《机床电气控制与PLC》实训课程标准

《机床电气控制与PLC》（实训）课程标准课程编码：0100023课程类别：专业技术课程适用专业：机电一体化（二年中专）课程所属系部：机电工程系学时：60编写执笔人:王荣华审定负责人及审定日期：1课程定位与设计思路1.1课程性质与作用1.课程性质《机床电气控制与PLC》课程是机电一体化（二年中专）专业的一门专业技术课，也是取得国家职业资格等级证书（维修电工）的核心课程。课程分为继电器控制技术、PLC技术两大部分，在教学中实施“教、学、做”一体化，将理论教学和实践教学有机结合，侧重于实践操作，直接面向职业岗位能力的培养，是学生求职就业的重要砝码。2.课程作用本课程以《电工电子技术基础》、《电机拖动基础》、《自动控制原理与系统》课程为前导课程，共同打造学生的职业能力，并为其相关专业课程《数控机床维修》、《机电一体化技术》等的学习提供基本理论和方法，在整个教学过程中起着承上启下的作用。为毕业生在未来的职业生涯中从初始低层次的生产线操作工向更高层次的维修电工、生产线维修工和设备管理员等岗位顺利迁移提供扎实的知识与技能准备。1.2课程设计思路本课程标准以机电一体化（二年中专）专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以培养学生的“学懂”和“会用”为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干工作任务，以任务为单位组织教学，引出相关专业理论知识，使学生在实践操作过程中加深对专业知识、技能的理解和应用。2课程目标2.1课程总体目标通过对本课程的学习和训练，使学生熟悉电气控制与PLC的基础知识，培养电气控制与PLC基本应用(电动机点动、长动、正反转、Y-Δ启动等控制环节)的接线、编程、操作调试方面的技能，了解其所涉及的技术理论知识；初步培养电气控制与PLC高级应用项目(电梯控制、机械手控制系统等)的接线、编程、操作调试的技能，了解其所涉及的技术理论知识。培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的学习能力、团队合作能力。2.2具体目标1)知识目标(1)掌握电气控制基础知识；(2)掌握PLC技术基础知识；(3)掌握PLC编程软件的使用方法；(4)熟悉PLC的I/O端口分配及PLC外部接线和安装；(5)熟练掌握PLC的编程方法，特别是图形编程；(6)熟练应用基本指令、步进指令及部分功能指令；(7)掌握常用控制程序的编制方法及调试；2)能力目标（1）具有基本硬件模块的识别、检测和选用方法的能力；（2）能读懂常用的控制程序；（3）能按要求设计简单的控制程序；（4）具有对一般控制程序进行分析和调试的能力；（5）具有查阅手册、技术参数、产品说明书、产品目录等资料的能力；（6）能用可编程控制器的基本指令对相关任务进行编程与调试。3)素质目标（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）具有爱岗敬业和团队合作精神。3.课程内容与要求本课程以培养学生的职业能力为重点，采用任务驱动的教学模式。具体课程内容与要求见表1。表1课程内容与要求学习任务学习目标（职业能力）学习内容教学建议与说明参考学时1.三相异步电动机基本控制电路的设计、安装与调试1.能识别并正确选用常用电器元件2.会识读电动机基本控制电路图3.会设计简单控制电路4.具备正确合理绘制元件布置图及安装接线图的能力5.会分析典型机床控制电路6.掌握PLC基本指令的应用8.具备分析简单PLC程序的能力9.具备利用PLC编程软件编写基本顺控指令、电动机点动、连续运行控制程序的能力，会运行并调试PLC程序10.具备电动机基本环节PLC控制系统的安装能力1.相关常用电器元件的结构、工作原理、型号参数、图文符号、在电路中作用及选用原则2.电气系统图的识读方法及绘制原则3.电动机基本控制电路的控制原理4.PLC的结构、原理及型号含义5.PLC编程软元件、基本指令的应用6.PLC程序的分析方法和编写7.电工安全操作规范8.PLC控制系统电气图的识图9.PLC编程软件的使用讲授法、引导文教法、小组讨论法、案例教学法202.运料小车控制电路的设计、安装与调试1.会分析运料小车多地自动控制，定时、定位自动送料等运料控制电路图、控制程序2.具备按运料小车控制要求设计控制电路图、控制程序的能力3.具备利用定时器、计数器设计控制程序的能力4.输入梯形图并会进行编辑、编译、下载、调试、运行程序1.相关常用电器元件的结构、工作原理、型号参数、图文符号、在电路中作用及选用原则2.运料小车电气系统图的分析、设计3.PLC编程软元件、基本指令的应用4.接线图各组成部分的功能和作用5.编制PLC的输入/输出分配表6.自动送料装车系统控制程序讲授法、小组讨论法、案例教学法203.典型PLC控制系统的设计1.具备利用PLC进行控制系统的总体构建的技能2.会使用PLC基本指令、步进指令、功能指令编写程序3.能分析典型PLC控制系统程序设计4.能写出I/O分配表及它们与PLC实验系统板上开关按扭的对应关系1.PLC控制系统设计的基本原则2．PLC控制系统设计与调试步骤3．PLC机型选择与连接的方法4．PLC选择与连接注意事项5．减少I/O点数的措施6．提高PLC控制系统可靠性的措施7.八段码显示控制程序讲授法、引导文教法、小组讨论法、205.能画出外部接线图8.交通信号灯自动控制程序4.课程实施说明4.1教学的组织与方法课程教学围绕任务载体按“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个步骤组织实施，采用任务驱动为主要教学模式。教学实施设计见表2。表2-1任务1教学实施设计表任务1三相异步电动机基本控制电路的设计、安装与调试总学时20场所设施设备工具教室、电气控制与PLC实训室。PLC实训装置、常用电工工具及仪表、三相异步电动机、计算机、编程软件等。教学组织实施实施过程组织实施内容教学方法学时资讯教师下发三相异步电动机点动、连续运行、正反转、降压启动、制动控制系统的设计与调试任务书；讲解电气控制基础知识、PLC的基本知识与操作、基本指令、PLC控制电机系统程序设计方法，编程软件的使用；指导学生通过其他途径获取所需信息。引导文教学法讲授法演示法计划学生在教师组织协调下进行分组，根据任务书、资讯信息讨论制定三相异步电动机点动、连续运行、正反转控制系统项目制作方案。小组讨论法决策学生在教师指导下进行方案讨论，并确定三相异步电动机点动、连续运行、正反转控制系统的设计与调试实施方案，编制计划书。小组讨论法实施学生选择工具及仪表，按计划书进行PLC选型、I/O分配、程序设计及系统调试等工作任务。实践操作法检查检查三相异步电动机点动、连续运行、正反转控制系统的运行效果，组织学生总结制作与调试过程中的不足之处。经过讨论进行实施方案的修订及完善，改进性能，完成任务报告书。实践操作法小组讨论法评价通过个人自评、小组互评、教师评价三方面，对三相异步电动机点动、连续运行、正反转控制系统的线路安装、程序设计以及规范性和正确性、工作态度、团队合作等方面进行综合评价。表2-2任务2教学实施设计表任务2运料小车控制电路的设计、安装与调试总学时20场所设施设备工具教室、电气控制与PLC实训室。PLC实训装置、常用电工工具及仪表、运料小车系统模块、编程软件、计算机等。教学组织实施实施过程组织实施内容教学方法学时资讯教师下发运料小车控制电路（小车多地控制，定时、定位自动送料等）的设计、安装与调试任务书；讲解相关常用电器元件的结构、工作原理、型号参数、图文符号、在电路中作用及选用原则,运料小车电气系统图的分析、设计,PLC编程软元件、基本指令的应用,接线图各组成部分的功能和作用,编制PLC的输入/输出分配表；指导学生通过其他途径获取信息。引导文教学法讲授法计划学生在教师组织协调下进行分组，根据任务书、资讯信息讨论制定运料小车多种运行方式控制电路任务制作方案。小组讨论法决策学生在教师指导下进行方案讨论，并确定运料小车多种运行方式控制电路控制系统的设计与调试实施方案，编制计划书。小组讨论法实施学生选择工具及仪表，按计划书进行PLC选型、I/O分配、程序设计及系统调试等工作任务。实践操作法检查检查运料小车自动往复运行控制电路控制系统的运行效果，组织学生总结制作与调试过程中的不足之处。经过讨论进行实施方案的修订及完善，改进性能，完成任务报告书。实践操作法小组讨论法评价通过个人自评、小组互评、教师评价三方面，对运料小车多种运行方式控制系统的线路安装、程序设计以及规范性和正确性、工作态度、团队合作等方面进行综合评价。表2-5任务3教学实施设计表任务5典型PLC控制系统的设计总学时20场所设施设备工具教室、电气控制与PLC实训室。PLC实训装置、常用电工工具及仪表、八段码显示控制模块、交通信号灯自动控制模块、计算机、编程软件等。教学组织实施实施过程组织实施内容教学方法学时资讯教师下发八段码显示、交通信号灯自动控制等典型PLC控制系统的设计与调试任务书；讲解PLC控制系统程序设计、PLC控制系统设计与调试步骤、PLC机型选择与连接的方法、PLC选择与连接注意事项、减少I/O点数的措施、提高PLC控制系统可靠性的措施、编程软件的使用；指导学生通过其他途径获取信息。引导文教学法讲授法计划学生在教师组织协调下进行分组，根据任务书、资讯信息讨论制定典型PLC控制系统制作方案。小组讨论法决策学生在教师指导下进行方案讨论，并确定典型PLC控制系统的设计与调试实施方案，编制计划书。小组讨论法实施学生选择工具及仪表，按计划书进行功能指令编制及多种工作方式控制、程序设计及系统调试等工作任务。项目教学法实践操作法检查检查典型PLC控制系统的运行效果，组织学生总结制作与调试过程中的不足之处。经过讨论进行实施方案的修订及完善，改进性能，完成任务报告书。小组讨论法实践操作法评价通过个人自评、小组互评、教师评价三方面，对多种工作方式的送料小车自动往返控制系统的线路安装、程序设计以及规范性和正确性、工作态度、团队合作等方面进行综合评价。4.2教学实施的师资要求教师基本要求：应熟悉本行业技术动态，具有扎实的专业知识和熟练的PLC控制系统设计、制作及调试技能，具备较强的语言表达能力及教学组织能力。课程教学团队共8名教师，其中教授1名，讲师、工程师7名，以中青年教师为主。4.3实验实训设备配置为实现课程教学目标，配置有PLC实训室，配备KBSPLC实训装置，电机控制、自动运料装车、电梯运行控制、多种液体自动混合、交通信号灯等控制实训模块。通过实训，培养PLC控制线路设计安装调试技能。学生在实训室直接参与设备的安装、调试与维护，真正体现“教、学、做”一体化，锻炼和培养学生岗位工作技能、学习相关标准和规范、培养职业素质。5.相关说明5.1教材选用建议建议选用教材：《电气控制与PLC应用》张伟林主编，人民邮电出版社；《电气控制与PLC》王霞主编，人民邮电出版社；《电气控制与PLC原理及应用》（西门子系列）李道霖主编，电子工业出版社。5.2教学评价课程评价包括课程实施过程评价和课程实施效果评价。根据评价目的，确定评价指标，收集教学信息。评价时采用学生评价、教师自评、教师互评、学校评价、企业评价等多种方式，从而实现对本课程较全面的、较准确的评价，进而促进课程改革向更好的方向发展。1)对学生学习成绩评价对学生学习成绩评价由每个任务考核组成，突出“过程考核与综合考核相结合，教师评价与学生自评、互评相结合”的原则，课程总成绩=∑单项任务考核实得分×50℅+综合考核实得分×50℅。每项任务考核评分包括专业知识、专业技能、职业素养三方面，任务总成绩=∑单项任务专业知识得分×40℅+∑单项任务专业技能得分×40℅+∑单项任务职业素养得分×20℅。2）对教师教学效果的评价对教师的教学效果评价由学院督查组成员随机听课评价、系部领导及各专业教师随机听课评价及学生对授课教师评价三个部分组成。在评价过程中应着重以以下几个方面为评分点。（1）教师在课堂教学过程中是否注意