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课程标准
《PLC原理及应用技术》课程标准
一、课程概述
1.课程定位
《PLC原理及应用技术》课程是生产过程自动化专业一门技术性、实践性很强的核心课程,通过课程的学习,使学生能够根据常见工业控制对象的特点和要求,正确选择控制方案和控制规律,掌握常见传感器件和控制器件的选用和维护知识,熟练地掌握简单工业控制系统的安装和调试方法。
本课程开发按照“工学结合、职业导向、能力本位”的理念,以理论与实践相结合为主线;理论与实践互相交替、核心能力、职业素质、基本知识整合在职业能力的培养之中。
并应聘请行业专家、企业家不断对专业核心课程《PLC原理及应用技术》的教学目标,能力、素质结构进行论证、调整,使之更加符合岗位工作需要。
本书每一章分为两部分,前部分是系统的学习理论知识,后部分主要是一PLC的应用及实际工程运用做能力训练及实验,为学生及时创建较好的理论与实践联系的平台。
同时适当的讲解了在工程实践中遇到的实际问题,如:
传感器的安装、浮球液位开关的接线,变频器的使用及接线等。
使学生在学习本课程过程中,既系统地学习了有关方面的理论知识,有效地培养学生的实践动手能力,基本掌握了自动化控制的整体过程要领。
为学生的今后的发展打下了良好的基础。
2.设计思路
根据培养一般工业企业和流程性工业企业中所急需的人员的工作岗位要求,通过课程的学习,使学生能够根据常见工业控制对象的特点和要求,正确选择控制方案和控制规律,掌握常见传感器件和控制器件的选用和维护知识,熟练地掌握简单工业控制系统的安装和调试方法。
本课程的总体设计思路:
以‘教、学、做一体化’为教学模式,用实践能力达成度来考核技能掌握程度的基本思路,紧紧围绕完成实践工程的需要来选择课程内容,同时有把原有的知识体系又有序地贯穿整个教学。
使学生在理论-实践-理论-实践循环的教学下,既有效地培养学生的实践动手能力,同时也系统地学习了有关方面的理论知识。
为学生的今后的发展打下了坚实的基础。
设计总思路:
二、课程目标
通过课程的学习,学生应该掌握PLC的基本原理,能独立设计较复杂的PLC应用程序,并具有安装和调试自动化生产线的能力,具有协助工程师安装和维护PLC过程自动化控制系统等专业技能,具有资料收集与分析、计划制定与实施等能力,具有语言表达与沟通能力、职业道德和责任意识等能力。
总之通过本课程的学习使学生在专业能力、方法能力、社会能力方面都得到一定的提高。
1、专业能力目标
(1)PLC指令系统的使用能力。
(2)梯形图编辑软件使用和调试能力。
(3)对继电器接触式的控制系统的PLC改造能力。
(4)典型控制程序分析能力。
(5)小型PLC控制系统的设计、安装、故障检修能力。
(6)小型PLC控制系统维护能力。
(7)PLC通信网络、变频调速技术等应用能力。
(8)PLC系统开发能力。
2、方法能力目标
(1)技术资料收集、分析能力。
(2)具有独立进行系统分析、设计、调试、接线、安装、运行、维护的能力。
(3)具有获取分析、归纳、交流、计划、决策、评价使用信息与新技术的能力。
(4)具有自学能力、理解能力与表达能力。
(5)具有将知识与技术综合运用与转换创新能力。
3、社会能力目标
(1)具有良好的语言表达和与人沟通能力。
(2)具有团队精神和妥善处理人际关系的能力。
(3)具有职业道德和敬业精神。
(4)具有安全和规范意识。
三、教学内容与学时分配
本课程计划学时66、论授课44实验22、课程设计2+28
章节
内容
学时
理论学时
实验学时
第一章
概述
4
2
2(多媒体)
第二章
可编程控制器元件及基本指令系统
12
8
4
第三章
FX2N系列PLC的编程工具
4
2
2
第四章
可编程控制器梯形图程序设计方法
8
6
2
第五章
顺序控制与梯形图的编程方式
10
6
4
第六章
应用指令的介绍
14
8
4
第七章
PLC工程应用
8
6
2
第八章*
PLC的通信及网络
6
4
2
共计学时
66
44
22
第九章
综合设计(可选题)
30
2
28
说明:
1、技能训练的内容没有排在内,可根据学习者实际情况定
2、可根据不同专业适当增、减课时
第一章
概述
参考课时
讲课2课时、录象2课时
教学目标
1、了解可编程控制器的历史、发展方向、特点、应用。
2、学习三菱FX系列PLC结构组成和工作原理、PLC硬件认识。
教学内容
1、编程控制器的历史、发展方向、特点、应用
2、I/O接口和系统配置、中央处理器、中央系统及供电、输入输出接口、PLC的工作状态、方式及扫描周期。
3、FX系列PLC硬件的基本组成
重点难点
重点:
可编程控制器在现代自动化生产上的应用(提高学习本课程的兴趣)
难点:
编程控制器的结构和工作原理
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
可编程控制器的历史和发展
多媒体教学法
0.5
2
编程控制器的应用
多媒体教学法
0.3
3
I/O结构和系统配置
现场演示法
0.2
4
PLC的中央处理器
现场演示法
0.3
5
输入、出接口、工作状态、、扫描
讲授法
0.2
6
PLC(三菱FX)硬件认识
多媒体教学法
0.5
7
视频
多媒体教学法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT、视频动画:
机械手演示动画:
立体仓库演示
教学考核
重点:
三菱FX系列PLC基本模块面板及接线
内容:
模块型号含义、面板各部分名称、端子接线
标准:
理论知识、外部接口接线能力
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第二章
可编程控制器元件及基本指令系统
参考课时
讲课8课时、实验4课时
教学目标
1、掌握可编程控制器的继电器X、M、T、C等元件
2、掌握可编程控制器的基本指令的使用与简单编程方法
3、掌握梯形图的绘制及继电器控制电路与梯形图之间的转换
教学内容
1、可编程控制的X、Y元件与逻辑取、串、并联、线圈输出指令
2、可编程控制器的M元件与电路串、并联块指令
.3、可编程控制器的T元件与重输出指令
4、可编程控制器C元件与脉冲输出、主控触点指令
5、可编程控制器置位、复位、空操作及程序结束指令
重点难点
重点:
基本指令的使用与简单编程方法
难点:
继电器控制电路与梯形图之间的转换
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
可编程控制的X、Y元件与逻辑取、串、并联、线圈输出指令
多媒体教学法
实践操作法
2
2
可编程控制器的M元件与电路串、并联块指令
多媒体教学法
实践操作法
1
3
.可编程控制器的T元件与重输出指令
多媒体教学法
实践操作法
2
4
可编程控制器C元件与脉冲输出、主控触点指令
多媒体教学法
实践操作法
3
5
可编程控制器置位、复位、空操作及程序结束指令
多媒体教学法
实践操作法
1
6
水塔水位控制系统
实践操作法
3
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑、PPT
资料:
教材、PPT、视频动画:
LD、LDI指令
学习软件仿真动画:
B1基本输入、输出程序
软件仿真:
B3控制优先(互锁)程序
软件仿真:
C1基本定时器操作
软件仿真:
C2应用定时器程序1
软件仿真:
C3应用定时器程序2
软件仿真:
C4基本计时器程序
软件仿真:
B2标准(置位、复位)程序
软件仿真:
B4输入读取(脉冲)程序
教学考核
重点:
三菱FX系列PLC基本指令及应用
内容:
简单基本指令的编程、调试、接线
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第三章
FX2N系列编程器工具
参考课时
讲课2课时、实验2课时
教学目标
1、了解FX-20P-E简易编程器的介绍。
2、掌握教学GXDeveloper编程软件的使用及GXSimulator仿真软件的使用
教学内容
1、FX-20P-E简易编程器的介绍。
2、GXDeveloper、GXSimulator软件的基本操作
重点难点
重点:
GXDeveloper编程软件、GXSimulator仿真软件的使用
难点:
编程、仿真软件的实际操作及使用
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
FX-20P-E简易编程器的介绍、使用、操作
多媒体教学法
实践操作法
0.5
2
GXDeveloper编程软件的安装、启动GXSimulator仿真软件的安装、启动
多媒体教学法
实践操作法
0.5
3
软件的调试方法
多媒体教学法
实践操作法
0.5
4
实现软元件的监视测试
多媒体教学法
实践操作法
0.2
5
软元件的强制修改
多媒体教学法
实践操作法
0.3
6
实际操作
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
动画:
FX-20P使用介绍
动画:
GXDeveloper编程软件
动画:
GXSimulator仿真软件
教学考核
重点:
可编程控制器软件的使用
内容:
、熟悉编程、仿真软件的使用
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第四章
可编程控制器梯形图程序设计方法
参考课时
讲课8课时、实验2课时
教学目标
1.、熟练掌握可编程序控制器梯形图
2、熟练掌握可编程控制器继电-接触器控制与可编程控制转换
3、掌握可编程控制器梯形图的经验设计法
教学内容
1.明确设计任务和技术条件,也就是明确各项设计要求、约束条件及控制要求。
2.明确输入设备的类型(如控制按钮、行程开关、传感器等)和数量;输出设备的类型(如信号灯、接触器、电磁阀等)和数量;写出I/O分配表及绘制I/O接线图。
3.根据控制要求设计梯形图,在设计过程中应遵守梯形图语言中的语法规定,适当地设置中间单元,分析设计法,设计简单,容易为初学者所掌握。
重点难点
重点:
掌握可编程控制器梯形图的经验设计法
难点:
用可编程控制器梯形图的经验设计法设计程序
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
三相异步电动机△—Y接起动控制电路图
多媒体教学法
实践操作法
2
2
三相绕线式异步电动机控制转子电路串电阻起动控制
多媒体教学法
实践操作法
2
3
智力竞赛抢答器显示系统
多媒体教学法
实践操作法
2
4
三相异步电动机可逆行的反接制动控制
多媒体教学法
实践操作法
2
5
十字路口交通信号灯
多媒体教学法
实践操作法
2
6
C650机床控制电路的PLC控制改造
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
动画:
红绿灯程序设计仿真演示
编程演示动画:
部件供给控制、舞台装置控制、部件分配控制、不良部件的分检控制F5正反转控制
教学考核
重点:
可编程控制器梯形图的经验设计法
内容:
1、通过实例使学生进一步熟悉基本指令的编程方法。
2、熟悉编程、仿真软件的使用
3、传统的继电器与PLC控制设计的转换
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第五章
顺序控制与顺序控制梯形图的编程方式
参考课时
讲课6课时、录象4课时
教学目标
1.、熟练掌握状态元件、顺序功能图、顺序控制梯形图的编程方式
2、熟练掌握用顺序控制设计较复杂的程序
3、掌握较复杂程序的调试
教学内容
1、状态元件、顺序功能图
2、顺序控制设计、实例
3、顺序控制梯形图的编程方式、举例
重点难点
重点:
用顺序控制设计PLC的程序
难点:
设计较复杂程序的设计与调试
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
认识状态元件、顺序功能图
多媒体教学法
实践操作法
0.5
2
无分支顺序功能图(状态转移图)
多媒体教学法
实践操作法
1.5
3
选择性分支、汇合的编程
多媒体教学法
实践操作法
2
4
并行分支、汇合顺序控制功能图
多媒体教学法
实践操作法
1
5
综合顺序控制梯形图的编程举例
多媒体教学法
实践操作法
1
6
顺序功能图设计梯形图的方法
多媒体教学法
实践操作法
1
7
各种编程方式的比较
多媒体教学法
实践操作法
1
8
自动循环送料车控制线路的设计
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
软件仿真:
E2不同尺寸的分检2
阅读材料:
应用三菱GXDeveloper编程软件编写SFC顺序功能图的方法介绍
教学考核
重点:
设计较复杂程序的设计与调试
内容:
使用各种顺控指令编程
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第六章
应用指令的介绍
参考课时
讲课10课时、实践4课时
教学目标
1、熟练掌握应用指令的表示形式、含义、分类及操作说明
2、掌握部分常用的应用指令的使用
3、掌握部分用应用指令设计程序并调试
教学内容
1、应用指令的表示形式及含义
2、应用指令的分类与操作数说明
3、程序流向控制指令
4、比较与传送指令
5、算术运算与字逻辑运算指令
6、循环移位与移位等指令
重点难点
重点:
掌握部分常用的应用指令的使用
难点:
掌握部分用应用指令设计程序并调试
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
1
程序流向控制(CJ、CALL、SRET、IRET、ET、DI、FEND)指令(举例)
多媒体教学法
实践操作法
2
2
比较与传送(CMP、ZCP、MOV、SMOY、XCH、BCD)指令(举例)
多媒体教学法
实践操作法
2
3
算术运算与字运算(ADD、SUB、MUL、DIV、INC、DEC)指令(举例)
多媒体教学法
实践操作法
2
4
循环移位与移位指令(RCR、RCL、SFTR、SFTL、WSFT、WSFLD)等指令(举例)
多媒体教学法
实践操作法
2
5
比例、积分、微分指令(PID)
多媒体教学法
实践操作法
2
6
程序设计举例
多媒体教学法
实践操作法
2
7
自动恒压供水系统的设计、调试
接线、安装、运行
多媒体教学法
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
软件仿真:
F6传送带控制、F4不良部件的分检控制
教学考核
重点:
各个应用指令的理解,应用指令的综合使用
内容:
使用各种应用指令编程
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第七章
PLC工程应用
参考课时
讲课6课时、实践2课时
教学目标
1、掌握工程上选用PLC型号与硬件的配置
2、掌握PLC系统故障诊断与显示
3、了解可编程的安装及维护
教学内容
1、选用PLC型号与硬件的配置
2、继电-接触器控制线路转换成PLC梯形图过程中应注意的几个问题
3、PLC电气控制系统故障诊断的编程与显示
4、PLC控制程序的模块化设计
5、PLC控制系统的设计调试步骤
6、可编程控制器的安装和维护
重点难点
重点:
掌握简单的可编程序控制器在工业上的应用
难点:
可编程在工程上应用的细节
教学实施
建议
步骤
内容
方法、资源运用
课时
工程运用上选择PLC
多媒体教学法
实践操作法
1
PLC系统故障诊断与显示
多媒体教学法
实践操作法
2
可编程的安装及维护
多媒体教学法
实践操作法
1
可编程控制器的安装和维护
多媒体教学法
实践操作法
2
工业机械手PLC控制工程应用实例
多媒体教学法
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
教学考核
重点:
可编程序控制器在工业上的应用
内容:
PLC的选型、安装、故障诊断与显示
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第八章
可编程控制器的通信及网络
参考课时
讲课4课时、实践2课时
教学目标
1、了解可编程控制器的网络化趋势、通讯类型及格式
2、了解以个人计算机为操作站的PLC网络系统
教学内容
1、可编程控制器系统联网
2、以计算机作为操作站的PC网络
重点难点
重点:
了解PLC在通讯上的应用
难点:
例题的讲解与实践
教学实施
建议
1
可编程控制器网络连接系统
多媒体教学法
实践操作法
课时
2
三菱可编程控制器的通讯类型、通讯格式
多媒体教学法
实践操作法
0.5
3
上位计算机链接(即1:
N通讯)
多媒体教学法
实践操作法
0.5
4
同位链接(PLC与PLC连接系统N:
N网络)
多媒体教学法
实践操作法
0.5
5
三菱PLC与外设通信的设置格式、软件设计
多媒体教学法
实践操作法
0.5
6
三菱变频器无协议与PLC进行通讯的PLC程序
多媒体教学法
实践操作法
2
7
计算机与PLC使用计算机链接通信协议的
多媒体教学法
实践操作法
2
教学资源
场地:
PLC基础实训室
设备、工具等:
FX2N系列PLC、电脑
资料:
教材、PPT
教学考核
重点:
了解可编程控制器的通信及网络
内容:
三菱变频器无协议与PLC进行通讯的PLC程序、计算机与PLC使用计算机链接通信协议的
标准:
理论+实践
方式:
课堂提问、课后作业、自测、实操
第九章
PLC课程设计指导(可根据实际教学要求定)
参考课时
讲课2课时、实训28课时
教学目标
通过前期的学习,通过课程设计实现学生的学以致用
教学内容
1、课程设计举例
2、学生选题、设计、答辩
重点难点
重点:
设计
难点:
选择自己合适的课题、独立完成
教学实施
建议
通过课程设计实例,学生实现比较完美的课题设计
教学考核
重点:
设计的思路、特点
内容:
课程设计
标准:
理论+实践
方式:
答辩为主、表现为辅
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