《PLC基礎及應用》課程標準

21-《PLC基礎及應用》課程標準適用專業(yè)：礦山機電專業(yè)課程類別：專業(yè)核心課修課方式：必修教學時數(shù)：110編制人：審定人：一、課程定位PLC應用設計課程主要研究PLC的結(jié)構(gòu)原理及在邏輯量、模擬量控制方面等的應用，是礦山機電及相關專業(yè)學員的重要專業(yè)核心課程之一。該課程具有極強的實踐性：課程主要研究PLC的使用，因此沒有實物、不親自動手操作，很難將其理解掌握，更談不上對其靈活使用。大量的指令應用唯有通過上機操作，才能真正理解其功能、作用。這是一門離不開實踐的課程。該課程具有較高的綜合性：課程從原理上講，需要有一些電氣控制技術(shù)的知識，需要有一些數(shù)字電路的知識，需要有一些計算機方面的知識。從應用角度講，涉及的范圍更寬更廣，基本的邏輯控制、模擬量控制，高速的位置控制、脈沖控制以及聯(lián)網(wǎng)通信控制等。該課程具有很強的創(chuàng)造性：課程內(nèi)容涉及到的每一條指令都需要通過創(chuàng)造性的思維應用到生產(chǎn)實際中去；面對任意一個生產(chǎn)過程中的實際問題，都需要創(chuàng)造性的使用指令編寫程序，以滿足生產(chǎn)的需要。通過本課程的教學，使學員系統(tǒng)掌握可編程序控制器的基本原理、功能、應用、程序設計方法和編程技巧，使學員掌握一種基本機型，掌握PLC控制技術(shù)的基本原理和應用，為今后從事自動化控制領域的工作打下基礎。先修課：《電工電子技術(shù)》、《配電線路》后續(xù)課：《工廠供電》、《電氣綜合實訓》二、設計理念與思路（一）課程設計理念1、現(xiàn)代意識，培養(yǎng)專門人才現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展離不開計算機技術(shù)的發(fā)展。PLC技術(shù)作為計算機技術(shù)應用在現(xiàn)代化的各種裝備中，已達到了普及的程度。培養(yǎng)現(xiàn)代制造業(yè)高技能人才，熟悉PLC技術(shù)的應用，能夠使用PLC技術(shù)解決實際生產(chǎn)中的問題，是本課程義不容辭的責任。2、核心技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神PLC技術(shù)應用于工業(yè)企業(yè)的各個領域，面對市場上的各類型PLC的各種應用，為學員提供了廣闊的施展才能的空間。圍繞PLC的核心技術(shù)，鍛煉學員的應變能力、創(chuàng)新能力，是本課程的宗旨。3、全體學員，營造自主學習氛圍以學員為本位開展學習活動，創(chuàng)設易于調(diào)動學員學習積極性的環(huán)境，結(jié)合技師學員特點引導學員主動學習，形成自主學習的氛圍。（二）課程設計思路可編程序控制器是一種新型的通用自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專門為工業(yè)控制而設計。具有功能強、可靠性高、環(huán)境適應性好、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列有點，因此在工業(yè)上應用越來越廣泛。作為一門專業(yè)課程，通過三菱PLC機型的介紹，使學員掌握可編程序控制器技術(shù)的基本知識和基本技能，初步形成解決生產(chǎn)現(xiàn)場實際問題的應用能力；培養(yǎng)學員的思維能力和科學精神，培養(yǎng)學員學習與新技術(shù)的能力；提高學員的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。本課程從實際工程應用和教學需要，以高性能小型機PLC為背景，介紹可編程序控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理、設計方法和實際應用。本課程將緊緊圍繞以培養(yǎng)學員能力為重點，以模塊化方式開展教學活動，結(jié)合現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的情況，將課程劃分為三個平臺：理論教學平臺、核心技能訓練平臺和綜合技能訓練平臺；其中理論教學平臺包含五個模塊：公共基礎模塊，基本技能模塊，綜合技能模塊，工程設計應用模塊，基本技能訓練模塊；核心技能訓練平臺包含：生產(chǎn)流水線控制模塊、全自動洗衣機控制模塊、十字路口交通燈控制模塊；綜合技能訓練平臺包含:流水線全自動控制模塊；通過有層次、有目的的教學方法，提高學員的學習能力和應用能力。可編程控制器課程將技術(shù)學科和實踐導向相融合，采用學與練結(jié)合的教學方法，從工程角度出發(fā)，引入大量工程實例，學以致用，注重工程實踐。在教學手段上，本課程采用多媒體教學，理論與實踐并重，工程實例的仿真及實戰(zhàn)的交叉并用。在教學方面要完成的任務，實現(xiàn)的目的，帶著問題學習，啟發(fā)式、互動式、交互式教學方式并存，從實踐到理論，又由理論到實踐，進而在理論指導下進行實踐，提高了實踐的知識含量，使學員既知道該怎么做，又知道為什么這樣做。三、課程教學目標本課程以三菱系列PLC為學習載體，重點掌握梯形圖編程方法，將控制系統(tǒng)常用到的各種輸入元件、輸出元件、與被控對象一起構(gòu)成應用項目，進行工學結(jié)合式的學習，從而使學員掌握梯形圖語言編程的基本規(guī)則與方法，外圍接口元件及設備與PLC的連接。掌握可編程控制系統(tǒng)的應用開發(fā)方法，能利用PLC的資源實現(xiàn)一些基本的測量與控制。進一步掌握一些基本的信號檢測、處理、變送方法。為專業(yè)課程打下學習基礎和能力訓練基礎。（一）專業(yè)能力目標1、能根據(jù)PLC的性能、特點及控制功能正確選用PLC、懂得PLC的組成及基本工作原理。2、能夠熟練連接PLC的輸入輸出設備、懂得PLC內(nèi)部存儲器分配情況；3、能夠使用位邏輯指令及定時器/計數(shù)器指令編寫邏輯控制程序、使用跳轉(zhuǎn)指令、步進指令編寫步進系統(tǒng)的應用程序、能夠熟練使用傳送指令、比較指令、移位指令、算術(shù)邏輯運算指令、轉(zhuǎn)換指令來編寫控制程序，懂得PLC的指令尋址方式。4、能夠使用高速計數(shù)器功能處理有關高速事件、能夠利用脈沖串輸出功能處理有關步進電動機的控制問題、能夠利用脈寬調(diào)制功能處理電壓調(diào)節(jié)問題，懂得高速計數(shù)器指令的功能及應用、懂得PLC的高速輸出功能。5、能夠使用輸入中斷、定時中斷、高速計數(shù)器中斷處理有關現(xiàn)場問題，懂得各類型中斷的使用方法。6、能夠正確使用模擬量I/O模塊、編寫模擬量處理的有關程序及使用PLC的PID功能，懂得模擬量輸入/輸出模塊性能及在系統(tǒng)中的地址分配、懂得模擬量輸入輸出數(shù)據(jù)的處理方法、懂得PLC實現(xiàn)PID控制的方法。7、能夠連接PLC網(wǎng)絡、能夠利用PLC網(wǎng)絡實現(xiàn)連機控制，懂得PLC的通信方法。8、能夠進行PLC控制系統(tǒng)的硬軟件設計，懂得PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則及步驟。（二）方法能力目標1、通過理論實踐一體化課堂學習，使學員獲得較強的實踐動手能力，使學員具備必要的基本知識，具有一定的查閱圖書資料進行自學、分析問題、提出問題的能力。2、能夠通過一種類型PLC的應用遷移到另一種類型的PLC應用，對不同類型PLC的內(nèi)存分配、輸入輸出端子及指令系統(tǒng)具有較強的理解運用能力。3、能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場的各類機械設備進行電氣控制要求的分析，并能通過分析提出PLC解決方案，開展PLC系統(tǒng)的設計、調(diào)試工作。4、面對PLC控制的各類機械設備，能夠很快了解其工作過程，了解其電氣接線，能夠診斷、處理各類系統(tǒng)故障。（三）社會能力目標1、對從事PLC應用設計工作，充滿熱情。2、有較強的求知欲，樂于、善于使用所學PLC技術(shù)解決生產(chǎn)實際問題。具有克服困難的信心和決心，從戰(zhàn)勝困難、實現(xiàn)目標、完善成果中體驗喜悅。3、具有實事求是的科學態(tài)度，樂于通過親歷實踐實現(xiàn)，檢驗、判斷各種技術(shù)問題。4、在工作實踐中，有與他人合作的團隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。有服務于人類的意識，有理想，有抱負，熱愛祖國，有振興中華的使命感和責任感。5、樹立科學發(fā)展觀，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，具有觀察、理解、判斷、推理的辯證思維能力。6、具有良好的職業(yè)道德、組織與協(xié)調(diào)能力，善于與他人合作共事。四、課程內(nèi)容與要求內(nèi)容（項目）名稱PLC基礎及應用學時110學習目標1.了解可編程序控制器的產(chǎn)生、現(xiàn)狀、發(fā)展狀態(tài)及應用領域；2.了解可編程序控制器的分類、功能特點、主要性能指標；3.了解可編程序控制器的結(jié)構(gòu)、特點和工作原理；4.掌握三菱FX1N系列PLC的數(shù)據(jù)類型、內(nèi)部元件；5.掌握梯形圖編制規(guī)則及編程方法。6.掌握PLC指令的功能、格式、用法、注意事項；7.了解三相交流異步電動機的PLC控制特點；8.掌握PLC改造設備控制系統(tǒng)的方法及經(jīng)驗設計法編程和調(diào)試的方法。9．掌握定時器的應用特點；10.了解不同類型的定時器應用場合，定時器的應用方法。11.掌握順序控制特點、順序設計法的控制思想與編程思路。教學具體內(nèi)容教學組織與實施1、低壓電器2、控制電路的基本控制環(huán)節(jié)3、調(diào)速電氣控制系統(tǒng)4、用機床電氣控制5、編程控制器概述6、編程控制器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)7、指令系統(tǒng)8、編程控制器的應用1先組織多媒體演示使學員了解PLC的產(chǎn)生、現(xiàn)狀、發(fā)展狀態(tài)，激發(fā)學員的學習興趣。2、課堂教學使學員學習基本的指令及設計方法。3設置課題組織學員進行小組討論同一課題可以用多種方法進行設計。4按題目的要求組織學員講解解題的思路及方法。教師進行考評。并對學員講解存在的問題進行點評。教學手段與方法對學員知識能力要求對教師執(zhí)教能力要求1.識別可編程序控制器及其配件，辨認其基本結(jié)構(gòu)；2.能對傳統(tǒng)的三相交流異步電動機控制電路進行分析，確定I/O分配表；3.能繪制三相交流異步電動機的PLC控制電路圖；4.能根據(jù)電路圖，完成PLC控制電路的接線；5.能按照控制要求編寫梯形圖控制程序；6.能完成PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試、運行和分析。7.能根據(jù)題意繪制順序功能圖要求教師具有表達能力、動手實驗研究能力、運用現(xiàn)代技術(shù)手段進行教學和教育能力。具備設計基于行動導向的教學法的設計應用能力。五、學時分配序號教學內(nèi)容學時理論自學小計1PLC基礎及應用3278110合計3278110六、實施建議（一）教材編寫或選用1、教材編寫教材的編寫和使用要體現(xiàn)本課程的性質(zhì)、價值、基本理念、課程目標以及內(nèi)容標準。2、使用教材羅光偉主編，《可編程控制器教程》，電子科大出版社，3、參考資料《可編程序控制器原理及應用》機械工業(yè)出版社《可編程序控制器應用技術(shù)實訓指導》化工出版社《可編程序控制器原理及應用教程》中國水利出版社（二）教學組織與設計采用講授法、案例法、任務驅(qū)動法、多媒體教學。1、本課程的教學要不斷摸索適合技師教育特點的教學方式。采取靈活的教學方法，啟發(fā)、誘導、因材施教，注意給學員更多的思維活動空間，發(fā)揮教與學兩方面的積極性，提高教學質(zhì)量和教學水平。在規(guī)定的學時內(nèi)，保證該標準的貫徹實施。2、教學過程中，要從技師教育的目標出發(fā)，了解不同專業(yè)對教學知識的需求，注意與有關課程相配合，把握好“必需、夠用為度”的原則，還要適當兼顧專升本學員所需知識點的教學。3、教學中要結(jié)合教學內(nèi)容的特點，培養(yǎng)學員獨立學習習慣，努力提高學員的自學能力和創(chuàng)新精神。4、重視習題課、單元測驗的安排和習題的選擇。督促學員及時、獨立完成課外作業(yè)。5、重視對學員學習方法的指導。6、教學中注重現(xiàn)代化教學手段的應用。7、在規(guī)范的前提下，注重對學員所完成程序正確性的引導。8、任課教師根據(jù)學員情況及學院條件，可設計相應難度的主題，以達到教學目的。（三）教學基本條件1．師資要求理論教學環(huán)節(jié)主要以專任教師為主。課內(nèi)實習實踐部分主講教師必須具備現(xiàn)場實際工作經(jīng)歷2年以上或?qū)嵺`指導教學3年以上；具備設計基于行動導向的教學法的設計應用能力；擁有電子產(chǎn)品裝配工考評員資格證或中、高級資格證或者電子產(chǎn)品維修工中、高級資格證。具有本科以上學歷，其中既有教學經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗豐富的老教師，也有本科學歷的青年教師。2．教學硬件設施及配備本校有2間多媒體教室，3間PLC實訓室。（四）課程考核與評價對學員實行以職業(yè)能力為中心的考核，通過各種不同的考試形式激發(fā)學員自主學習的積極性，在解決實際問題的工作能力；獲取新知識、新技能的學習能力；團隊活動的合作能力；職業(yè)語言表達能力等方面得到體現(xiàn)。1、采用階段評價，過程性評價與目標評價相結(jié)合，理論與實踐一體化評價模式。2、關注評價的多元性，結(jié)合課堂提問、學員作業(yè)、平時測驗、學員實踐教學體會、基本技能競賽及考試情況，綜合評價學員成績。3、應注重學員實踐中分析問題、解決問題能力的考核，對在學習和應用上有創(chuàng)新的學員應予特別鼓勵，全面綜合評價學員能力。4、考核知識點與技能點全面開放，以項目帶動知識點的學習。對學員的評價以定量方式呈現(xiàn)評價結(jié)果，采用平時成績和期末考試（閉卷）成績相結(jié)合的形式。本課程以實踐為導向、模塊化的教學方式展開教學活動：基本原理考核，實驗考核。考核形式多樣，分散與集中相結(jié)合，筆試與操作相結(jié)合，期末與平時相結(jié)合。課程總成績化整為零，減輕期終考試負擔，注重平時學習的考核。根據(jù)行為向?qū)徒虒W法的“質(zhì)量控制”要求，就是要把總結(jié)性評價與形成性評價結(jié)合起來，全面提高本課程的教學效果。具體分值如下：平時測試：30％實驗測驗10%期末考試：60％平時成績的評價主要通過課堂提問、課外作業(yè)、階段考查成績、平時的出勤率等形式去完成。（五）課程資源開發(fā)與利用（一）教材編寫1、必須依據(jù)本課程標準編寫教材，教材應充分體現(xiàn)任務引領、實踐導向課程的設計思想。2、教材應將本專業(yè)職業(yè)活動，分解成若干典型的工作項目，按完成工作項目的需要和崗位操作規(guī)程，結(jié)合職業(yè)技能證書考證組織教材內(nèi)容。要以實際控制線路為載體，引入必須的專業(yè)知識，增加實踐內(nèi)容，強調(diào)理論在實踐過程中的應用。3、教材應圖文并茂，提高學員的學習興趣，加深學員對可編程控制器設備的認識和理解。教材表達必須精煉、準確、科學。4、教材內(nèi)容應體現(xiàn)先進性、通用性、實用性，要將本專業(yè)新技術(shù)、新方法、新成果及時地納入教材，使教材更貼近本專業(yè)的發(fā)展和實際需要。5、教材中的活動設計的內(nèi)容要具體，并具有可操作性。（二）工學結(jié)合1、產(chǎn)學合作開發(fā)課程資源，充分利用本行業(yè)典型的生產(chǎn)企業(yè)的資源，進行產(chǎn)學合作，建立實習實訓基地，實踐“工學”交替，滿足學員的實習實訓，同時為學員的就業(yè)創(chuàng)造機會。2、建立一支適應本專業(yè)的、穩(wěn)定的、開放性的、具有豐富實踐施工經(jīng)驗的兼職教師，實現(xiàn)理論教學與實踐教學合一、專職教師與兼職教師合一、課堂教學與生產(chǎn)現(xiàn)場教學合一，滿足學員綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。3、工作規(guī)范（1）有計劃地組織對學員進行安全思想、安全制度和安全技術(shù)的教育培訓，不斷提高學員的安全技能和意識。（2）學員應做好預先復習