 实施建议 1 教学建议 本课程的教学过程中教师应注重学生素质的全面发展 关注学生学习中存在的困难 问题 采取有效的教学策略引导 帮助学生 同时根据教师对课程的认识和对学生的理解 以学生为主体 激发他们的学习兴趣 1 营造职业氛围 充分利用教学场地 本课程适合在实验室 实训室或工作现场 教学 教学场地尽量按照工作现场布置 尽量采用实物进行项目教学 建议项目一 六在 三菱 PLC 实验室授课 项目七 十在西门子 PLC 实验室授课 教学中要引入 5S 管理 培养 学生营造规范 整洁的工作学习环境和科学的工作素养 2 注重行动导向 鼓励交流合作 每个教学单元均设计有明确的学习任务 建议 将学生分成若干学习小组 创造各种条件和形式 鼓励他们运用口头 书面 讨论 研讨 等多种方式进行交流 在项目实施工程中 要引导学生通过收集资料与讨论拟定工作方案 鼓励学生合作完成工作任务 使每一个人都能参与小组工作 培养学生的协作精神 对于 项目实施中获得的数据与发现的现象 要让学生应用科学的思维和方法进行分析 通过分 析和归纳 找出规律 得出结论 关注学生经历探究过程积累操作技能 经验知识和科学 知识 获得知识 能力 素质的全面提高 3 发挥课堂主渠道作用 利用多种教学资源 教师应对实际职业情境加工成具有 普遍意义的学习情境 让学生在实践操作训练过程中 渗透理论知识讲解 将实践知识与 理论知识有机地结合起来 本课程在组织方式上 采用六步教学法组织教学 即 资讯 教师布置工程项目任务 学生收集资料 决策 师生共同分析案例 讨论解决方案 计划 设计工作过程 确定工作步骤 拟定检查与评价标准 实施 学生完成工作任 务 共同分析并解决问题 检查 工作完成后学生按照评价标准自检 评估 学生演 示并介绍完成过程 教师检查并提出建议 等六个教学环节 建议充分利用编程软件 先 进行仿真调试 基本完成后再利用生产线实物调试 全程利用电子教案 多媒体课件 教 学录像等教学资源 帮助学生理解 消化所学知识 增加授课的信息量 提高教学效率 4 突出任务驱动 培养创新能力 本课程教学以项目为基础 通过任务驱动使学 生先感性后认知 激发学生潜在的学习动力 围绕完成任务中出现的问题 难题进行理论 知识的学习 引导学生综合运用所学的知识和技能 进行工作任务的策划与设计 实施和 评价 训练学生有序的工作方法 培养学生的工作能力 项目实施中鼓励学生有一定的创 新发挥 通过分析和解决完成任务中的创新要求 培养学生创新思维和创新能力 另外 为了给学生更多的动手动脑机会 长期提供开放实验室和创新实验室 让学生不仅可以对 课堂上的内容进行加深与巩固 还可以做课外的小课题 如让学生参与教师的科研工作 开展科技创新活动 使学生可以有更多的时间进行实践训练 从而确保学生经过培训后掌 握课程所要求的职业技术能力 进一步提高学生的实践能力和创新能力 2 评价建议 教学评价在课程改革中起着导向和质量监控的重要作用 是推动和促进课程实施的重 要环节和保证 能激励学生的学习和促进教师的教学的发展 本课程采用过程性考核与综 合考核相结合 在教学组织过程中 教师和学生共同对项目实施中的工作态度 协作精神 创新发挥 完成结果等进行成绩评定 作为过程性考核成绩 学期结束采用项目题库 根 据学生独立完成情况给出综合考核成绩 学生课程成绩中过程性考核成绩占 60 综合考 核成绩占 40 3 课程资源与利用开发建议 1 改造实验室 增加设备台套数 目前我院的三菱 PLC 实验室和电机实验室和中 级电工实训室的配套设备已经基本满足教学需要 但是仍然建议做下列改造 应增加各实 验 实训室的电脑配置 并将电脑全部联网 以便于学生课内查找资料和修改项目方案 MPS 生产线至少增加 4 套设备 并全部搬入实验室 便于组织教学 实验室管理人员的配 备与培训应当同步跟上 便于课余时间向学生开放实验 鼓励学生自主地开展创新活动 2 重视利用网络资源和其他媒体信息 鼓励教师制作与新课程配套的影像资料 开发优秀的多媒体教学课件 利用校园网建立教学案例 教学课件 参考文献 与本课程 相关的科技动态 检测评价等数据库和学习讨论室 通过信息共享 交流反馈等方式 为 师生提供大量的课程信息 可利用相关的网站 公共数据库和专用数据库中的教学资源来 为教学服务 拓宽教师与学生的视野 体现本课程与现代科技发展的联系 4 教材编写与使用建议 1 教材编写建议 教材内容与编写体例 教材内容尽量体现高级维修电工职业资格标准 PLC 部分 的重要内容 本课程的十 个教学项目取自典型的自动生产线 先单站控制 再六站联合控制 最后利用上位 PLC 进 行技术升级与改造 便于学生获得实际的工程体验 建议按照项目课程的体例进行教材编 写 即 教学目标 工作任务 实践操作 相关实践知识 问题探究 相关理论知识 知识拓展 选学内容 和练习 其中 工作任务建议增加学生创新发挥的内容 在教材编写中注重对学生学习方法的指导 教材不仅要组织好学习的内容 还应根据学生学习本课程的特点 突出学习方法的指 导 编写教材时应设计相应的学习指导语 教材中给出针对性的提示 指导学生进行科学 的学习 有助于学生掌握学习的方法 为进一步学习后续行业特定能力模块课程打好基础 激发学生进行思考 促进学生的自主探索 教材应注意创设职业情境 从工程实际出发 使学生能够在完成任务中发现问题 提 出问题 为引导学生自主探索留有比较充分的空间 有利于学生经历观察 猜测 实践 推理 交流 反思等过程 编写教材时 可以通过设置具有启发性 挑战性的问题 激发 学生进行思考 鼓励学生自主探索 并在独立思考的基础上进行合作交流 在思考 探索 和交流的过程中获得对本课程较为全面的体验和理解 课后练习要多样化 应增加开放实验和创新实验内容 编写课后练习时 要在重视基础题的同时 设计一些开放习题 研究性习题 要结合 开放实验室 设置一些与课堂实验教学相对应的创新实验 创新实验选取来自生活 生产 实际的测试项目和教师的科研课题 让学生自主选取在课余时间完成 以培养学生的实践 能力和创新精神 2 教材的使用建议 在教材的使用时 由于客观条件的差异 学生现有水平的差异以及具体教学实际情况 的差异教师要善于结合实际教学需要 灵活地和有创造性地使用教材 对教材的内容 编 排顺序 教学方法等方面进行适当的取舍和调整 鼓励补充新知识 新技术