《可编程控制器应用技术》课程标准doc.docx
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《可编程控制器应用技术》课程标准doc
《可编程控制器应用技术》课程标准
一、学习领域（课程）基本信息
1、课程名称：
可编程控制器应用技术
2、课程编码：
110103
3、适用专业：
电气自动化技术
4、适用学制：
三年制
5、课程学时：
200
6、课程学分：
11学分
二、学习领域（课程）性质与作用
本课程是理论+实践课，它是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。
它的任务是培养学生掌握可编程控制器的工作过程及其主要参数，掌握可编程控制器使用方法及电气控制系统设计方法，了解可编程控制系统应用范围和应用环境等。
使学生具备从事工业电气控制工作所必需的PLC可编程控制器应用技术的基本知识及应用能力。
课程先修学习领域为维修电工相关知识和技能，为核心专业课程《动化生产线安装调试与检修》学习奠定智能控制技术基础。
本课程根据电气自动化生产企业中可编程控制系统生产实际，设计教学情境，通过相应的教学载体，采用“教、学、做”一体化式教学方式组织教学，培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，锻炼学生的可编程控制器技术的基本应用能力；使学生能够在生产现场进行简单的程序设计，能够完成控制系统电气设备安装、调试、运行、检修、维护等实践操作，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生能动脑会思考的思维能力和一丝不苟、踏实严谨的科学精神，培养学生探索新知识和新技术的学习能力；提高学生爱岗敬业、团结友爱的综合素质和积极动脑、开拓进取的创新意识。
三、学习领域（课程）目标
（一）知识目标
1、掌握可编程控制器的概念、基本原理，了解其发展状况、分类、作用、应用领域等。
2、掌握可编程控制系统的基本组成和硬件配置。
3、掌握西门子S7-200系列PLC硬件系统安装、检修、维护方法。
4、掌握西门子S7-200系列PLC编程软件STEP7Micro/Win32的使用方法。
5、学会使用S7-200系列PLC进行程序的设计、编写、下载、调试和运行。
6、学会使用S7-200系列PLC控制三相异步电动机启动、正反转、停止等。
7、学会使用S7-200系列PLC对电气典型工程案例的控制方法。
8、学会S7-200系列PLC的主从站通信方法。
9、学会使用组态软件MCGS实时监控PLC电气系统运行。
（二）能力目标
1、专业能力
（1）能够正确安装可编程控制器，正确完成硬件接线。
（2）能够编制、调试、运行程序并掌握S7-200系列编程软件的使用。
（3）具备借助产品说明书和相关技术手册，查阅有关数据、电气产品功能和使用方法的能力。
（4）具备阅读和分析生产实际应用程序和电气硬件电路图的能力。
（5）具备在生产现场进行简单程序设计、运行、调试和维护可编程控制电气系统的能力。
2、方法能力
（1）具备较强自学、听课、概括总结等学习能力。
（2）具备通过网络、期刊、专业书籍、技术手册、电气产品说明书等媒介获取信息能力。
（3）决策、制定、实施任务方案的设计和实践能力。
（4）分析问题、解决问题能力。
（5）理论知识的综合运用、理论联系实际能力。
（6）具有一定的创新意识、创造性思维能力和创造实践能力。
3、社会能力
（1）有明确的团队意识和集体精神，具备良好的团队协作能力。
（2）具备有效的自我控制与管理能力。
（3）能清晰表达个人见解和情感，尊重和倾听他人表述，具备有效沟通和交流表达能力。
（4）具备一定的生产现场管理和团队组织管理能力。
（5）具备独立工作能力。
（三）素质目标
1、尊重和理解他人，具备良好的同情心，能妥善处理同事关系，能有效进行沟通交流。
2、踏实肯干、吃苦耐劳、积极进取、大胆创新的职业素养。
3、爱岗敬业、认真负责的工作责任心。
4、爱专业、爱集体、服从大局的职业道德。
5、现代企业6S管理“清理、清洁、整理、整顿、素养、安全”理念。
四、学习领域（课程）学习情境设计
（一）学习情境设计及学时安排
序号
学习情境
学习子情境
学时
合计学时
子序号
子情境
1
PLC硬件系统认识
1.1
PLC硬件基础知识
2
10
1.2
PLC硬件系统组成
4
1.3
PLC硬件系统安装、检修及维护
4
2
PLC指令系统编程与应用
2.1
LED灯PLC控制系统编程与应用
16
112
2.2
抢答器PLC控制系统编程与应用
12
2.3
喷泉PLC控制系统编程与应用
14
2.4
十字路口交通灯PLC控制系统编程与应用
8
2.5
声光报警器PLC控制系统编程与应用
10
2.6
天塔之光循环显示PLC控制系统编程与应用
10
2.7
自动装配流水线PLC控制系统编程与应用
8
2.8
四节传送带顺序启动、顺序停止PLC控制系统编程与应用
20
2.9
多种液体混合PLC控制系统编程与应用
6
2.10
机械手PLC控制系统编程与应用
8
3
电机PLC控制系统编程与应用
3.1
三相异步电动机启动停止PLC控制系统编程与应用
2
22
3.2
三相异步电动机正反转PLC控制系统编程与应用
6
3.3
三相异步电动机星角降压启动PLC控制系统编程与应用
6
3.4
三相异步电动机顺序启动、顺序停止PLC控制系统编程与应用
8
4
自动化生产线PLC控制系统组态实时监控实现
4.1
MCGS组态软件基础知识
10
18
4.2
自动化生产线装车上料PLC控制系统组态实时监控实现
8
5
PLC控制系统工程案例
5.1
PLC在恒压供水中的应用
10
10
6
PLC主从站通讯
6.1
PLC主从站通讯
28
28
总学时
200
（二）学习情境描述及组织实施
学习情景1：
PLC硬件系统认识
学时：
10
理论学时：
6
实践学时：
4
子学习情境1.1：
PLC硬件基础知识
学时：
2
理论学时：
1
实践学时：
1
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、了解PLC的产生、发展、作用、应用领域及世界著名品牌；
2、了解KG-5300型PLC装置；
3、了解该门课程的教学要求，学习方法及考核方式；
4、了解企业6S管理理念，初步建立起企业6S管理理念。
主要学习内容：
1、了解PLC的产生、发展、作用、应用领域及世界著名品牌；
2、了解KG-5300型PLC装置。
教学方法：
讲授法、演示法、比较法等。
教学手段：
多媒体、教学视频等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、现代工业控制装置；
2、传统继电器控制的缺点；
3、PLC产生、发展过程及PLC的现状；
4、PLC概念。
学生通过网路视频介绍对比维电学习时遇到继电器控制问题，教师发放任务单并进行讲解。
2
计划
1、了解PLC产生的原因
2、了解PLC产生、发展过程及PLC的现状
3、理解PLC概念
4、了解KG-5300型PLC设备
小组讨论，将资讯消化吸收，并确定完成理论和实操工作任务所需的时间步骤及各小组成员的具体分工，将计划付诸文字材料。
3
决策
1、通过讲述现代工业发展现状及传统继电器控制的缺点引出PLC的产生；
2、通过一个小程序初步了解PLC的作用及KG-5300型PLC装置。
学生自行比较各小组制定的计划，选出时间、步骤、成员分工设计的最合理的来确定小组成员分工与任务进度安排，并在教师指导下确定最终工作计划。
4
实施
根据教师指导输入小程序，进行硬件接线并下载运行，从而初步认识PLC并初步了解PLC的作用。
由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的操作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、问答方式检查学生对PLC初步认识情况；
2、操作中若发现问题，分析原因，修改，并重新调试并运行。
教师对学生的操作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、运行。
6
评价
1、PLC初步认识情况；
2、输入小程序，进行硬件接线并下载运行的操作情况。
学生对概念及操作完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据完成情况和每个同学的具体表现给出综合评价成绩。
工作对象（载体）KG-5300型PLC装置。
教具及工具：
工作任务单、多媒体设备等。
考核与评价：
采用工作任务单上的考核表进行评价，将评价结果记入期末总成绩，并填写教师评语部分。
学习情景1：
PLC硬件系统认识
学时：
10
理论学时：
6
实践学时：
4
子学习情境1.2：
PLC硬件系统组成
学时：
4
理论学时：
3
实践学时：
1
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、掌握PLC硬件系统的组成；
2、掌握PLC硬件系统的工作过程；
3、具备发现问题、解决问题的能力；
4、养成设备整理整顿良好习惯、环境卫生清理清洁良好习惯，塑造爱设备、爱课堂的良好素质。
主要学习内容：
1、掌握PLC硬件系统的组成；
2、掌握PLC硬件系统的工作过程。
教学方法：
讲授法、演示法、分组讨论法等。
教学手段：
多媒体、教学视频等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、交直流输入输出电路图；
2、PLC硬件系统的组成图；
3、PLC硬件接线图；
4、KG-5300型可编程实训装置。
学生通过图书馆查找资料、网路文字视频介绍、观察等方式了解PLC硬件接线图的绘制及连接，然后教师发放任务单并进行讲解。
2
计划
1、看懂交直流输入输出电路图；
2、根据硬件接线图进行硬件接线；
3、通过PLC程序输入及任务实现掌握PLC硬件系统的工作过程。
小组讨论，将资讯消化吸收，并确定完成理论和实操工作任务所需的时间步骤及各小组成员的具体分工，将计划付诸文字材料。
3
决策
1、学生利用查得的资料及前面学习的积累能看懂交直流输入输出电路图；
2、能根据硬件接线图进行硬件接线；
3、初步了解软件界面，输入程序调试运行，掌握PLC硬件系统的工作过程。
学生确定小组成员分工与任务进度安排，并在教师指导下确定最终工作计划。
4
实施
根据教师指导输入程序，进行硬件接线并下载运行，掌握PLC硬件系统的工作过程。
由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的操作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、对PLC硬件系统组成的掌握情况；
2、检查程序是否实现任务要求，若发现问题，分析原因，修改程序，并重新调试并运行。
教师对学生的操作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、操作。
6
评价
1、是否能根据硬件接线图进行硬件接线；
2、程序输入下载运行的操作情况；
3、对PLC硬件系统组成的掌握情况。
学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务完成情况和每个同学的具体表现给出综合评价成绩。
工作对象（载体）：
KG-5300型PLC装置、PLC基础知识。
教具及工具：
工作任务单、多媒体设备等。
考核与评价：
采用工作任务单上的考核表进行评价，将评价结果记入期末总成绩，并填写教师评语部分。
学习情景1：
PLC硬件系统认识
学时：
10
理论学时：
6
实践学时：
4
子学习情境1.3：
PLC硬件系统安装、检修及维护
学时：
4
理论学时：
2
实践学时：
2
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、掌握PLC硬件系统安装、检修及维护方法；
2、具备识读PLC硬件系统接线图的能力；
3、具备根据控制要求搭建PLC硬件系统的能力；
4、具备发现问题、解决问题及创新能力；
5、养成设备整理整顿良好习惯、环境卫生清理清洁良好习惯，塑造爱设备、爱课堂的良好素质；
6、个人学习总结，锻炼语言表达能力。
主要学习内容：
1、掌握PLC硬件系统安装、检修及维护方法；
2、具备识读PLC硬件系统接线图的能力；
3、具备根据控制要求搭建PLC硬件系统的能力。
教学方法：
讲授法、演示法、观察法、分组讨论法等。
教学手段：
多媒体、教学视频等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、PLC硬件系统；
2、硬件常规安装、检修及维护方法；
3、PLC硬件接线图；
4、简单控制要求及PLC硬件接线方法。
学生收集相关技术资料，教师发放任务单，明确学习任务，并进行讲解。
学生听取老师的讲解，分析工作任务单要求。
2
计划
1、通过教师演示能进行PLC硬件系统安装、检修及维护；
2、根据控制要求搭建PLC硬件系统；
3、会读PLC硬件接线图并能接线。
小组讨论，将资讯消化吸收，并确定完成理论和实操工作任务所需的时间步骤及各小组成员的具体分工，将计划付诸文字材料。
3
决策
1、教师演示与学生动手相结合学会硬件系统安装；
2、确定控制要求搭建PLC硬件系统；
3、初步了解软件界面，输入程序调试运行，实现控制要求。
学生确定小组成员分工与任务进度安排，并在教师指导下确定最终工作计划。
4
实施
1、按学习小组进行硬件系统安装；
2、根据控制要求输入程序，进行硬件接线并下载运行调试培养发现问题、解决问题的能力。
由学生根据教师指导进行实际操作，教师对学生的操作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、PLC硬件系统安装、检修及维护方法的掌握情况；
4、检查程序是否实现任务要求，若发现问题，分析原因，修改程序，并重新调试并运行。
教师对学生的操作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、操作。
6
评价
1、是否学会安装PLC硬件系统；
2、是否能根据硬件接线图进行硬件接线；
3、程序输入下载运行的操作情况；
4、发现问题、解决问题的能力。
学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务完成情况和每个同学的具体表现给出综合评价成绩。
工作对象（载体）：
KG-5300型PLC装置。
教具及工具：
工作任务单、多媒体设备等。
考核与评价：
采用工作任务单上的考核表进行评价，将评价结果记入期末总成绩，并填写教师评语部分。
学习情景2：
PLC指令系统编程与应用
学时：
112
理论学时：
58
实践学时：
54
子学习情境2.1：
LED灯PLC控制系统编程与应用
学时：
16
理论学时：
8
实践学时：
8
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、了解PLC编程软件的使用方法；
2、掌握触点与、与非、或、或非，输出指令的使用方法；
3、掌握这些指令梯形图与语句表的对应关系；
4、具备LED灯PLC控制系统的硬件接线、检修及维护能力；
5、具备LED灯PLC控制系统的程序编写及调试能力；
6、具备计算机操作能力；
7、具备发现问题、解决问题的能力；
8、具备通过网络和现有条件查阅有关资料的能力；
9、培养学生积极动脑、认真思考的良好素质；
10、养成设备整理整顿良好习惯、环境卫生清理清洁良好习惯，塑造爱设备、爱课堂的良好素质；
11、个人学习总结，锻炼语言表达能力。
主要学习内容：
1、LED灯控制系统的硬件接线设计；
2、PLC基本指令的含义及应用方法；
3、LED灯运行的规律；
4、LED灯控制程序的设计及调试；
5、LED灯控制系统程序的分析，调试及实现。
教学方法：
讲授法、演示法、小组讨论法等。
教学手段：
多媒体、教学视频、编程软件等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、实际楼梯灯工作原理；
2、PLC硬件接线标准与规范；
3、硬件接线图绘制；
4、楼梯灯工作过程说明。
学生收集相关技术资料。
教师发放任务单，明确学习任务，并进行讲解。
学生听取老师的讲解，分析工作任务单要求。
2
计划
1、确定楼梯灯控制要求；
2、选用PLC程序编制方法；
3、确定调试工序，制定计划（小组成员可以分别编写，选择最优方案）。
教师进行简单任务的演示，强调在操作过程中应注意的基本规范，学生分组讨论任务实施工作计划，老师随时指导。
3
决策
1、确定楼梯灯硬件接线图；
2、确定PLC控制编程方法。
小组讨论确定工作计划，形成文字材料。
4
实施
完善楼梯灯硬件接线图并以此进行设计与实施，设计并调试PLC控制程序。
由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的工作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、检查程序是否实现楼梯灯所要实现的控制要求；
2、若发现问题，分析原因，修改程序，并重新调试并运行。
教师对学生的工作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、运行。
6
评价
1、楼梯灯硬件设计部分的实现；
2、楼梯灯的PLC控制程序调试过程；
3、楼梯灯的PLC控制程序运行情况。
学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务完成情况和每个同学的具体表现给出综合评价成绩。
工作对象（载体）：
LED灯、KG-5300型PLC装置。
教具及工具：
工作任务单、多媒体设备等。
考核与评价：
采用工作任务单上的考核表进行评价，将评价结果记入期末总成绩，并填写教师评语部分。
学习情景2：
PLC指令系统编程与应用
学时：
112
理论学时：
58
实践学时：
54
子学习情境2.2：
抢答器PLC控制系统编程与应用
学时：
12
理论学时：
6
实践学时：
6
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、掌握触点组与、或指令的使用方法；
2、掌握正负跳变、置位复位指令的使用方法；
3、掌握这些指令梯形图与语句表的对应关系；
4、具备抢答器PLC控制系统的硬件接线、检修及维护能力；
5、具备抢答器PLC控制系统的程序编写及调试能力；
6、具备计算机操作能力；
7、具备独立工作的能力；
8、具备发现问题、解决问题及创新能力；
9、具备通过网络和现有条件查阅有关资料的能力；
10、具备自学能力；
11、养成设备整理整顿良好习惯、环境卫生清理清洁良好习惯，塑造爱设备、爱课堂的良好素质；
12、个人学习总结，锻炼语言表达能力。
主要学习内容：
1、抢答器控制系统的硬件接线设计；
2、PLC基本指令的含义及应用方法；
3、抢答器运行的规律；
4、抢答器控制程序的设计及调试；
5、抢答器控制系统程序的分析，调试及实现。
教学方法：
讲授法、演示法、小组讨论法等。
教学手段：
多媒体、教学视频、编程软件等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、实际抢答器工作原理；
2、PLC硬件接线标准与规范；
3、硬件接线图绘制；
4、抢答器工作过程说明。
学生收集相关技术资料。
教师发放任务单，明确学习任务，并进行讲解。
学生听取老师的讲解，分析工作任务单要求。
2
计划
1、确定抢答器控制要求；
2、选用PLC程序编制方法；
3、确定调试工序，制定计划（小组成员可以分别编写，选择最优方案）。
教师进行简单任务的演示，强调在操作过程中应注意的基本规范，学生分组讨论任务实施工作计划，老师随时指导。
3
决策
1、确定抢答器硬件接线图；
2、确定PLC控制编程方法。
小组讨论确定工作计划，形成文字材料。
4
实施
完善抢答器硬件接线图并以此进行设计与实施，设计并调试PLC控制程序。
由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的工作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、检查程序是否实现抢答器所要实现的控制要求；
2、若发现问题，分析原因，修改程序，并重新调试并运行。
教师对学生的工作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、运行。
6
评价
1、抢答器硬件设计部分的实现；
2、抢答器的PLC控制程序调试过程；
3、抢答器的PLC控制程序运行情况。
学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务完成情况和每个同学的具体表现给出综合评价成绩。
工作对象（载体）：
抢答器、KG-5300型PLC装置。
教具及工具：
工作任务单、多媒体设备等。
考核与评价：
采用工作任务单上的考核表进行评价，将评价结果记入期末总成绩，并填写教师评语部分。
学习情景2：
PLC指令系统编程与应用
学时：
112
理论学时：
58
实践学时：
54
子学习情境2.3：
喷泉PLC控制系统编程与应用
学时：
14
理论学时：
8
实践学时：
6
学习目标及主要学习内容
学习目标：
1、掌握定时器指令的使用方法；
2、掌握这些指令梯形图与语句表的对应关系；
3、具备喷泉PLC控制系统的硬件接线、检修及维护能力；
4、具备喷泉PLC控制系统的程序编写及调试能力；
5、具备计算机操作能力；
6、具备与人协作、沟通的能力；
7、具备发现问题、解决问题的能力；
8、具备通过网络和现有条件查阅有关资料的能力；
9、通过变换控制要求，培养学生积极动脑、认真思考的思维习惯，培养学生不拖沓、踏实仔细、积极进取的工作作风；
10、养成设备整理整顿良好习惯、环境卫生清理清洁良好习惯，塑造爱设备、爱课堂的良好素质；
11、个人学习总结，锻炼语言表达能力。
主要学习内容：
1、定时器指令的格式、用法及时序分析；
2、喷泉PLC控制系统的结构及工作原理；
3、喷泉PLC控制系统的硬件接线；
4、喷泉PLC控制系统程序的设计与调试；
5、喷泉PLC控制系统的检修及维护；
6、掌握这些指令梯形图与语句表的对应关系。
教学方法：
讲授法、演示法、小组讨论法等。
教学手段：
多媒体、教学视频、step7编程软件等。
教学过程设计
工作过程
工作任务
教学组织
1
资讯
1、硬件安装技术规范；
2、电工安全操作规范；
3、喷泉PLC控制系统的结构及工作原理；
4、喷泉PLC控制系统的控制要求。
学生收集相关技术资料。
教师发放任务单，明确学习任务，并进行讲解。
学生听取老师的讲解，分析工作任务单要求。
2
计划
1、确定外部接线工序；
2、选用编程方法；
3、确定调试工序，制定计划；
4、正确选择维护和维修方法，确定维护维修工序（小组成员可以分别编写，选择最优方案）。
教师进行实物的演示，强调在操作过程中应注意的基本规范，学生分组讨论任务实施工作计划，老师随时指导。
3
决策
1、确定I/O分配表，画出系统外部接线图；
2、确定PLC编程方法；
3、确定调试工序；
4、确定维护维修工序。
小组讨论确定工作计划，形成文字材料。
4
实施
1、按照系统外部接线图，进行PLCI/O接线；
2、按照实际控制任务，编制控制程序；
3、程序的下载、调试及运行；
4、按照梯形图程序，对模拟控制系统进行维护；
5、人为设定控制系统的常见故障，按维修工序进行排除。
由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的工作情况随时进行检查、指导。
5
检查
1、检查I/O接线是否正确；若发现问题，分析原因，修改接线，并重新调试并运行；
2、检查程序是否按照要求动作，若发现问题，分析原因，修改程序，并重新调试并运行。
教师对学生的工作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新调试、运行。
6
评价
1、喷泉PLC控制系统的功能实现；
2、喷泉PLC控制系统的PLC控制程序运行情况；
3、喷泉PLC控制系统的PLC控制程序调试过程；
4、喷泉PLC控制系统的检修维护过程。
学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总
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