《电气控制与PLC》课程标准

《电气控制与PLC》课程标准一、课程的基本信息课程名称：电气控制与PLC应用技术课程编号：适用专业：应用电子技术课程类别：职业技术核心课程开设时间：第三学期学时：90学分：6制定人：审核人：批准人：课程所属系部：电子信息系制定时间：二、课程的概述1.课程的性质《电气控制与PLC技术》是应用电子技术专业的一门核心课程,是《电路分析基础》和《数字电子技术》的后续课程。它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。2.课程的定位综合培养学生的职业素质与职业技能，并且能够顺利通过职业资格考核，为学生顺利就业提供机会。前续课程：《电路分析基础》，《模拟电子技术》，《数字电路》等。后续课程：“维修电工（中级工、高级工）职业技能鉴定”、顶岗实习等。三、课程设计思路与过程1.课程设计思路（1）本课程标准是根据应用电子技术专业学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“德能并举、工学交融”的教学要求，结合教学实际，将电气控制与PLC分为基本电气控制系统、PLC的硬件组成与工作原理、指令系统、程序设计与应用等四个模块，最终使学生具备一定的电气故障诊断与排除技能和PLC的编程能力。（2）本课程所有教学模块结合本院实训（验）条件，按“教学任务布置、集体讨论编写教学计划、教学实施、院系评估、学生信息反馈”一个完整的过程实施教学。整个教学过程做到全过程开放，主要课程内容在校内实训基地完成，同时联合校外合作单位完成学生的就业资格考证任务，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生社会实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。（3）在借鉴其他兄弟院校和社会实际需要的基础上，根据应用电子技术专业学生的学习实际。本课程内容主要体现在职业技能的培养上，符合实际教学。2.课程开发的过程（1）深入学习、探索先进的职教理念和课程设计方法，基于过程控制的理念，开发相关的课程项目。（2）加强与企业合作，院、系领导组织教学人员本地区周边企业进行相关调研，对应用电子技术专业毕业生的职业能力进行认真分析，在充分听取行业、企业专家的意见，总结并确定应用电子类毕业生应具备的知识、能力和职业素质，与企业共同制定课程标准。（3）在课程开发中，参照课程标准，结合校内实训条件，成立由院系领导、校内专家、专业带头人、相关专业技术人员和实际教学人员共同组成的课程开发团队进行课程开发。具体开发过程见下图示。四、课程培养目标1.方法能力培养目标（1）掌握常用简单电气控制线路的故障检修；（2）掌握PLC的工程应用、维护和使用以及PLC在机床电气控制线路的应用、分析与维护。2.能力目标（1）熟练应用基本指令和步进指令是PLC编程的基础；（2）功能指令：现代工业控制的许多场合需要数据处理，因而PLC制造商逐步在PLC中引入功能指令，用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。3.能力目标（1）树立工具、设备使用的安全意识；（2）形成良好的成本节约意识；（3）具备良好的思想道德修养和职业道德素养；（4）具有随机应变、工学结合的创新精神；（5）具有爱岗敬业和团队合作精神。五、课程内容和要求1.理论课程内容介绍类型课程内容能力要求知识要求参考学时模块教学单元/项目必修内容基本电气控制系统1.1掌握常用低压电器能选用相应的低压电器能解释电机的工作原理能熟悉常用电机的结构能掌握维修电工的基础知识掌握低压电器相关知识掌握电机的结构、工作原理掌握维修电工考证的基础知识101.2掌握基本电气控制线路能分析基本电气控制线路能查找基本电气控制线路的故障能设计一些较简单的控制电路掌握直接起动控制线路掌握降压起动控制线路掌握制动控制线路掌握调速控制线路熟练掌握根据电气原理图做电控接线20PLC的硬件组成与工作原理2.1了解三菱指令系统了解PLC产生及特点了解三菱PLC的软硬件掌握三菱PLC的工作原理PLC概述PLC的编程语言三菱PLC概述PLC的编程软件的使用32.2掌握基本指令的编程掌握梯形图与指令表之间的转换能用基本指令进行相应的编程掌握三菱基本指令掌握基本指令的编程方法与技巧11指令系统3.1状态转移图及步进指令能根据控制要求编制状态转移图掌握选择性流程与并行性流程的区别掌握步进指令与状态转移图的关系掌握步进指令的编程方法根据SFC用STL编程43.2步进指令的应用掌握单流程的编程应用掌握选择性流程的编程应用掌握并行性流程的编程应用掌握单流程的编程方法掌握选择性流程的编程方法掌握并行性流程的编程方法8程序设计与应用4.1功能指令介绍掌握功能指令的表现形式掌握功能指令的类型掌握功能指令的操作数了解功能指令的基本规则了解功能指令的用法了解功能指令应用中的注意事项44.2功能指令应用能用功能指令进行编程应用能现场检修程序中的故障并及时解决能用功能指令与基本指令分别进行编程了解程序流转指令熟悉传送与比较指令熟悉算术与逻辑运算指令熟悉循环与移位指令熟悉数据处理指令了解高速处理指令了解方便指令14选修内容变频器5.1变频器的结构能辨识变频器的结构能做简单的变频器接线、控制变频器的基本操作变频器的变频原理55.2变频器的应用变频器的工作特点变频器的面板操作掌握显示频操作的方法掌握变频器工控应用的实际控制电路9合计902.实验实训课程内容介绍项目一常用低压电器职业行动能力常用低压电器的选用涉及内容低压电器的结构、原理和选用原则教学准备课件、投影设备；低压电器如接触器、按钮、时间继电器、热继电器、行程开关教学内容设计低压电器按钮、接触器的拆装；接触器、时间继电器的通电试验项目二三相电动机的点动、自锁控制职业行动能力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涉及内容自锁控制的实现方式和点动、自锁的工作特点教学准备课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器教学内容设计主电路接线、点动、自锁的控制接线项目三三相电动机的正反转控制职业行动能力三相电动机正反转的实现方式、联锁控制的特点涉及内容相序与电动机运转方向的关系和往返运动的实现方式教学准备课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、行程开关教学内容设计正反转主电路接线、控制接线和自动往返电路的实现项目四三相电动机的定子回路串电阻降压起动控制职业行动能力大容量电动机的起动控制和实现方式涉及内容降压起动的过程和常见降压起动的方式、特点教学准备课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、时间继电器、电阻教学内容设计定子回路串电阻降压起动主电路接线、控制接线项目五三相电动机的Y―△降压起动控制职业行动能力中等容量电动机的起动控制和实现方式涉及内容Y―△降压起动的方式特点教学准备课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、时间继电器教学内容设计Y―△降压起动主电路接线、控制接线项目六三相电动机的制动控制职业行动能力三相电动机的反接制动控制、能耗制动涉及内容三相电动机制动控制的原理、速度继电器工作特点教学准备课件、投影设备；接触器、按钮、三相电动机、热继电器、速度间继电器教学内容设计反接制动主电路接线、控制接线项目七可编程控制器初识与编程软件的使用职业行动能力三菱FX编程软件的应用、三菱FX系列PLC的硬件组成涉及内容三菱FX编程软件的应用、三菱FX系列PLC的硬件组成教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC教学内容设计三菱系列PLC的硬件，I/O对应关系，所给程序的输入、执行项目八编程软元件的程序练习（输入、输出继电器与辅助继电器）职业行动能力三菱FX编程软元件的分类及工作特点涉及内容三菱FX的基本指令、三菱FX系列软元件的编号、接线教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC、基本指令练习板教学内容设计程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比项目九编程软元件的程序练习（计数器与定时器）职业行动能力三菱FX编程软元件定时器、计数器的设定值、状态转换涉及内容三菱FX基本指令应用、程序分析、定时器与计数器的种类教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC教学内容设计程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比项目十数据类功能指令程序练习职业行动能力三菱FX功能指令的输入方式、数据类功能指令的控制过程涉及内容三菱FX数据处理类功能指令的应用、三菱功能指令的工作特点教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC教学内容设计程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图项目十一功能指令程序练习职业行动能力练习用功能指令按照控制要求编程涉及内容三菱FX常用功能指令的执行方式、工作特点和程序执行教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC教学内容设计独立完成：程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图项目十二步进指令程序练习职业行动能力SFC、STL编程涉及内容SFC的五要素和结构特点；STL编程、状态继电器的分类教学准备课件、投影设备；三菱FX编程软件、三菱FX1N-40MR系列PLC教学内容设计独立完成：程序的输入、执行；程序的分析，与实验过程对比；编写接线图项目十三变频器的认知（选修）职业行动能力外围设备、变频器各部分的名称及功能、接线涉及内容变频器硬件组成、基本的显示器操作教学准备课件、投影设备；三菱FR-D720S-0.4K-CHT变频器，三相电动机教学内容设计变频器面板介绍，变频器各接线端的含义及功能项目十四变频器的变频、变压启动（选修）职业行动能力应用变频器变频、变压两种方式启动三相电动机涉及内容变频器变频、变压两种执行方式的实现及工作原理教学准备课件、投影设备；三菱FR-D720S-0.4K-CHT变频器，三相电动机教学内容设计显示器操作变频、变压过程的具体执行过程六、课程教学建议1.教学方法（1）在教学过程中，为加强学生实际操作能力的培养，采用分段式项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的学习动力。（2）如果一些工作任务没有在生产车间进行的条件，可在校内生产性实训车间进行。如果没有相应的生产性实训车间，可以通过仿真操作进行。通过学习型工作任务，训练学生的PLC编程与电气故障诊断排除能力。（3）紧密结合维修电工中级职业技能证书的考证，加强考证的实操项目的训练，提高学生的岗位适应能力。（4）在教学过程中，要广泛应用图片、动画等教学资源辅助教学，帮助学生理解各种工控故障诊断的要点。（5）教学过程中加强安全教育，提高安全意识，培养学生严谨的工作态度。（6）采用课程设计作为课程的考核方案，培养学生的应用能力和实践思维，课程设计分组进行还可以培养他们的团结协作能力。2.实验实训条件（1）为保障本课程的教学目标能够实现，配置有电气控制实训（演练）室，PLC专项实验室，维修电工综合考评实训室，部分生产机床模拟演练操作室，电气控制与PLC资料和检测设备。（2）为保障本课程的教学目标能够实现，在教学实施时学生分成15—25组，每组2—3人，并由2名具有技师资格的教学人员组织实施。3.考核方式（1）本课程教学过程以学生为主体，因此考核要以实践性考核为主，重在考查学生在工作任务中表现出来的能力。学生都要对各个项目开展过程进行总结，完成项目报告并汇报，采用项目实训报告和课程设计的形式增加对学生完成项目的过程和结果的评价。实践性考核在总成绩中所占比例不少于60%。（2）学期末设置期末考核，可以采用课程设计作为考核方式，对课程重要的知识和能力进行综合性考核，重在考查运用知识解决实际问题的能力。4.教材及参考资料选用（1）鉴于目前高职教育教材的现状，教学工作中应以现有的教材作为辅助，同时根据项目化课程的特点自编教学讲义，在教学中不断补充和完善，最终形成具有项目化课程特点的校本教材。（2）教材选用必须依据本课程标准进行，应充分体现以工作任务为设计思想。教材内容应体现先进性、通用性、实用性要求，语言表述应精炼、准确、科学，引用图表要清晰精美。教材中的活动设计要具体，并具有可操作性。（3）教材项目应包括以下内容：（ⅰ）教学目标；（ⅱ）工作任务；（ⅲ）实践操作（相关实践知识）；（ⅳ）问题探究（相关理论知识）；（ⅴ）知识拓展（选学内容）；（ⅵ）实训与练习。（4）工作任务应包括以下内容：（ⅰ）工作任务名称；（ⅱ）工作任务背景；（ⅲ）项目训练载体；（ⅳ）技能训练目标；（ⅴ）学习环境要求。工作任务应是按“任务布置、计划、决策、实施、评估、信息反馈”一个完整的过程实施。5.参考资料（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（3）《可编程控制器原理及应用》，林春方，上海交通大学出版社（4）《电机与电气控制技术》，任志锦，机械工业出版社（5）《电气控制与PLC应用》，杨亚萍，化学工业出版社（6）《电气控制与PLC实训指导书》》