《PLC与变频器应用技术》课程标准

《PLC与变频器应用技术》课程标准制定人：张云鸽审核人：唐明涛核准时间：2019.09一、课程定位1.课程名称：PLC与变频器应用技术2.修订版本：2019级第1版3.教学对象电气自动化技术专业二年级学生，2019级学时学分:84学时，5学分课程性质：必修课先修课程和后续课程先修课程：电工电子技术、电机与电气控制、液压与气动技术、传感器与检测技术后续课程：机电设备故障诊断检修、触摸屏与组态技术、工业机器人应用技术、自动化生产线安装调试、电气安装综合训练、轧钢过程自动化控制、维修电工综合训练参考教材祝福、陈贵银编著《西门子S7-200系列PLC应用技术（第2版）》，电子工业出版社王淑英赵建光

主编《S7-200西门子PLC基础教程（第2版）》，人民邮电出版社课程开设依据PLC与变频器是工业自动化领域中最重要、应用最多的工业控制装置，被广泛地应用于交通、冶金、电力、机械制造、汽车、矿山等各行各业。在调研中发现企业对熟悉PLC控制与变频技术的技术技能型人才需求量很大。二、教学目标（一）知识目标1.了解PLC基础知识；2.了解变频器的基础知识；3.理解并掌握PLC指令系统；4.熟知梯形图语言编程注意事项和编程技巧；5.熟悉PLC控制几种常用的编程方法。（二）技术目标1.能熟练使用STEP7-Micro/WIN编程软件和仿真软件；2.会分析PLC控制系统硬件线路及控制程序；3.会根据系统控制要求实现PLC选型与硬件配置；4.能完成简单控制系统的软硬件设计；5.能熟练完成PLC控制系统的安装调试；6.会PLC与PLC、PLC与上位机、PLC与变频器之间的通信处理；7.能实现PLC与变频器的联合控制。（三）素养目标1.人文素养①具备正确的道德、价值观；②具备良好的团队协作意识；③培养严谨的逻辑性思维能力；=4\*GB3④具备批判性思维和创新性思维；=5\*GB3⑤具有自我完善的能力2.职业素养①遵规守纪；②具备务实严谨的工作作风；③具备吃苦耐劳、精益求精的工作态度；④具有安全环保意识、质量意识、工程意识、“7S”意识等。3.技能素养①工具、仪表、软件、手册使用熟练；②软硬件设计合理，安装调试熟练。=3\*GB3③具备精益求精的工匠精神三、教学内容及设计项目任务知识目标具体要求技术目标具体要求素养目标具体要求学时教学方法与手段考核内容备注理论学时实践学时理实一体学时项目一电动机单向全压运行控制任务1认识PLC任务2项目分析、控制程序设计任务3PLC外部接线电路设计任务4系统安装调试1.认识PLC，了解PLC的基础知识；2.了解S7-200PLC的功能特点、性能指标及软硬件结构；3.掌握数据类型以及位编址方式；4.理解S7-200PLC的常用基本位操作指令（A、AN、O、ON、=）、置位/复位指令的功能；5.掌握置位/复位指令的指令格式；6.掌握最简程序单元编写方法；7.明确“启-保-停”电路与S/R指令程序的对应关系。6.掌握PLC外部接线技巧。1.能灵活应用“起-保-停”电路或基本位操作指令或置位/复位指令编写电动机单向全压运行PLC控制的控制程序；2.会绘制电动机单向全压运行PLC控制的外部接线图；3.能独立完成电动机单向全压运行PLC控制系统的安装调试；4.会安装和使用编程软件和仿真软件。1.具备宽泛的视野2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识424教学方法：讲授法实物参照法论法对比学习法演示法练习法实物观察法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置PLC实物1.基本知识点2.电动机单向全压运行PLC控制软硬件设计、系统安装调试项目二电动机正反转PLC控制任务1项目分析、PLC控制程序设计任务2PLC外部接线电路设计任务3系统安装调试1.掌握块指令、堆栈指令的指令格式；2.理解块指令、堆栈指令的功能；3.掌握梯形图语言编程注意事项和编程技巧；4.掌握梯形图中互锁控制的实现方法.1.能灵活应用基本指令编写电动机正反转PLC控制的控制程序；2.会设计电动机正反转PLC控制的外部接线图；3.能独立完成电动机正反转PLC控制系统的安装调试；4.能灵活使用编程软件和仿真软件。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备辩证思维能力222教学方法：讲授法讨论法引导法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.电动机正反转PLC控制软硬件设计、系统安装调试项目三电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制任务1项目分析、PLC控制程序设计任务2PLC外部接线电路设计任务3系统安装调试1.了解S7-200PLC定时器的数量、种类；2.掌握定时器指令的指令格式；3.理解定时器指令的工作原理。1.能灵活运用定时器指令编写电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制程序；2.会设计电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制外部硬件接线图；3.能装调电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制系统；4.能灵活使用编程软件和仿真软件。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识24教学方法：讲授法讨论法引导法案例法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目四自动装载小车控制任务1项目分析、PLC控制程序设计任务2PLC外部接线电路设计任务3模拟控制系统安装调试1.了解S7-200PLC计数器的数量、种类；2.掌握计数器指令、边沿触发指令的指令格式；3.理解计数器指令、边沿触发指令的工作原理；4.了解高速计数器指令。1.能灵活运用计数器指令、边沿触发指令编写自动装载小车PLC控制程序；2.会设计自动装载小车PLC控制外部硬件接线图；3.能独立完成自动装载小车PLC控制模拟控制系统的装调，包括故障检修；4.会设计长延时程序。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神6.具备创新意识224教学方法：讲授法讨论法引导法案例法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.自动装载小车PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目五广告灯PLC控制任务1项目分析、PLC控制程序设计任务2PLC外部接线电路设计任务3模拟控制系统安装调试1.了解S7-200PLC传送指令、移位指令的种类；2.掌握传送指令、移位指令、跳转指令的指令格式；3.理解传送指令、移位指令、跳转指令的工作原理；4.掌握字节、字、双字元件的编址方式；5.掌握S7-200系列PLC指令系统的寻址方式。1.能灵活运用传送指令、移位指令编写广告灯PLC控制程序；2.会设计广告灯PLC控制外部硬件接线图；3.能够独立完成广告灯PLC控制模拟控制系统的装调，包括故障检修。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神6.具备创新意识7.具备自主学习意识224教学方法：讲授法讨论法案例法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.广告灯PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目六抢答器PLC控制任务1项目分析、PLC外部接线电路设计与安装任务2控制程序设计与调试1.了解S7-200PLC转换指令的种类；2.掌握S7-200PLC数据编码/译码指令的指令格式；3.理解S7-200PLC数据编码/译码指令的工作原理；4.熟悉抢答器工作原理；5.了解表功能指令、数据转换指令、算术\逻辑运算指令、中断指令。1.能灵活运用数据转换指令、段码指令编写抢答器PLC控制程序；2.会设计抢答器PLC控制外部硬件接线图；3.能够独立完成抢答器PLC控制模拟控制系统的装调，包括故障检修。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神6.具备创新意识7.具备自主学习意识224教学方法：讲授法讨论法比较法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.抢答器PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目七交通灯PLC控制任务1项目分析、PLC外部接线电路设计与安装任务2控制程序设计与调试1.了解什么是经验设计法，它的适用场合、特点；2.了解什么是顺序设计法，它的适用场合、特点、编程步骤；3.理解比较指令的功能，掌握比较指令的指令格式；4.掌握特殊位存储器SM0.0、SM0.1、SM0.5等；5.掌握顺序功能图的绘制方法，以及顺序功能图转梯形图的方法；6.理解并掌握SCR指令及应用；7.熟悉交通灯的工作原理。1.能灵活运用比较指令、步进指令编写交通灯PLC控制程序；2.能够运用顺序设计法完成交通灯PLC控制程序的设计；3.会设计交通灯PLC控制的硬件接线图；4.能够独立完成交通灯PLC控制模拟控制系统的装调，包括故障检修。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神6.具备创新意识828教学方法：讲授法讨论法案例法练习法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.交通灯PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目八S7-200PLC对Z3050钻床的改造任务1项目分析、PLC控制程序设计任务2PLC外部接线电路设计任务3模拟控制系统安装调试1.了解改型设计法的适用场合、编程特点、基本方法和步骤；2.掌握改型设计法的编程技巧；3.熟悉Z3050钻床的运动特点和电气控制线路。1.会应用改型设计法完成Z3050钻床PLC控制的软硬件设计；2.能能够独立完成Z3050钻床PLC控制模拟控制系统的装调，包括故障检修。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神6.具备创新意识422教学方法：讲授法讨论法案例法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.Z3050钻床PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试项目九PLC与变频器的组合应用任务1项目分析、认识变频器任务2任务2变频器的基本控制任务3PLC和变频器联机的正反转控制任务4PLC和变频器联机的多段速控制1.了解变频器的工作原理；2.掌握USS通信协议。1.会操控变频器；2.能实现PLC与变频器的通信；3.会安装调试PLC与变频器组合控制系统。1.具备严谨的逻辑思维能力2.具备团队协作意识3.具备工程意识4.具备“7S”意识5.具备批判精神7.具备自主学习意识228教学方法：讲授法实验法教学手段：板书幻灯片微机软件实训装置1.基本知识点2.变频器的基本操作、PLC与变频器组合控制电动机多段调速四、考核方式及评分1.考核性质及方式：该课程为考试课程，采取过程考核+期末考试的方式进行。2.总评成绩=过程考核成绩（40%）+期末考试成绩（60%），均采用百分制。其中过程考核成绩包括出勤（10%）、课堂表现（10%）、作业（20%）、项目考核成绩（60%）。其中，项目考核流程及评分见附表。项目考核流程及评分表考核项目考核内容分值占比评分标准考核用时备注项目一电动机单向全压运行控制1.基本知识点2.电动机单向全压运行PLC控制软硬件设计、系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成控制系统安装与调试。90分钟项目二电动机正反转PLC控制1.基本知识点2.电动机正反转PLC控制软硬件设计、系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成控制系统的安装与调试。90分钟项目三电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制1.基本知识点2.电动机Ｙ-Δ降压启动PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成模拟控制系统的安装与调试。90分钟项目四自动装载小车控制1.基本知识点2.自动装载小车PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成或模拟控制系统的安装与调试。90分钟项目五广告灯PLC控制1.基本知识点2.广告灯PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成模拟控制系统的安装与调试。90分钟项目六抢答器PLC控制1.基本知识点2.抢答器PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成模拟控制系统的安装与调试。90分钟项目七交通灯PLC控制1.基本知识点2.交通灯PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试20%1.知识点掌握准确；2.能正确确定控制系统的输入输出元件，并分配PLC地址；3.能正确绘制I/O接线图；能正确编写控制程序；4.能独立完成模拟控制系统的安装与调试。90分钟项目八S7-200PLC对Z3050钻床的改造1.基本知识点2.Z3050钻床PLC控制软硬件设计、模拟系统安装调试10%1.知识点掌握准确；2