电气控制与PLC技术课程标准(机电144).doc

电气控制与PLC课程标准课程编码：1103021适用专业：机电、机械专业课程性质：专业控制课程开课单位：六盘水职业技术学院工业系第一部分 课程概述一、课程名称： 电气控制与PLC二、学时与适用对象课程总计144学时，其中理论课85学时，实践课（实训）59学时。本标准适用于三年制高职机电一体化专业。三、课程性质及定位（一）课程性质及目标1、课程性质电气控制与PLC课是以电器控制技术和可编程控制技术为核心，统筹电机控制与3C技术的课程，它是以行动为导向、以学生为主体、以知识为基础、以能力为目标，教、学、做一体化，培养学生具有对工厂典型生产机械电气控制线路进行基本环节设计、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专业能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的关键能力；培养可持续发展的满足企业需求的自动化控制高技能人才,实现“为了行动而学习”的教学目标，为专业必修课。电气控制与PLC课程的组成：电动机与电气控制线路；变频器的使用；PLC基本指令的应用；PLC步进指令的应用、PLC功能指令的应用、PLC与变频器综合应用，实验指导书。2、课程目标（1）职业能力培养目标掌握常用电气控制线路的安装及故障检修；掌握PLC的工程应用、维护和使用以及PLC在电气控制线路的应用及电气系统分析与维护。（2）知识目标熟练应用基本指令和步进指令是PLC编程的基础 ；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。掌握PLC控制系统设计的基本方法。（3）素质目标树立工具、设备使用的安全意识；形成具备良好的成本节约意识；具有良好的思想道德修养和职业道德素养；具有热爱科学、积极创新的精神；具有敬业爱岗和良好的团队合作精神。（二）课程定位综合培养学生的职业素养和职业能力，能达到职业技能考核标准，为学生顺利就业提供机会。四、课程基本理念准确把握本门课程在机电一体化人才培养方案中的地位和作用，坚持知识、能力、素质培养相融合的原则，体现和落实素质教育、创新教育、个性化教育等现代教育思想和观念。课程教学体现强实践、重能力、求创新的课程教学理念。课程内容的选择注重基础与发展相互协调，强化学用结合，融入学科发展前沿。课程的内涵体现科学精神与人文精神的相互渗透与整合。在教与学过程中，充分发挥教师主导、学员主体的作用，鼓励学员积极、自觉地自主学习和实训，提高学员的主体意识和创造能力。五、课程设计思路本课程标准是根据机电一体化专业学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“工学结合、工学交替”的改革思路，以解决实际问题为中心，将电气控制与PLC分为电气控制系统、基本指令系统、步进指令系统、功能指令系统、典型控制系统设计等几个模块，最终使学生具备电气故障诊断与排除、PLC编程的能力及简单控制系统设计的能力。本课程模块结合本系实训条件，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教学。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，同时争取结合校外实训基地完成部分模块，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。建议本课程在第二学年的第二学期开设，总学时为114学时左右。第二部分 内容标准一、教学内容与课时分配篇、章教学内容学时分配建议理论实践小计绪论绪论112第一章电动机与电气控制线路16824第二章变频器的使用448第三章PLC基本指令的运用16824第四章PLC步进指令的运用6612第五章PLC功能指令141024第六章PLC与变频器综合运用224第七章西门子PLC编程软件认识4612第八章典型PLC控制系统设计181432机动44合 计8559144二、内容要点与基本要求（一）理论课绪论（1学时）基本要求：1、了解电气控制技术的发展2、能够解释电气控制的概念；描述电气控制的内容；阐述电气控制运用。主要内容目标要求参考教学方法与手段1、电气控制系统历史发展了解电气控制系统的历史发展过程及未来前景主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、等2、电气控制系统的组成掌握电气控制系统的组成3、继电器电气控制系统与PLC电气控制系统的区别初步了解PLC控制系统的优点第一章电动机与电气控制线路（16学时）基本要求：1、掌握三项一步电动机的结构和工作原理2、能够正确选用常用低压电器3、掌握常见电器控制线路的装接，检测与维修主要内容目标要求参考教学方法与手段1.1 三相交流异步电动机三相交流异步电动机的结构主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等1.2 低压电器的定义和分类及开关电器了解常用的控制电器。1.3 熔断器和主令电器熔断器、行程开关结构及选用1.4 接触器、继电器接触器、继电器结构及选用1.5负荷开关直接启动控制线路点动、自锁控制线路工作原理1.6 点动控制线路1.7 自锁控制线路1.8 点动与自锁混合控制、多地控制及顺序控制线路混合、多地控制线路工作原理及运用1.9 正反转控制及制动控制线路掌握正反转控制及制动控制线路运用1.10 Y-降压启动控制线路能看懂Y-形降压启动控制线路第二章变频器的使用（4学时）1、了解变频器的工作原理2、掌握变频器的使用主要内容目标要求参考教学方法与手段2.1 变频器概述掌握变频器的工作原理主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等2.2 变频器输出频率的设置或修改了解变频器参数、掌握变频器的使用。第三章PLC基本指令的运用（16学时）基本要求：1、掌握PLC的结构及工作原理2、掌握PLC的基本指令3、能用基本指令编写典型控制程序主要内容目标要求参考教学方法与手段2.1 PLC概述了解PLC的发展历史、掌握PLC控制的优点主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等2.2 PLC结构和工作原理掌握PLC的结构和工作原理2.3 编程元件、软件和串并、置位与自锁指令了解PLC的编程元件、软件和部分基本指令2.4 脉冲指令与正反转控制程序能用脉冲指令编写正反转控制程序2.5 块指令与点动自锁混合控制和多地控制程序能用基本指令编写点动自锁混合控制和多地控制程序2.6延时、计时控制程序掌握TC在PLC程序中的运用2.7 堆栈及主控指令与 Y-启动控制程序掌握堆栈及主控指令的运用，能用基本指令编写Y-启动控制程序2.8梯形图设计方法掌握梯形图编程设计的方法第四章PLC步进指令的运用（6学时）基本要求：1、掌握步进指令的运用2、掌握结构流程的功能主要内容目标要求参考教学方法与手段3.1 步进指令及步进程序的编程方法掌握步进指令格式、S及状态流程图主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等3.2 步进指令的单流程控制举例掌握单流程控制程序的编写掌握选择流程控制程序的编写3.3 步进指令的选择流程控制3.4 步进指令的并行结构流程控制掌握并行结构流程控制程序的编写第五章PLC功能指令（14学时）基本要求：1、掌握功能指令的格式及功能2、能初步用功能指令编写特定程序主要内容目标要求参考教学方法与手段1.1 功能指令概述掌握功能指令的作用和基本格式主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等1.2 程序流程控制功能指令及传送与比较指令掌握程序流程控制功能指令及传送与比较指令1.3 四则运算指令掌握四则运算1.4 循环与移位指令掌握循环与移位1.5 数据处理指令掌握数据处理指令1.6 逻辑运算指令掌握逻辑运算指令1.7浮点数运算及时钟运算指令掌握浮点数运算及时钟运算指令第六章PLC与变频器综合运用（2学时）基本要求：1、掌握高速计数的使用2、掌握PLC与变频器控制电机综合运用主要内容目标要求参考教学方法与手段PLC与变频器综合运用1、掌握高速计数使用方法2、了解电位器、拨码开关和变频器直流制动的运用主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等第七章西门子PLC与编程软件认识（4学时）基本要求：了解PLC的种类、掌握GX Developer编程软件主要内容目标要求参考教学方法与手段西门子PLC结构及软件认识了解PLC的种类、掌握编程软件的使用主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等PLC通讯原理了解PLC通讯的方法；能编写简单的西门子PLC通讯程序第八章典型PLC控制系统设计（18学时）基本要求：1、掌握PLC控制系统设计的方法2、初步设计典型的控制系统主要内容目标要求参考教学方法与手段项目一：PLC运用系统设计掌握并阐述PLC运用系统的设计方法、原则主要教学方法：讲授法、信息化及实物教学主要教学手段：提问、举例、讨论等项目二：CA6140车床电路的PLC控制系统设计3.1 CA6140车床电路原理及PLC控制方法介绍掌握CA6140电路原理、掌握CA6140车床的PLC控制方法项目三：电梯的自动控制4.1 电梯组成及工作原理掌握电梯组成及工作原理4.2 电梯的PLC控制原理掌握电梯的PLC控制方法项目四：艺术彩灯控制5.1 LED显示掌握LED显示的原理项目五：自动生产线6.1 自动分拣系统掌握自动分拣系统的组成及工作过程6.2 机械手系统掌握机械手系统的组成及工作过程项目六：全自动洗衣机PLC控制7.1 普通洗衣机电路及工作过程掌握普通洗衣机的电路原理及工作过程项目七：自由课题设计8.1选题要求及要点说明介绍自由课题设计的要求和要点（二）实训课（59学时）模块主要内容目标要求参考教学方法与手段学时绪论参观实训了解实训条件及相应设备主要教学方法：讲授法、实物、实训教学主要教学手段：实训等1第一章实习操作：认识常用低压电器、电工工具、安装和操作负荷开关直接启动控制线路能正确安装负载开关直接启动控制线路；能选用低压电器8实验操作：安装和操作点动与自锁混合控制线路掌握安装点动和自锁混合控制；进一步了解常用控制电器实验操作：安装和操作正反转控制线路能正确安装正反转控制线路；初步学会使用万用表检查故障实验操作：安装和操作Y-启动控制线路能正确安装Y-控制线路；初步学会使用万用表检查故障第二章实验操作：变频器面板、外部及组合操作模式掌握变频器参数设置的方法4实验操作：继电器控制的变频器调速线路初步掌握变频器的使用第三章实验操作：PLC控制的三相电动机点动与自锁控制线路与程序了解PLC控制系统的特点、PLC的硬件结构；能用PLC进行点动与自锁控制；学会WINCC软件的使用8实验操作：PLC控制的三相电动机正反转控制线路与程序能用PLC进行正反转控制；进一步熟悉脉冲指令及编程软件实验操作：PLC控制的三台电动机顺序启动控制线路和程序编写顺序控制程序；学会使用MPS、MRD、MPP指令实验操作：PLC控制的电动机Y-降压启动控制线路和程序掌握Y-降压启动控制程序与PLC线路；学会使用C、T的使用第四章实习操作：送料小车控制程序掌握步进指令及状态流程图的使用方法6实习操作：交通信号灯控制程序掌握并行结构流程；掌握交通灯控制的梯形图步进指令编程实例学会用STL编程序第五章实验操作：有功能指令实现PLC控制的电动机Y-降压启动控制线路和程序掌握用数据传送指令实现电动机的Y-降压启动控制10算术运算类指令编程实例掌握算术运算类指令逻辑运算类指令编程实例掌握字逻辑运算指令及应用程序流程控制功能指令及传送与比较指令编程实例掌握子程序调用的方法；学会使用比较指令编写程序循环与移位指令实例掌握数码显示的方法；学会常用的编码指令的使用第六章PLC控制的变频器调速线路掌握高速计数使用方法能用PLC与变频器综合控制2第七章PLC编程软件实训掌握三菱GPP软件和西门子S7-200-V4.0软件及常用指令6第八章CA6140车床电路的PLC控制系统初步掌握PLC控制系统设计的一般方法14四层电梯的PLC控制系统熟悉PLC控制系统设计；进一步掌握步进指令的使用艺术彩灯控制系统熟悉PLC控制系统设计；掌握步进及循环控制指令自动分拣系统控制系统掌握西门子PLC通讯的方法，编程软件的安装和PLC控制系统设计机械手系统控制系统掌握西门子PLC通讯的方法，编程软件的安装和PLC控制系统设计全自动洗衣机PLC控制系统设计能用PLC设计（一般）全自动洗衣机控制系统自由课题设计考察学生PLC综合运用能力第三部分 实施建议一、教材或参考资料选用（一）教材选用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。（二）参考资料1、电气控制与PLC运用技术，吕爱华，电子工业出版社2、电气控制与PLC技术，王兆明，清华大学出版社3、电气控制与PLC应用，张伟林，人民邮电出版社4、PLC应用技术，瞿彩萍，人民邮电出版社5、电器控制与PLC技术，李建兴，机械工业出版社6、PLC及其在数控机床中的应用，祝红芳，人民邮电出版社二、教学建议（一）教学条件和环境为保障本课程的教学目标能够实现，需要建设电气控制实训室、PLC实验室，并配备所需的电气控制与PLC资料和检测设备，同时建设1-2家校外实习基地等等。为保障本课程的教学目标能够实现，在实训教学实施时学生每组3-5人，并由任课教师及工作一线技术员（尽量）协助教学的组织实施。（二）教学方法本门课程教学中，贯彻“学生主体，教员主导”的教学理念，注重理论与实践相结合，适应PLC应用模式的转变，使学员在学习基础理论、基础知识和基本技能的基础上，能够以人为中心，设计和评估PLC应用系统。1、理论课理论课采用讲授的形式，贯彻理论联系实际、少而精的原则，采用讲授、启发、互动、工程实例讨论等多种教学方法，灵活利用图片、视频等教学手段，帮助学生理解PLC故障诊断的要点，调动课堂气氛，启发学员积极思维，保证教学效果。2、实训课采用分组的组织形式。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。课后，开放实训室，鼓励学员利用课余时间自行到实训室练习操作技能。3、辅导答疑4、强调岗位适应能力紧密结合PLC编程员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。5、强化安全意识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。（三）开课时间建议本课程在第二学年的第二学期开设（或学生修完液压与气压、电工基础等主要基础课程之后），总学时为72学时左右。同时考虑到本课程在实训过程中学生动手能力的差异，会有不同程度的延长，建议在周课时设置时保证有一次课在3-4节或5-6节。三、课程考核评价建议本课程教学过程以学生为主体，因此考核要以过程性考核为主，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工作单的形式增加对学生完成项目的过程和结果的评价。过程性考核在总成绩