《PLC应用技术》课程标准

《PLC应用技术》课程标准第一部分前言一、课程定位《自动化课程综合实训》是重点针对电气自动化技术专业开发，是该专业的一门核心专业课程。是将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体的综合性、应用型课程。同时，该课程在生产过程自动化技术、机电一体化技术、数控技术、数控设备应用与维护、自动化生产设备应用等诸多制造大类专业中也是一门非常重要的专业课程。课程的前序课程有：《计算机应用基础》、《电工技术》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电机与拖动》、《电气控制技术》、《电气测量技术》等课程；后续课程为《交直流调速系统》，《自动化综合课程实训》等课程。二、课程任务本课程通过PLC基础知识与基本技能教学单元的3个任务的学习到PLC专项知识与专项技能教学单元的9个任务的学习到PLC综合知识与综合技能教学单元的4个任务的学习，通过16个任务的循序渐进学习，按照核心技术教学环境一体化的理念，通过3～4个不同层次要求的PLC应用技术实训室的学习与实践，由浅入深，由初学者的入门到最后的专家型方向逐渐递进，使学生通过设定好的教学任务按照“资讯计划决策实施检查评估”这一行动导向六步教学法，在逐步掌握PLC的基本组成、工作原理、指令系统及编成方法，形成较强的PLC程序的设计、编程、安装、调试及维护技术和方法的专业能力的同时，也锻炼和培养学生的方法能力与社会能力。第二部分课程目标一、总目标通过本课程的训练与学习，学生具备PLC的基本知识与基本技能，掌握自三菱FX2N系列PLC的应用，初步具备使用PLC进行自动控制系统的设计、安装与调试等方面能力。二、具体目标1、专业能力方面：通过本课程教学，应使学生：1)熟悉继电器、接触器等常用控制电器的电气结构、动作原理、及用途用法；2)掌握PLC的基本组成、工作原理及其选用方法；3)掌握PLC的基本指令、及基本控制环节的“接线、编程、动作分析”的技术和方法；4)掌握PLC基于梯形图的经验编程法、老改新编程法、时序编程法；5)掌握PLC的SFC图的3种基本结构、及工序编程法；6)掌握PLC的应用指令及其编程技巧；7)掌握PLC开关量控制、联网通信、计算机监控等“实训实验案例”；8)初步掌握PLC应用系统的设计、安装、调试、维护等技术和方法。9）培养基于plc控制的典型生产线的调试维护等职业能力。2、方法能力方面：培养学生创新思维能力，培养具备从事职业活动所需的工作方法和学习方法，如制定工作计划的步骤、解决实际问题的思路、独立学习新技术的方法、评估工作结果的方式等。通过不断地学习，使学生逐步树立系统的思维模式，具有分析与综合、决策与迁移能力，以及信息的获取、评价和传递，目标辨识与定位，联想与创造能力等。3、社会能力方面：培养具备从事职业活动所需的行为能力，包括情感态度与价值观、人际交往、公共关系、职业道德和环境意识等。如培养与同学（同事）相处的能力、在小组工作中的合作能力、交流与协商的能力、逐步养成批评与自我批评的习惯与能力以及认真、细心、诚实、可靠等品格。培养学生积极的人生态度，强调对社会的适应性和行为的规范性、社会的责任感、群体工作协调与仲裁、参与意识以及积极性、主动性、灵活性、语言及文字表达能力等。第三部分课程总体设计本课程以具体工作过程为导向，以工作任务为驱动，采用行为导向方法设计课程教学，课程教学总共分为16个任务，共计120个学时。任务1认识PLC1、教学内容1）PLC技术的发展及现状。2）PLC的基本结构。3）PLC内部虚拟继电器的基本组成及工作原理。4）PLC的工作过程、工作原理初步。5）PLC内部的输入电路、输出电路及其工作原理等6）FX2N系列可编程序控制器的基本组成7）FX2N系列可编程序控制器的型号名称体系及其种类8）FX2N系列可编程序控制器的技术指标2、教学要求1）本课程的性质、内容、任务及学习方法。2）比较三种以上品牌的PLC的性价比。3）说出PLC与继电接触应用系统的区别任务2用PLC实现三相异步电动机的点动与连续控制1、教学内容1）FX2N系列PLC编程元件的分类及编号2）FX2N系列PLC编程元件的基本特征3）FX2N系列PLC编程元件的功能和作用4）了解可编程控制器循环扫描的工作方式5）掌握输入、输出继电器的应用方法6）掌握取、取反指令和输出指令的应用方法7）PLC的四步设计法初次应用(I/O地址分配表、接线图、梯形图程序、指令表程序)6）PLC的编程器件与编程方法。2、教学要求1）分别利用触点串并联指令和自保持与解除指令编写电动机点动与连续控制效果的梯形图。2）掌握会利用取、取反和输出指令与输入、输出继电器编写梯形图程序实现简单的PLC控制，如一个开关控制一盏灯、异步电动机点动运行、异步电动机点动与连续运行、双联开关控制一盏灯的PLC控制。3）掌握PLC编程操作和程序输入方法。4）理解三菱FX2N系列可编程序控制器的分类、性能及型号命名方式；5）掌握三菱FX2N系列可编程序控制器的基本组成、技术指标及主要编程元件；6）掌握梯形图和语句表基本编程指令。任务3用PLC实现彩灯的控制1、教学内容1）熟悉LD、LDI、OUT指令；AND、ANI指令；OR、ORI指令；ORB、ANB指令；LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令；MPS、MRD、MPP指令；MC、MCR指令；INV指令；PLS、PLF指令；SET、RST指令的基本应用。2）了解编程注意事项3)PLC的SFC图的基本约定及3种基本结构。PLC工序编程法(置位法、胖点法、自保法等)与综合应用编程举例2、教学要求1）PLC基于梯形图的3种编程方法及编程案例PLC的经验编程法、老改新转换编程法、时序编程法1）掌握微分指令，掌握编程元件计数器的使用方法2）会利用所学指令编写梯形图完成常用的逻辑功能，如脉冲发生器、振荡电路、分频电路、电子钟等。3）学会四步设计法完成教学任务。4）掌握用编程器对用户程序的编辑及监视程序运行状态；任务4用PLC实现八段码显示控制1、教学内容1）熟悉八段码的组成，熟悉八段码显示“0～9”、“.”十个数字及小数点与显示段位的关系2）能根据不同难度的八段码显示要求编写相应的梯形图程序、指令表程序。2、教学要求1）学会四步设计法完成教学任务。任务5用PLC实现三相异步电动机的正反转控制1、教学内容掌握电路块串、并联指令和堆栈指令，了解程序的优化2、教学要求会利用所学指令编写起互锁作用的梯形图，应用于电动机接触器联锁、复合联锁正反转运行，多地控制运行。任务6用PLC实现三相异步电动机的串电阻降压起动控制1、教学内容掌握主控指令，了解堆栈指令与主控指令的异同点，正确选定定时器指令编写控制程序。掌握定时器指令的应用场合。2、教学要求会利用主控指令编写有公共串联点的梯形图，应用于电动机串电阻起动运行控制、Y-△降压起动控制、延边△降压起动控制、生产线顺序控制、灯光闪烁控制等。掌握定时范围的扩展方法。任务7用PLC实现三相异步电动机的Y-△降压起动能耗制动的控制1、教学内容1）掌握电路块串、并联指令和堆栈指令的功能、用法，了解程序的优化2）了解可编程控制器循环扫描的工作方式.2、教学要求1）能使用定时器,计数器指令，初步掌握定时器、计数器的使用方法；进一步熟悉PLC的工作原理。2）会用该指令实现定时,计数控制3)掌握常用指令的综合应用4)掌握系统输入,输出端子的分配任务8用PLC实现三相异步电动机的双向启动双向反接制动控制1、教学内容1)掌握根据实际控制要求绘制功能图2)掌握功能图与梯形图的互换方法2、教学要求1）熟练进行可编程控制器的安装和维护2）掌握可编程控制器的应用任务9用PLC实现自动变速双速运转能耗制动控制1、教学内容1)掌握根据实际控制要求绘制功能图2)掌握功能图与梯形图的互换方法2、教学要求任务10用PLC实现十字路口交通信号灯的控制1、教学内容1）了解将复杂程序简单化的方法2）掌握程序调用的方法,结构化地编程用户程序2、教学要求任务11用PLC实现自控轧钢机的控制1、教学内容1）了解对实际控制系统的分析思路.2）.掌握根据工作流程图编程的方法.2、教学要求任务12用PLC实现步进电机的控制1、教学内容1）步进电动机的驱动电路2）步进电动机的运行特性及使用3）步进电动机的控制2、教学要求任务13基于PLC的自动分拣机控制1、教学内容1）顺序控制基本知识2）自动分拣机控制实物原理分析3）常用机电自动检测传感器知识2、教学要求1）掌握PLC实现顺序控制基本方法2）具有应用PLC顺序控制功能为主的PLC应用系统的编程和调试能力3）掌握常用自动检测传感器基本知识和应用任务14用PLC实现自动生产线滚珠丝杆机械手的控制1、教学内容1）顺序控制基本知识2）机械手控制实物原理分析2、教学要求1）掌握PLC实现顺序控制基本方法2）具有应用PLC顺序控制功能为主的PLC应用系统的编程和调试能力3）掌握步进电机PLC编程方法任务15用PLC实现常用生产机械的电气线路改造1、教学内容1）电气控制原理图分析2）传统电气控制系统PLC改造设计步骤3）PLC选型原则2、教学要求1）了解传统的电气控制与PLC控制的相同点与不同点2）熟练分析较为复杂电气线路图纸3）掌握用PLC改造Z3040摇臂钻床继电接触式控制电路，并进行设计、安装与调试。任务16PLC通讯网络的组建1、教学内容1）PLC与PLC之间的通信控制基本知识2）RS485通讯组网技术3）PLC之间数据传输知识2、教学要求1）掌握PLC实现串行控制基本方法2）具有PLC网络应用基本调试能力3）具备PLC组网的故障分析、数据传输应用能力。第四部分课程实施建议一、教学建议：1、学生在校的学习是为今后走向工作岗位奠定基础的，本大纲所拟定的人才培养方案力求培养学生走向岗位所需的职业行为能力，在以必须的专业能力培养的同时，利用行动导向的课堂组织形式和独特的育才理念全面地培养学生工作时所需的方法能力与社会能力，使学生具备应变工作环境变迁的能力。2、教学建议采用行动导向教学法是本教学大纲教学任务实施的主绳，学生在教师编制好的每个教学任务（项目）的引导文下有组织、有目的地学习，学生始终是学习的主体，是课堂教学的主体，是学习活动开展的主体，是学习的直接收益者；教师是任务实施的导演、指导者、引导者、咨询者、调控者、主持人、合作者、帮助者，除此以外，教师还要对课堂教学中存在的典型问题作必要的讲述，传统的教学方法也要灵活运用到课堂教学当中。1)将继电接触系统的知识与应用有机地引入到PLC内部的虚拟继电器(软继电器)的“线圈”(状态存贮单元)与“触点”的理解，并以简单的“电动机的点动与连续控制”为例，进一步做具体讲解，以点明PLC的基本工作过程和基本工作原理。2)以FX2N小型PLC为样机。指令方面应先讲清基本指令的功能及其应用。编程方面应重点讲清基于SFC图的工序编程法。应通过加强实训教学环节来提高学生的实际动手能力，来提高学生对所学知识、所学方法、所学技巧的认可度。3)PLC综合应用部分应结合典型的工业案列进行，要充分利用实训室资源进行现场讲授，要注意与生产实际相结合。4)应提前安排学生利用课余时间做下一个任务（项目）的相关准备工作。5)PLC为“技术应用型”课程，建议以“案例为中心”来展开教学，将案例教学贯穿于课程教学全程之中。在实施“案例为中心”的教学过程中，应做到“三个到位”，即案例在讲义中编排到位；学生参于案例（任务）实践到位；三是学生实践能力“模块考核到位”。6)建议安排1周时间进行“课程设计”，好让学生对所学技术做一个综合性的运用和总结。二、评价建议：学生的学习成绩建议主要由“分模块实践考核+课程设计考核+平时考核”等三个部分组成。每个部分均由教材设计的评价标准进行。三、课程资源的开发与利用建议：建立校内外实训基地、与企业一起开发课题任务；充分利用学院机房，支持和提供在学生个人电脑安装学习软件；精品课程网站的建设，提供一个学习互动的空间。四、教材、教学参考书及网站1、教材与参考书（1）三菱FX2N系列可编程控制器使用手册与编程手册（2）《PLC