《PLC編程及應用技術實訓》課程標準

...wd......wd......wd...《PLC編程及應用技術》課程標準一、概述〔一〕課程性質經過對從事機電設備PLC應用的技術人員進展調研，本課程對照高級維修電工國家職業(yè)技能標準和PLC應用的職業(yè)崗位技能要求，采用與職業(yè)崗位對應的工程工程構建主線，選取典型的生產設備和工作任務，根據高職學生的智能特點和認知心理順序，針對工作過程的環(huán)節(jié)來構建學習情節(jié)和設計學習單元，重新融合成工作過程為中心的工程模塊課程。本課程分三個級別，其中A級和B級分別是電氣自動化技術專業(yè)和機電一體化技術專業(yè)必修的行業(yè)特定能力模塊課程，C級為其他專業(yè)了解必要的PLC控制應用知識與技能，以適應不同工作崗位的需要?！捕痴n程根本理念〔1〕以學生為主體，以能力為本位，著眼于人的全面開展，注重素質教育。本課程強調讓學習者在做中學、學中做，采用引探法教學，通過教師設置學習情境，引導學生積極主動地參與教學活動，把學生學習的主動性、探究性、參與性與創(chuàng)造性很好地融合到一起，全面鍛煉學生的資料收集、團隊合作、與人溝通等綜合能力，培養(yǎng)學生的思維能力和科學精神和學習新技術的能力，提高學生的綜合素質，加強學生的職業(yè)道德觀，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，挖掘學生的內在潛能，使他們的素質全面而和諧地開展?！?〕教學內容與高級維修電工〔PLC局部〕的國家職業(yè)技能要求相融通，便于學生取得相應的技能證書。本課程對照PLC應用技術人員的典型工作環(huán)境來設計課程的每一個工程，通過一個工程的學習，學生可以完成職業(yè)的一個典型的綜合性任務，通過假設干個相互關聯(lián)的所有子工程的學習，學生可以獲得高級維修電工〔PLC局部〕職業(yè)的從業(yè)能力和資格?！?〕以職業(yè)技能為導向，采用分級別、模塊化、學分制的構造，便于不同專業(yè)按要求靈活選擇與組合。〔4〕突破傳統(tǒng)的學科體系教學框架，融入任務驅動、理實一體化的工程課程理念。將課程內容設計成模塊化生產應用型工程，以情境教學為主，任務驅動，按職業(yè)活動順序的每一個過程環(huán)節(jié)來傳授相關的技術知識和專業(yè)技能，實現(xiàn)操作技能和理論知識的有機整合，教師在整個教學行動過程中，扮演著一個組織者、協(xié)調人的角色，勤于提供咨詢、幫助，注重學生崗位的職業(yè)能力和職業(yè)習慣的養(yǎng)成。〔5〕改革評價方法，提高學生學習的主動性和積極性。本課程不僅關注學生的學習結果，更關注完成學習任務的全過程，注重過程評價。教學評價做到形成性評價與終結性評價相結合，定性評價與定量評價相結合，并更多地關注學生自身的開展，激發(fā)學生潛在的學習動力。本課程理論知識考核采用課堂提問、課堂練習、作業(yè)、研究性習題，輔助以學習態(tài)度考核、階段性考核、期末綜合性考核等多種形式組合。操作技能考核參照職業(yè)技能鑒定標準，依據教學工程設計技能操作技能考核評分表，在完成每個工程的訓練后，要求學生按照評分標準自檢、互檢、教師檢，從而保證公平、公正評價學生的學習。3、課程設計思路〔1〕以職業(yè)能力為目標，以工作過程為中心。本課程的教學工程以模塊化生產線的PLC控制為主，根據工程進程，不單傳授PLC應用知識和技能，還傳授必須夠用的氣動、電氣、傳感器應用知識和技能，以工作過程為中心，采用任務驅動的理實一體化教學。〔2〕采用工程模塊化的課程框架。本課程全部在一體化教室組織授課，共十個工程模塊，每個工程下設假設干子工程。以工程作為載體，在完成每一個實訓環(huán)節(jié)中幫助學生獲取經歷性知識，并滲透理論知識的講授，在完成數個任務的根基上，再拓展相關技術理論知識，最后以技術理論知識指導各工程的完成?！?〕將職業(yè)技能與素質教育貫穿整個教學過程中。通過資訊〔教師布置工程工程任務、學生收集資料〕→決策〔師生共同分析案例、討論解決方案〕→方案〔設計工作過程、確定工作步驟、擬定檢查與評價標準〕→實施〔學生完成工作任務、共同分析并解決問題〕→檢查〔工作完成后學生按照評價標準自檢〕→評估〔學生演示并介紹完成過程，教師檢查并提出建議〕等六個環(huán)節(jié)組織教學，拉近理論與應用的距離，注重學生職業(yè)能力的培養(yǎng)，也有利于拓展學生的創(chuàng)新思路?！?〕采用過程性考核與綜合考核相結合。在教學組織過程中，教師和學生共同對工程實施中的工作態(tài)度、協(xié)作精神、創(chuàng)新發(fā)揮、完成結果等進展成績評定，作為過程性考核成績；學期完畢采用工程題庫，根據學生獨立完成情況給出綜合考核成績，課程成績?yōu)閮身椫?。二、課程目標通過本課程的學習，使學生能使用FX2N型PLC控制電動機、汽缸和機械手等典型對象，能繪制并安裝PLC的I/O接線，能使用根本指令、SFC、功能指令編寫PLC程序，能編寫較為復雜的程序對單臺PLC控制的生產設備進展控制，能設計I/O口通訊程序對多臺PLC進展聯(lián)合控制，能使用S7-200和S7-300對自動生產線進展技術改型設計，能使用觸摸屏顯示PLC匯總的產品數據，能綜合運行電氣、機械、檢測及PLC知識對自動生產線進展調試，具備高級維修電工〔PLC局部〕的職業(yè)技能，具備提出和解決問題的能力，逐步培養(yǎng)學生的辯證思維和嚴格的科學作風，具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力以及團隊合作精神，具備一定的PLC從業(yè)人員的職業(yè)素養(yǎng)，為今后從事PLC技術工作打下扎實根基?！惨弧持R目標1、掌握FX2N型PLC的I/O接線圖；2、了解傳感器、汽缸、電動機、指示燈和機械手的使用知識；3、理解PLC的內部軟元件資源；4、掌握FX2N的根本指令、步進順控指令，理解功能指令；5、理解PLC較為復雜控制程序的編寫思路與方法；6、掌握PLC的I/O口通訊程序設計；7、掌握單臺PLC控制的調試方法，理解多臺PLC聯(lián)合控制的調試方法。8、理解S7-200的指令及程序編寫；9、了解S7-300的指令及程序編寫；10、了解PROFIBUS-DP，了解上位PLC與下位PLC的聯(lián)合控制；11、了解PLC與觸摸屏的綜合應用。〔二〕能力目標1、職業(yè)專門技術能力〔1〕能連接PLC的I/O接線；〔2〕能調整PLC系統(tǒng)中的傳感器位置，調整汽缸的運動速度，保證系統(tǒng)正常工作；〔3〕能編寫較為復雜的FX2N型、S7-200型PLC程序；〔4〕能編寫較為簡單的S7-300型PLC程序；〔5〕能使用GX軟件和STEP-7軟件進展編程與仿真調試；〔6〕能對單站和整機生產線進展調試；〔7〕能利用I/O、PROFIBUS-DP聯(lián)系多臺PLC；〔8〕能簡單使用觸摸屏；〔9〕能通過文獻檢索、網絡，查閱相關資料，選擇適宜的解決方案；〔10〕能綜合運用所學知識與技能，在工程實施過程中能及時發(fā)現(xiàn)各種問題，并能對問題進展獨立判斷，提出合理的解決方案。2、職業(yè)關鍵技術能力〔1〕能按工程任務要求制定工作任務方案；〔2〕能對其他的分析與解決方案提出建設性意見；〔3〕能發(fā)現(xiàn)并解決工作過程中出現(xiàn)的一般技術性問題；〔4〕能收集、整理相關資料，對PLC控制系統(tǒng)提出合理的設計方案和調試方法，完成工作任務，并對所采用的方案進展綜合評價?！踩乘刭|目標1、幫助學生樹立正確的人生觀、人才觀，培養(yǎng)良好的團隊合作精神和競爭意識；2、激發(fā)專業(yè)學習興趣，初步形成解決生產現(xiàn)場實際問題的應用能力；3、逐步培養(yǎng)學生的思維能力和學習新技術的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高學生的綜合素質；4、追求實是求事、一絲不茍的工作作風，加強學生的職業(yè)道德觀。四、課程內容工程子工程教學內容能力要求參考課時工程一：上料檢測站的控制子工程1：供料電機控制任務1第一站控制對象分析任務2PLC安裝及I/0接線任務3編程控制供料電機1、能繪制并連接FX2N型PLC的I/O接線2、能簡單使用GX軟件并用根本指令進展長動控制2子工程2：氣動搬運臺控制任務1汽缸安裝及控制要求分析任務2編程控制氣動搬運臺1、能理解汽缸的控制要求2、能使用GX軟件并用根本指令編寫氣動搬運臺控制程序3、能使用定時器優(yōu)化程序〔供料電機〕2子工程3：物料檢測控制任務1檢測傳感器安裝任務2報警控制任務3物料檢測控制1、能安裝調試檢測傳感器2、能用根本指令控制物料檢測及報警3、能使用計數器優(yōu)化程序2子工程4：第一站單站控制與調試任務1第一站單站控制要求分析任務2單站控制與調試1、能編寫程序進展控制2、能對第一站進展總體控制與調試2工程二：搬運站的控制子工程1：物料機械手的上下、左右控制任務1物料機械手控制要求分析任務2第二站PLC的I/O接線任務3物料機械手的上下、左右控制1、較熟練地繪制并連接FX2N型PLC的I/O接線2、能使用M繼電器編寫步進程序控制機械手的上下、左右動作2子工程2：物料機械手的伸縮、夾持控制任務1物料機械手的回原位控制任務2物料機械手的伸縮、夾持控制1、能使用SET/RST控制機械手回原位2、能使用M繼電器編寫程序控制機械手的伸縮、夾持動作2子工程3：第二站單站控制與調試任務1機械手搬運物料控制與調試任務2工作方式選擇控制1、能根據搬運要求合理控制機械手動作2、能編寫選擇分支程序進展工作方式選擇控制3、能對第二站進展總體控制與調試2子工程4：第一、二站聯(lián)合控制與調試任務1單站控制與調試任務2設置第一、二站的通訊任務3第一、二站聯(lián)合控制與調試1、能使用I/O進展站間通訊2、能對兩臺PLC進展聯(lián)合控制2工程三：加工站的控制子工程1：四工位旋轉工作臺及鉆孔機控制任務1四工位旋轉工作臺控制任務2鉆孔機控制任務3工作臺及鉆孔機聯(lián)合控制1、熟練地繪制并連接FX2N型PLC的I/O接線2、能使用SFC編程控制工作臺及鉆孔機動作2子工程2：產品檢測控制任務1檢測器升降控制任務2檢測器與工作臺聯(lián)合控制任務3讀取檢測信號，判斷是否廢品1、能使用SFC編程控制檢測器與工作臺動作2、能讀取檢測器獲得的模擬量信號4子工程3：第三站單站控制與調試任務1第三站單站控制任務2第三站調試任務3工作方式優(yōu)化1、能使用SFC進展并行分支控制2、能對第三站進展總體控制與調試2子工程4：前三站聯(lián)合控制與調試任務1設置前三站的通訊任務2前三站聯(lián)合控制與調試1、能使用I/O進展站間通訊2、能對三臺PLC進展聯(lián)合控制2工程四：安裝站的控制子工程1：雙料倉及真空吸盤機械手控制控制任務1雙料倉控制任務2真空吸盤機械手控制控制1、能使用SFC控制雙料倉動作2、能使用SFC控制真空吸盤機械手動作2子工程2：第四站單站控制與調試任務1廢品信號與顏色信號向后站傳遞任務2第四站單站控制與調試1、能分析第四站控制要求2、能對第四站進展總體控制與調試3、能使用功能指令傳送廢品信號與顏色信號2工程五：安裝搬運站的控制子工程1：廢品分揀控制任務1承受前站顏色與廢品信號任務2分揀機械手分揀廢品1、承受前站信號2、能使用SFC控制機械手分揀廢品2子工程2：分揀機械手控制任務1分揀機械手分揀正品任務2分揀機械手總體控制1、能使用SFC分揀正品2、能使用SFC進展選擇性控制2子工程3：第五站單站控制與調試任務1第四站單站控制任務2第四站單站調試1、能分析第五站控制要求2、能對第五站進展總體控制與調試2子工程4：第三、四、五站聯(lián)合控制與調試任務1第三、五站聯(lián)合控制與調試任務2第四、五站聯(lián)合控制與調試任務3第三、四、五站聯(lián)合控制與調試1、能通過I/O口靈活承受兩臺PLC的信號2、能對三站對象聯(lián)合調試4工程六：分類站及整機聯(lián)合控制子工程1：產品分類控制任務1外圈分類控制任務2內圈分類控制任務3四類產品分類控制與統(tǒng)計1、能使用SFC對產品進展分類控制2、能使用功能指令統(tǒng)計產品信息4子工程2：第五、六站聯(lián)合控制與調試任務1第六站單站控制任務2第五、六站聯(lián)合控制與調試1、能分析第六站控制要求2、能對第六站進展總體控制與調試3、能對第五、六站聯(lián)合調試2子工程3：整機聯(lián)合控制與調試任務1整機通訊分析總結任務2整機聯(lián)合控制與調試1、能總結整機的I/O通訊2、能對整機聯(lián)合控制與調試2工程七：前三站的控制改型子工程1：第一站控制改型與調試任務1安裝S7-200PLC并編寫簡單程序任務2使用S7-200對第一站控制改型任務3第一站的改型調試1、能安裝S7-200PLC2、能連接繪制并S7-200PLC的I/O接線3、能使用S7-200PLC控制第一站動作并調試12子工程2：第二站控制改型與調試任務1使用S7-200對第二站控制改型任務2第二站的改型調試1、能較熟練地編寫S7-200簡單程序2、能使用S7-200PLC控制第二站動作并調試10子工程3：第三站控制改型與調試任務1使用S7-200對第三站控制改型任務2第三站的改型調試1、能初步編寫S7-200較為復雜的程序2、能使用S7-200PLC控制第三站動作并調試10子工程4：前三站改型后的聯(lián)合調試任務1第一、二站聯(lián)合調試任務2第二、三站聯(lián)合調試任務3前三站聯(lián)合調試1、能利用I/O口進展通訊2、能對兩臺S7-200控制的對象聯(lián)合調試10合計90六、實施建議1、教學建議本課程的教學過程中教師應注重學生素質的全面開展，關注學生學習中存在的困難、問題，采取有效的教學策略引導、幫助學生，同時根據教師對課程的認識和對學生的理解，以學生為主體，激發(fā)他們的學習興趣。〔1〕營造職業(yè)氣氛，充分利用教學場地。本課程適合在實驗室、實訓室或工作現(xiàn)場教學，教學場地盡量按照工作現(xiàn)場布置，盡量采用實物進展工程教學。建議工程一～六在三菱PLC實驗室授課，工程七～十在西門子PLC實驗室授課。教學中要引入5S管理，培養(yǎng)學生營造標準、整潔的工作學習環(huán)境和科學的工作素養(yǎng)?！?〕注重行動導向，鼓勵交流合作。每個教學單元均設計有明確的學習任務，建議將學生分成假設干學習小組，創(chuàng)造各種條件和形式，鼓勵他們運用口頭、書面、討論、研討等多種方式進展交流。在工程實施工程中，要引導學生通過收集資料與討論擬定工作方案，鼓勵學生合作完成工作任務，使每一個人都能參與小組工作，培養(yǎng)學生的協(xié)作精神。對于工程實施中獲得的數據與發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，要讓學生應用科學的思維和方法進展分析，通過分析和歸納，找出規(guī)律，得出結論。關注學生經歷探究過程積累操作技能、經歷知識和科學知識，獲得知識、能力、素質的全面提高?！?〕發(fā)揮課堂主渠道作用，利用多種教學資源。教師應對實際職業(yè)情境加工成具有普遍意義的學習情境，讓學生在實踐操作訓練過程中，滲透理論知識講解，將實踐知識與理論知識有機地結合起來。本課程在組織方式上，采用六步教學法組織教學，即：資訊〔教師布置工程工程任務、學生收集資料〕→決策〔師生共同分析案例、討論解決方案〕→方案〔設計工作過程、確定工作步驟、擬定檢查與評價標準〕→實施〔學生完成工作任務、共同分析并解決問題〕→檢查〔工作完成后學生按照評價標準自檢〕→評估〔學生演示并介紹完成過程，教師檢查并提出建議〕等六個教學環(huán)節(jié)。建議充分利用編程軟件，先進展仿真調試，根本完成后再利用生產線實物調試，全程利用電子教案、多媒體課件、教學錄像等教學資源，幫助學生理解、消化所學知識，增加授課的信息量，提高教學效率?！?〕突出任務驅動，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。本課程教學以工程為根基，通過任務驅動使學生先感性后認知，激發(fā)學生潛在的學習動力，圍繞完成任務中出現(xiàn)的問題、難題進展理論知識的學習，引導學生綜合運用所學的知識和技能，進展工作任務的籌劃與設計、實施和評價，訓練學生有序的工作方法，培養(yǎng)學生的工作能力。工程實施中鼓勵學生有一定的創(chuàng)新發(fā)揮，通過分析和解決完成任務中的創(chuàng)新要求，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。另外，為了給學生更多的動手動腦時機，長期提供開放實驗室和創(chuàng)新實驗室，讓學生不僅可以對課堂上的內容進展加深與穩(wěn)固，還可以做課外的小課題，如讓學生參與教師的科研工作，開展科技創(chuàng)新活動，使學生可以有更多的時間進展實踐訓練，從而確保學生經過培訓后掌握課程所要求的職業(yè)技術能力，進一步提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。2、評價建議教學評價在課程改革中起著導向和質量監(jiān)控的重要作用，是推動和促進課程實施的重要環(huán)節(jié)和保證，能鼓勵學生的學習和促進教師的教學的開展。本課程采用過程性考核與綜合考核相結合，在教學組織過程中，教師和學生共同對工程實施中的工作態(tài)度、協(xié)作精神、創(chuàng)新發(fā)揮、完成結果等進展成績評定，作為過程性考核成績；學期完畢采用工程題庫，根據學生獨立完成情況給出綜合考核成績；學生課程成績中過程性考核成績占60%，綜合考核成績占40%。3、課程資源與利用開發(fā)建議〔1〕改造實驗室，增加設備臺套數。目前我院的三菱PLC實驗室和電機實驗室和中級電工實訓室的配套設備已經根本滿足教學需要，但是仍然建議做以下改造：應增加各實驗、實訓室的電腦配置，并將電腦全部聯(lián)網，以便于學生課內查找資料和修改工程方案；MPS生產線至少增加4套設備，并全部搬入實驗室，便于組織教學；實驗室管理人員的配備與培訓應當同步跟上，便于課余時間向學生開放實驗，鼓勵學生自主地開展創(chuàng)新活動?！?〕重視利用網絡資源和其他媒體信息。鼓勵教師制作與新課程配套的影像資料，開發(fā)優(yōu)秀的多媒體教學課件，利用校園網建設教學案例、教學課件、參考文獻、與本課程相關的科技動態(tài)、檢測評價等數據庫和學習討論室，通過信息共享、交流反響等方式，為師生提供大量的課程信息。可利用相關的網站、公共數據庫和專用數據庫中的教學資源來為教學服務，拓寬教師與學生的視野，表達本課程與現(xiàn)代科技開展的聯(lián)系。4、教材編寫與使用建議〔1〕教材