PLC应用技术标准课程教学计划

PLC应用技术标准课程教学计划一、课程概述PLC应用技术作为机电一体化、自动化类专业的核心课程，旨在培养学生掌握可编程逻辑控制器（PLC）的原理、编程方法及工程应用能力，为工业自动化系统设计、调试与维护岗位输送实用型技术人才。课程立足“理论够用、实践为重”的职业教育理念，融合知识传授、技能训练与工程素养培育，助力学生构建从PLC基础认知到复杂系统开发的能力体系。二、教学目标（一）知识目标1.理解PLC的发展历程、硬件结构（CPU、I/O模块、通讯接口等）与工作原理（扫描周期、输入输出刷新机制）；2.掌握IEC____标准下的编程语言（梯形图、功能块图、结构化文本），熟悉主流品牌（西门子、三菱）的指令系统；3.明晰PLC控制系统的设计流程（需求分析、硬件选型、程序开发、调试优化）。（二）能力目标1.能独立完成PLC硬件接线（电源、输入输出回路）与编程软件（如TIAPortal、GXWorks2）的操作；2.能运用基本指令（如LD、OUT、TIM、CNT）与功能指令（如MOV、CMP、MODBUS通讯）完成逻辑控制、时序控制与数据处理任务；3.能基于典型工业场景（如电梯控制、自动分拣线）设计PLC控制系统，具备程序调试、故障排查与系统优化能力。（三）素质目标1.培养工程思维（从需求到方案的系统化设计能力）与工匠精神（严谨的编程习惯、规范的调试流程）；2.强化团队协作能力（分组项目中沟通、分工、问题解决）与创新意识（在实训中优化控制方案）。三、课程内容与学时安排（总学时：72，其中理论36，实践36）模块一：PLC基础认知（6学时，理论4+实践2）知识点：PLC的起源、应用领域（工业自动化、智能楼宇等）；硬件结构（CPU模块、数字/模拟量I/O、扩展模块）；工作原理（扫描周期“输入采样-程序执行-输出刷新”）；编程语言标准（IEC____的5种语言对比）。实践任务：拆解PLC硬件（如三菱FX3U、西门子S____），识别模块功能；使用编程软件创建项目、配置硬件参数。模块二：编程基础与简单控制（12学时，理论6+实践6）知识点：梯形图（LD）的基本规则（触点、线圈、母线）；基本指令（输入输出指令、自锁/互锁电路）；定时器（TON、TOF）、计数器（CTU、CTD）的工作原理与编程应用；简单逻辑控制程序设计（如电机启停、灯控电路）。模块三：功能指令与高级编程（18学时，理论8+实践10）知识点：数据处理指令（MOV、CMP、ADD、SUB）；移位指令（SFTL、SFTR）；通讯指令（MODBUS-RTU、PROFINET）；结构化文本（ST）的语法与应用（复杂算法实现）；中断程序与高速计数的编程方法。实践任务：编写“物料分拣系统”程序（用比较指令区分物料类型）；搭建PLC与触摸屏的通讯，实现参数设置与状态监控；用ST语言编写PID算法控制模拟量输出。模块四：工程应用与系统集成（18学时，理论8+实践10）知识点：PLC控制系统设计流程（需求分析→硬件选型→程序架构→调试优化）；典型工业案例分析（电梯群控、AGV路径规划、生产线自动化）；PLC与变频器、伺服驱动器的联动控制（速度调节、位置控制）。实践任务：分组完成“自动送料生产线”项目（含PLC、变频器、传感器、执行机构的系统集成）；模拟企业现场调试，排查“设备运行异常”“通讯中断”等故障。模块五：综合实训与考核（18学时，实践18）任务：基于企业真实项目（如“智能仓储分拣系统”），独立完成需求分析→硬件设计→程序开发→系统调试→文档撰写全流程；考核重点为程序规范性、系统稳定性、故障排查效率。四、教学实施策略（一）教学方法1.理实一体化：理论讲授与实操训练同步，如讲解“定时器指令”后，立即在实验室完成“间歇喷泉控制”程序调试，强化知识迁移。2.项目驱动：以“电梯控制”“AGV调度”等真实场景为项目载体，学生分组完成“需求调研→方案设计→原型开发→优化迭代”，培养工程实践能力。3.案例教学：引入企业故障案例（如“生产线停机故障”），引导学生从程序逻辑、硬件接线、通讯配置等维度分析排查，提升问题解决能力。（二）教学过程设计1.课前：发布预习任务（如“PLC扫描周期的动画演示”视频、简单程序编写作业），激活学生认知。2.课中：理论环节：采用“问题导向”教学，如“为何PLC输出需延迟刷新？”引发讨论，结合仿真软件（如S7-PLCSIM）演示原理；3.课后：布置拓展任务（如“用ST语言优化现有程序”），要求学生提交“程序设计报告+故障排查日志”，强化反思与总结。五、考核评价体系（一）过程性评价（占比60%）课堂表现（20%）：参与度、问题回答质量、团队协作表现；作业与实验报告（20%）：程序规范性、故障分析深度、文档完整性；阶段性实操任务（20%）：如“电机控制程序调试”“通讯系统搭建”的完成度与效率。（二）终结性评价（占比40%）理论考试（20%）：PLC原理、指令系统、设计流程（题型：选择题、简答题、程序分析题）；实操考核（20%）：给定工业场景（如“自动包装线控制”），在规定时间内完成硬件接线→程序编写→系统调试→故障排查，考核操作规范性与问题解决能力。六、教学资源建设（一）教材与参考资料主教材：《PLC应用技术（西门子S____）》（工业和信息化“十四五”规划教材）；参考书：《三菱FX系列PLC编程与应用》《IEC____编程语言详解》；企业案例库：收集汽车制造、物流分拣等行业的PLC控制方案（含程序、接线图、故障手册）。（二）实验实训条件硬件：西门子S____/1500、三菱FX3U等PLC实验台，配套传感器（光电、接近）、执行机构（气缸、电机）、触摸屏、变频器；软件：TIAPortalV17、GXWorks3、S7-PLCSIM、GXSimulator；虚拟仿真实训平台：利用“工业自动化虚拟仿真系统”，模拟高危、复杂场景的调试（如防爆车间的PLC控制）。（三）在线资源慕课资源：中国大学MOOC《PLC应用技术》《工业自动化控制技术》；技术论坛：PLC之家、工控网的案例分享与问题答疑板块；企业微课：邀请西门子、三菱工程师录制“PLC通讯调试技巧”“程序优化经验”等视频。七、教学保障与持续改进（一）师资要求主讲教师需具备“双师型”资质（机电一体化工程师+职业院校教师资格证），且有3年以上工业自动化项目经验；每学期安排教师到企业实践（如参与生产线改造、PLC程序优化项目），更新教学案例与技术认知。（二）反馈与改进建立“学生评价-同行评议-企业反馈”三维机制：每月收集学生对“教学难度、实操设备”的意见，每学期邀请企业专家评议课程内容的“岗位匹配度”