《PLC控制实训》课程标准（含课程思政）

《PLC控制实训》课程标准一、课程基本信息表1课程基本信息表课程名称PLC控制实训开设系（院）部数控技术学院课程代码40723065开课形式理实一体化课程性质专业核心必修课（实践类）课程类型C类课程学时80课程学分4学分开课部门数控技术学院开课学期第五学期先修课程《电工电子技术》《机床电气控制技术》后续课程《工业机器人应用》《智能产线调试与维护》《机械装调实训》适用专业（层次）460104机械制造及自动化（普专）二、课程性质（一）课程描述本课程是机械制造及自动化专业的一门核心实践课程，紧密对接工业自动化领域PLC技术应用岗位需求，以西门子、三菱等主流PLC机型为载体，系统覆盖PLC硬件认知、编程基础、逻辑控制、模拟量处理、通信技术及综合系统调试等核心内容。课程采用“理实一体化、项目驱动、岗课赛证融合”的教学模式，通过典型工业案例（如机床电气控制、自动化生产线控制等）强化实践技能培养，使学生掌握PLC控制系统设计、编程、安装调试及故障排查的核心能力。本课程不仅为学生后续专业课程学习和职业技能提升奠定坚实基础，更直接服务于企业自动化设备运维、电气控制设计等岗位需求，旨在培养具备严谨思维、创新意识和工匠精神的高素质技术技能人才。（二）课程定位本课程基于学生已掌握《电工电子技术》《机床电气控制技术》等前导课程的电路分析、电气元件识别及基本控制线路等知识与技能，进一步提升学生在工业自动化控制领域的PLC编程与系统应用能力，为后续《工业机器人应用》《智能产线调试与维护》等课程中复杂控制系统的学习夯实基础。本课程是高职院校机械制造及自动化专业培养应用型人才的核心实践课程，结合1+X工业机器人应用、智能产线运维等职业技能等级证书要求，围绕PLC技术应用岗位的核心职业能力选择和组织课程内容，突出实践操作与岗位需求的关联性。通过课程学习，学生能够形成规范操作、安全施工、精益求精的职业素养，掌握PLC控制系统设计、编程、调试及故障排查的核心技能，适应的岗位主要有：电气控制技术员、PLC编程技术员、自动化设备运维员、产线调试技术员等。表2课程定位分析面向的工作岗位具备的职业能力电气控制技术员1.能根据工艺要求设计简单PLC控制系统原理图；2.能完成PLC与外围设备的正确接线；3.能进行控制系统的简单调试与维护。PLC编程技术员1.能熟练使用PLC编程软件进行程序编写、下载与监控；2.能运用基本逻辑指令、功能指令实现复杂控制需求；3.能对程序进行优化与故障排查。自动化设备运维员1.能熟悉自动化设备中PLC控制系统的组成与工作原理；2.能快速诊断并排除PLC控制系统的常见故障；3.能做好设备控制系统的日常维护与保养。产线调试技术员1.能参与自动化生产线PLC控制系统的安装与调试；2.能配合团队完成产线控制逻辑的优化；3.能处理产线运行中PLC相关的突发问题。三、课程设计思路（一）学情分析对近年机械制造及自动化专业生源进行分析，部分学生生源于农村，因父母外出务工等原因，情感上缺乏足够关注，自控能力较弱，部分学生缺乏自信和团队沟通能力，但大部分学生动手能力强，对实操类课程兴趣浓厚，喜欢“做中学、学中做”的教学模式。在专业基础上，学生已完成《电工电子技术》《机床电气控制技术》等课程学习，掌握了电路基本定律、电气元件识别、基本控制线路等知识，具备一定的电气控制基础。本专业学生以男生为主，逻辑思维较强，对机械及自动化设备的认知有天然优势，但在系统设计、程序优化及故障排查的综合能力方面有待提升，且对工业现场实际应用场景了解较少。课程将结合学生特点，采用分层教学、项目驱动等方式，兼顾基础技能与综合能力培养，同时融入思政元素，提升学生职业素养。（二）课程设计依据本标准依据国家教育部颁发的《高等职业学校机械制造及自动化专业教学标准》《机械制造及自动化专业人才培养方案》（2025级），结合学校机械制造及自动化专业办学定位，以及新乡区域装备制造业（如中航工业新航集团、河南白鹭化纤等企业）对自动化控制技术人才的需求，参考《1+X工业机器人应用职业技能等级标准》《1+X智能产线运维职业技能等级标准》等相关要求进行制订。（三）整体设计本课程以PLC技术应用岗位实际工作任务为导向，经过与校企合作企业（如中航工业新航集团、新乡振动机械等）技术专家研讨，确定以“PLC基础认知→编程技能训练→典型案例应用→综合项目实战”为主线，设计多个学习项目作为学习情境。根据PLC技术应用岗位所需的知识、能力、素质要求，确定课程核心教学内容，主要由4个模块12个项目组成。课程教学实施过程基于OBE理念，采用“课程思政+理实一体化+岗课赛证融合”的教学模式，通过明晰学习产出、重构教学内容、强化实践操作、全过程评价等方式指导教学改革。结合课程内容建设“知识思政、岗位思政、案例思政、活动思政”四大类课程思政教学资源库，优选合作企业技术革新案例、大国工匠事迹等素材，激发学生学习兴趣与职业自豪感。所有思政素材均经由马克思主义学院教师审核，确保思政教育与专业教学有机融合。四、课程目标总目标：本课程紧密结合机械制造及自动化专业人才培养目标，遵循学生认知规律与职业成长规律，以培养学生PLC技术应用核心能力为重点，通过基于工作过程的项目化教学，使学生掌握PLC控制系统设计、编程、安装调试及故障排查的知识与技能，形成严谨规范、安全操作、精益求精的职业素养，满足企业自动化控制相关岗位的任职要求，为学生顶岗实习、职业技能等级证书考取及可持续职业发展奠定坚实基础。（一）素质目标1.树立严谨规范、安全第一的职业理念，严格遵守电气操作规范与企业规章制度；2.培养精益求精的工匠精神与创新思维，勇于攻克技术难题；3.具备良好的团队协作意识与沟通能力，能高效参与团队项目；4.增强家国情怀与使命担当，树立为装备制造业高质量发展贡献力量的信念；5.养成终身学习习惯，主动关注PLC技术及自动化领域的最新发展。（二）知识目标1.了解PLC的基本组成、工作原理、分类及应用领域；2.掌握PLC编程软件的基本操作（程序编写、下载、监控、调试）；3.掌握PLC基本逻辑指令、定时器/计数器指令及常用功能指令的应用；4.理解PLC控制系统的I/O分配原则，掌握硬件接线方法；5.掌握PLC模拟量处理、通信技术的基本原理与应用方法；6.熟悉典型工业场景（机床控制、输送线控制等）PLC控制系统的设计思路与控制逻辑。（三）能力目标1.能熟练操作主流PLC（西门子S7-200SMART/三菱FX系列）编程软件；2.能根据控制需求进行PLCI/O端口分配与硬件接线；3.能运用基本指令与功能指令编写满足实际需求的控制程序；4.能对PLC控制系统进行安装、调试，准确排查常见故障；5.能独立完成简单PLC控制系统的设计、编程与调试任务；6.能配合团队完成复杂工业场景PLC控制系统的调试与优化。（四）证书目标表3证书一览表证书名称发证单位备注1+X工业机器人应用职业技能等级证书（中级）如机械工业职业技能鉴定指导中心选取1+X智能产线运维职业技能等级证书（中级）中国电子技术标准化研究院选取电工职业资格证书（中级）中华人民共和国人力资源和社会保障部选取PLC编程设计师（中级）中国自动化学会选取五、课程结构与内容表4课程内容与目标要求模块项目教学内容重点、难点思政元素及融入途径学时模块一PLC基础认知与编程入门项目一：PLC基础知识认知1.PLC的定义、发展历程、分类及应用领域；2.PLC的基本组成（CPU、I/O模块、电源模块等）及工作原理；3.主流PLC机型（西门子、三菱）介绍；4.电气安全操作规程与注意事项。重点：PLC的基本组成与工作原理、电气安全规范。难点：PLC循环扫描工作原理的理解。【思政元素】：安全意识、规范意识、科技自信。【融入途径】：通过电气安全事故案例警示学生树立“安全第一”理念；介绍我国PLC技术从引进到自主研发的发展历程，激发学生科技自信与创新决心。6模块一PLC基础认知与编程入门项目二：PLC编程软件操作1.主流PLC编程软件（STEP7-Micro/WINSMART、GXWorks2）的安装与设置；2.项目创建、硬件配置、I/O地址分配；3.程序编写、编辑与保存；4.程序下载、上传与在线监控。重点：编程软件的基本操作、程序下载与监控。难点：硬件配置与I/O地址分配的对应关系。【思政元素】：严谨细致、精益求精。【融入途径】：通过编程软件操作失误导致程序无法运行的案例，引导学生养成严谨细致的操作习惯；强调程序注释规范，培养精益求精的工匠精神。8模块一PLC基础认知与编程入门项目三：基本逻辑指令应用1.触点类指令（常开、常闭）、线圈类指令（输出、置位、复位）；2.简单逻辑电路（自锁、互锁）的PLC编程；3.程序调试与故障排查。重点：自锁、互锁电路的编程与实现。难点：逻辑关系的梳理与程序优化。【思政元素】：逻辑思维、责任意识。【融入途径】：结合机床主轴正反转控制中的互锁逻辑，讲解逻辑严谨性对设备安全运行的重要性，培养学生的责任意识。10模块二PLC功能指令应用项目一：定时器与计数器指令应用1.定时器（通电延时、断电延时）指令的工作原理与参数设置；2.计数器（加计数、减计数、可逆计数）指令的工作原理与参数设置；3.基于定时器/计数器的控制案例（如自动循环控制、物料计数控制）编程与调试。重点：定时器/计数器的参数设置与编程应用。难点：复杂时序逻辑的编程与调试。【思政元素】：精准把控、敬业精神。【融入途径】：通过自动化生产线物料计数控制案例，强调计数精准性对产品质量的影响，引导学生树立敬业守信、精益求精的职业态度。10模块二PLC功能指令应用项目二：数据处理与运算指令应用1.数据传送、比较指令的应用；2.算术运算（加、减、乘、除）指令的应用；3.逻辑运算指令的应用；4.简单数据处理案例（如工件尺寸检测数据处理）编程与调试。重点：数据传送、比较及算术运算指令的应用。难点：数据格式的匹配与运算结果的处理。【思政元素】：严谨求实、精益求精。【融入途径】：结合工件尺寸检测数据处理案例，讲解数据准确性对产品质量的决定性作用，培养学生严谨求实的科学态度。8模块二PLC功能指令应用项目三：模拟量处理指令应用1.模拟量输入/输出模块的认知与接线；2.模拟量与数字量的转换原理；3.模拟量处理指令的应用；4.温度、压力等模拟量控制案例（如恒温控制）编程与调试。重点：模拟量模块接线、模拟量与数字量转换。难点：模拟量控制参数的整定与调试。【思政元素】：攻坚克难、创新思维。【融入途径】：介绍工业生产中模拟量控制的难点及解决方案，鼓励学生勇于攻克技术难题，培养创新思维与解决问题的能力。10模块三PLC通信技术应用项目一：PLC与PLC通信1.常见PLC通信协议（如Modbus、PPI）介绍；2.西门子S7-200SMARTPLC之间PPI通信的设置与编程；3.三菱FX系列PLC之间N:N通信的设置与编程；4.通信系统的调试与故障排查。重点：PLC之间通信的设置与编程。难点：通信故障的诊断与排除。【思政元素】：团队协作、互联互通。【融入途径】：通过PLC之间协同控制案例，讲解“互联互通”对自动化生产线高效运行的重要性，类比团队协作的重要性，培养学生的团队意识。8模块三PLC通信技术应用项目二：PLC与触摸屏通信1.触摸屏的基本认知与工作原理；2.触摸屏与PLC的接线的设置；3.触摸屏画面设计（按钮、指示灯、数值显示等）；4.触摸屏与PLC通信系统的调试与故障排查。重点：触摸屏画面设计、通信参数设置。难点：触摸屏与PLC数据交互的调试。【思政元素】：用户思维、精益求精。【融入途径】：强调触摸屏画面设计的人性化与便捷性，引导学生树立以用户为中心的设计理念，培养精益求精的设计态度。6模块四综合项目实战项目一：机床电气PLC控制系统设计与调试1.机床电气控制需求分析；2.PLCI/O地址分配与硬件接线图设计；3.控制程序编写（主轴启停、进给控制等）；4.系统安装、调试与故障排查。重点：控制系统整体设计、程序编写与调试。难点：系统故障的综合诊断与排除。【思政元素】：工匠精神、责任担当。【融入途径】：结合中航工业新航集团机床PLC控制系统升级案例，讲解技术革新对企业发展的重要性，激发学生的责任担当与工匠精神。8模块四综合项目实战项目二：自动化输送线PLC控制系统设计与调试1.自动化输送线控制需求分析（启停控制、速度调节、定位控制等）；2.PLCI/O地址分配与硬件接线图设计；3.控制程序编写与触摸屏画面设计；4.系统安装、调试与故障排查。重点：复杂控制逻辑的编程、系统协同调试。难点：多设备协同控制的调试与优化。【思政元素】：系统思维、团队协作。【融入途径】：采用小组合作完成项目，强调团队分工与协同配合的重要性，培养学生的系统思维与团队协作能力。6六、课程实施策略本课程以提升学生实践能力和职业素养为核心，结合PLC技术应用特点，采用多种先进教学方法与手段，凸显数智化教学优势，确保教学质量。【理实一体化教学法】：将理论讲解与实践操作有机融合，课堂设在理实一体化实训室，教师先精讲核心理论与操作要点，学生随即在PLC实训台进行实操练习，实时消化所学知识。通过“理论-实操-反馈-优化”的闭环教学，有效解决理论与实践脱节问题。适用所有模块项目。【项目驱动教学法】：以典型工业项目为载体，将课程内容分解到各个项目中，学生在完成项目的过程中学习知识、提升技能。从简单的逻辑控制项目到复杂的综合系统项目，循序渐进提升学生的综合应用能力。适用模块二、三、四的所有项目。【案例教学法】：选取企业真实案例（如中航工业新航集团机床PLC改造案例、自动化生产线控制案例等），将案例拆解为教学任务，引导学生分析案例、解决问题。通过案例教学，拉近课堂与工业现场的距离，提升学生的岗位适应能力。适用于模块四综合项目实战。【虚拟仿真教学法】：利用PLC虚拟仿真软件（如GXSimulator、S7-PLCSIM）构建虚拟实训场景，学生可在虚拟环境中进行程序编写、调试及故障排查练习，规避真实操作中的安全风险，同时可反复练习提升技能。适用于模块一、二的基础技能训练。【数智化教学手段】：依托学习通、优慕课等线上教学平台，上传教学视频、课件、习题、案例等数字化资源，学生可随时随地进行预习、复习与拓展学习；利用平台开展线上答疑、讨论、作业提交与批改，实现线上线下混合式教学；引入工业互联网平台相关理念，讲解PLC与智能产线的协同工作，培养学生的数智化素养。【岗课赛证融合教学法】：结合1+X工业机器人应用、智能产线运维等职业技能等级证书考核要求，调整教学内容与考核标准；引入职业技能竞赛相关题目，以赛促学、以赛促练，提升学生的技能水平与竞争能力。适用于模块三、四的综合技能训练。七、考核评价（一）课程考核方式本课程采用过程考核、增值评价与结果考核相结合的综合考核方式，成绩评定采用百分制，其中过程考核占50%，增值评价占20%，期末结果考核占30%。考核重点关注学生的实践操作技能、项目完成质量、职业素养及成长进步，全面客观评价学生的学习效果。（二）课程考核标准1.过程考核（50%）：采用学生自评、小组互评、教师点评相结合的方式，主要考核学生的课前预习、课堂表现、项目完成质量、作业提交情况及安全操作规范等。具体评分标准如下表：2.增值评价（20%）：主要考核学生的思政素养提升、技能进步及职业素养养成情况。通过对比学生期初与期中、期末的技能测试成绩，评估学生的成长进步；结合学生的课堂表现、团队协作情况、安全操作规范等，评价学生的思政素养与职业素养提升。3.期末结果考核（30%）：采用实操考核形式，在实训室内进行，考生随机抽取考题（综合项目类题目），在规定时间内完成PLC控制系统的I/O分配、硬件接线、程序编写、调试与故障排查等任务，教师根据考生的操作规范度、项目完成质量、故障排查能力等进行评分。表5课程考核评分标准考核项目子项目分值占比考核标准过程考核（50%）课前预习（10%）10%按时完成线上平台预习任务，参与课前测试，预习效果良好。课堂表现（15%）15%遵守课堂纪律，积极参与互动讨论，认真完成实操练习，严格遵守安全操作规范。项目完成质量（20%）20%按时完成各模块项目任务，I/O分配合理，硬件接线规范，程序编写正确，调试顺利，能准确排查常见故障，项目报告完整规范。作业提交（5%）5%按时提交课后作业，作业完成质量高，能准确回答问题，体现独立思考。增值评价（20%）思政素养（10%）10%具有良好的职业素养，遵守规章制度，团队协作意识强，树立安全第一、精益求精的理念。成长进步（10%）10%技能水平较期初有明显提升，能主动学习新知识、新技能，解决问题的能力不断增强。结果考核（30%）期末实操考核30%能在规定时间内完成综合项目任务，操作规范，I/O分配合理，接线正确，程序编写准确，调试高效，能快速排查故障，项目完成质量高。八、实施条件（一）师资条件本课程教学团队需具备良好的师德师风，践行“四有好老师”标准，专职教师与兼职教师相结合，构建“双师型”教学团队，确保教学质量。1.授课师资基本要求：（1）具有本科及以上学历，专业要求为机械制造及自动化、电气自动化技术等相关专业；（2）具有高校教师资格证书，具备“双师型”教师资格，持有电工、PLC编程设计师等相关职业资格证书；（3）具有3年以上PLC控制技术相关课程教学经验，熟悉主流PLC机型的编程与应用；（4）具有企业相关实践经历（如自动化设备运维、PLC控制系统设计等），了解工业现场实际需求；（5）具有良好的职业道德和职业操守，能熟练运用理实一体化、项目驱动等教学方法，具备数智化教学能力。2.教学团队组成及分工：构建以课程负责人为核心，专兼结合的教学团队。课程负责人负责确定课程培养目标、优化课程体系、组织课程改革与建设；专职教师负责教学设计、课堂教学、实训指导、线上资源建设等工作，定期深入企业实践，更新教学内容；企业兼职教师（从中航工业新航集团、河南白鹭化纤等合作企业聘请的高级技师或工程师）负责讲解工业现场PLC技术应用案例、指导综合项目实训、参与课程标准制定等。3.课程开发团队：表6《PLC控制实训》课程开发团队名单序号姓名工作单位职称/职务工作经历1教授/专业负责人机械制造及自动化专业教学15年，高级技师2副教授PLC控制技术教学12年，技师3副教授电气控制技术教学10年，技师4工程师企业自动化生产线PLC调试与维护10年，技师5工程师振动机械PLC控制系统设计与研发8年（二）校内外实训基地1.校内实训基地：需建设PLC理实一体化实训室，实训环境模拟工业现场，配备充足的实训设备与工具。具体要求如下：（1）实训设备：配备西门子S7-1200、三菱FX系列等主流PLC实训台（不少于50台/套），每台实训台配套I/O模块、电源模块、模拟量模块、触摸屏等；配备车床、铣床等模拟机床控制实训装置；配备示波器、万用表、接线工具等常用仪器仪表。（2）环境要求：实训室配备多媒体教学设备、空调、通风设备，安装应急照明装置与消防设施，符合紧急疏散要求；地面铺设绝缘垫，设备摆放规范，张贴安全操作规范与警示标识；具备互联网接入或WiFi环境，支持数智化教学。2.校外实习基地：需建立稳定的校外实习基地，为学生提供工业现场PLC技术应用实习岗位。合作企业应具备以下条件：（1）属于装备制造行业，拥有先进的自动化生产线与PLC控制系统；（2）能提供充足的实习岗位（如PLC