PLC课程标准

《可编程控制器》课程标准课程编号：QA0B09课程名称：可编程控制器使用专业：机电一体化技术、应用电子技术教学模式：“教、学、做”一体化教学计划课时：60适用范围：机电系机电、应用电子专业学生第一部分前言一、课程的性质PLC应用设计课程主要研究PLC的结构原理及在逻辑量、模拟量控制方面等的应用，是电气自动化及相关专业学生的重要专业核心课程之一。该课程具有极强的实践性：课程主要研究PLC的使用，因此没有实物、不亲自动手操作，很难将其理解掌握，更谈不上对其灵活使用。大量的指令应用唯有通过上机操作，才能真正理解其功能、作用。这是一门离不开实践的课程。该课程具有较高的综合性：课程从原理上讲，需要有一些电气控制技术的知识，需要有一些数字电路的知识，需要有一些计算机方面的知识。从应用角度讲，涉及的范围更宽更广，基本的逻辑控制、模拟量控制，高速的位置控制、脉冲控制以及联网通信控制等。该课程具有很强的创造性：课程内容涉及到的每一条指令都需要通过创造性的思维应用到生产实际中去；面对任意一个生产过程中的实际问题，都需要创造性的使用指令编写程序，以满足生产的需要。通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。先修课：《电工基础》、《电子技术》、《电机及电力拖动》后续课：《单片机》、《工厂供电》、《电气综合实训》二、课程的基本理念（一）增强现代意识，培养专门人才现代制造业的发展离不开计算机技术的发展。PLC技术作为计算机技术应用在现代化的各种装备中，已达到了普及的程度。培养现代制造业高技能人才，熟悉PLC技术的应用，能够使用PLC技术解决实际生产中的问题，是本课程义不容辞的责任。（二）围绕核心技术，培养创新精神PLC技术应用于工业企业的各个领域，面对市场上的各类型PLC的各种应用，为学生提供了广阔的施展才能的空间。围绕PLC的核心技术，锻炼学生的应变能力、创新能力，是本课程的宗旨。（三）关注全体学生，营造自主学习氛围以学生为本位开展学习活动，创设易于调动学生学习积极性的环境，结合高职学生特点引导学生主动学习，形成自主学习的氛围。三、课程的设计思路可编程序控制器是一种新型的通用自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，专门为工业控制而设计。具有功能强、可靠性高、环境适应性好、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点，因此在工业上应用越来越广泛。作为一门专业课程，通过机型S7-200PLC的介绍，使学生掌握可编程序控制器技术的基本知识和基本技能，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生的思维能力和科学精神，培养学生学习与新技术的能力；提高学生的综合素质，培养创新意识。本课程从实际工程应用和高职教学需要，以高性能小型机S7-200PLC为背景，介绍可编程序控制器的结构、工作原理、设计方法和实际应用。本课程将紧紧围绕以培养学生能力为重点，以模块化方式开展教学活动，结合现代科学技术发展的情况，将课程划分为三个平台：理论教学平台、核心技能训练平台和综合技能训练平台；其中理论教学平台包含五个模块：公共基础模块，基本技能模块，综合技能模块，工程设计应用模块，基本技能训练模块；核心技能训练平台包含：生产流水线控制模块、全自动洗衣机控制模块、十字路口交通灯控制模块；综合技能训练平台包含:流水线全自动控制模块；通过有层次、有目的的教学方法，提高学生的学习能力和应用能力。可编程控制器课程将技术学科和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，从工程角度出发，引入大量工程实例，学以致用，注重工程实践。在教学手段上，本课程采用多媒体教学，理论与实践并重，工程实例的仿真及实战的交叉并用。在教学方面要完成的任务，实现的目的，带着问题学习，启发式、互动式、交互式教学方式并存，从实践到理论，又由理论到实践，进而在理论指导下进行实践，提高了实践的知识含量，使学生既知道该怎么做，又知道为什么这样做。第二部分：课程目标一、课程目标本课程的教学目标和总体要求是培养学生能够使用PLC对工业生产设备进行控制，并具备PLC控制系统硬件设计、软件编程和调试的基本能力，使学生了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。具体目标分述如下：二、职业能力目标（一）知识目标：1、能根据PLC的性能、特点及控制功能正确选用PLC、懂得PLC的组成及基本工作原理。2、能够熟练连接PLC的输入输出设备、懂得PLC内部存储器分配情况；3、能够使用位逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令、转换指令来编写控制程序，懂得PLC的指令寻址方式。4、能够使用高速计数器功能处理有关高速事件、能够利用脉冲串输出功能处理有关步进电动机的控制问题、能够利用脉宽调制功能处理电压调节问题，懂得高速计数器指令的功能及应用、懂得PLC的高速输出功能。5、能够使用输入中断、定时中断、高速计数器中断处理有关现场问题，懂得各类型中断的使用方法。6、能够正确使用模拟量I/O模块、编写模拟量处理的有关程序及使用PLC的PID功能，懂得模拟量输入/输出模块性能及在系统中的地址分配、懂得模拟量输入输出数据的处理方法、懂得PLC实现PID控制的方法。7、能够连接PLC网络、能够利用PLC网络实现连机控制，懂得PLC的通信方法。8、能够进行PLC控制系统的硬软件设计，懂得PLC控制系统设计的基本原则及步骤。（二）能力目标1、通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。2、能够通过一种类型PLC的应用迁移到另一种类型的PLC应用，对不同类型PLC的内存分配、输入输出端子及指令系统具有较强的理解运用能力。3、能够对生产现场的各类机械设备进行电气控制要求的分析，并能通过分析提出PLC解决方案，开展PLC系统的设计、调试工作。4、面对PLC控制的各类机械设备，能够很快了解其工作过程，了解其电气接线，能够诊断、处理各类系统故障。（三）素质目标1、对从事PLC应用设计工作，充满热情。2、有较强的求知欲，乐于、善于使用所学PLC技术解决生产实际问题。具有克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦。3、具有实事求是的科学态度，乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种技术问题。4、在工作实践中，有与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。有服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。上述三个层面的目标相互渗透、有机联系，共同构成PLC应用设计课程的培养目标。在具体的教学活动中，要引导学生在应用PLC技术的过程中，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。第三部分课程内容与要求通过实际制作过程完成教学内容，课程建议总课时为60，项目内容组织与学时分配如下所示。主题1：可编程序控制器概述（4学时）教学目的与要求：知识点：1．可编程序控制器简介（实物），可编程序控制器的发展历史、定义及其名称演变。2．可编程控制器的基本结构可编程控制器一般由中央处理单元（CPU）、存储器（ROM/RAM）、输入/输出单元（I/O单元）、编程器、电源等主要部件组成。3．可编程控制器的工作原理从CPU以分时操作方式来处理各项任务，即串行工作方式出发，介绍可编程控制器的工作方式和工作过程。4．可编程控制器主要性能指标介绍一般性能指标、功能技术指标、输出指标及有关模块规格。主题2：可编程序控制器硬件系统（6学时）教学目的与要求：知识点：1、可编程序控制器外围设备（实物）主令电器、传感器、执行装置2、可编程序控制器输入端口、输出端口的基本结构（操作）可编程序控制器的硬件部件作用、性能，可编程序控制器电源接线、输入/输出组件等效电路。主题3：可编程序控制器编程软件（6学时）教学目的与要求：知识点：1、可编程序控制器编程软件概述（演示）编程软件、编程电缆、可编程序控制器组合概念2、编程软件安装掌握编程电缆与可编程序控制器的通信设置。3、运行编程软件用户程序的建立、编辑、修改、保存、传送等功能。4、可编程序控制器编程软件具体介绍一种编程。技能点：1、通过上机实验，掌握编程软件的使用方法。主题4：基本指令（约24学时）教学目的与要求：知识点：1、位逻辑指令及应用2、定时器、计数器指令原理及应用3、程序控制类指令及应用技能点：1、可编程序控制器电动机控制2、三相交流电动机控制正反转控制实验3、Y/Δ起动控制实验4、小车往返控制和人行道交通灯的控制5、小车往返控制6、人行道交通灯的控制主题5：功能指令控制及其应用（10学时）教学目的与要求：知识点：1、通过货料小车控制，电动机软起动/软停止，掌握功能指令的形式、传送指令、比较指令、数学逻辑运算指令、移位指令的应用。2、控制类指令的应用。3、中断程序及应用技能点：1、彩灯循环控制2、移位寄存器（喷泉控制、数码管显示）。3、中断程序编程主题6：可编程控制器工程应用技术（10学时）教学目的与要求：1、可编程序控制器控制系统设计方法，可编程序控制器型号选择、输入/输出点数分配。图释法编程、经验法编程、计算机辅助设计编程。2、可编程序控制器的安装和维护，安装环境和注意事项，可编程序控制器接线规则。一般定期检修标准，可编程序控制器故障检查和处理方法。3、可编程序控制器工程实例。主题7：PLC的联网与通信功能（4学时）本模块要求学生了解可编程序控制器网络功能的应用，通过以S7-200PLC机型组网为例，突出可编程序控制器网络的同一性、典型性及实用性。特别提出了可编程序控制器实用性，将其工作机理与具体实现结合起来，如配置可编程序控制器网络、系统的组态、编写通信程序等，同时根据企业的实际情况，列举了个人计算机开发成工作站连入可编程序控制器网络的技术等。第四部分实施建议一、学时分配学时分配表序学习情境内容总学理论实践备号时学时学时注1可编程序控制器概述440实训一周2可编程序控制器硬件系统6603可编程序控制器编程软件6424基本指令241865功能指令及应用10646可编程控制器工程应用技术6337PLC的联网与通信功能4408合计60451530二、教学方法与手段采用讲授法、案例法、任务驱动法、多媒体教学。1、本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。采取灵活的教学方法，启发、诱导、因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。2、教学过程中，要从高职教育的目标出发，了解不同专业对教学知识的需求，注意与有关课程相配合，把握好“必需、够用为度”的原则，还要适当兼顾专升本学生所需知识点的教学。3、教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立学习习惯，努力提高学生的自学能力和创新精神。4、重视习题课、单元测验的安排和习题的选择。督促学生及时、独立完成课外作业。5、重视对学生学习方法的指导。6、教学中注重现代化教学手段的应用。7、在规范的前提下，注重对学生所完成程序正确性的引导。8、任课教师根据学生情况及学院条件，可设计相应难度的主题，以达到教学目的。三、教学评价与考核方式对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性，在解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面得到体现。1、采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，理论与实践一体化评价模式。2、关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。3、应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。4、考核知识点与技能