西门子PLC高级项目应用 课程标准

《西门子PLC高级项目应用》课程标准适用专业：电气自动化技术，机电一体化技术，生产过程自动化技术课程类别：专项技能课程修课方式：必修教学时数：72学时总学分数：4学分（按每周18课时为1分折算）前修课程：电工基础、电子技术、电机与电机控制技术等。后续课程：自动生产线安装与调试技术等。前言1.1课程的性质本课程是电气自动化专业、机电一体化学生必修的一门专业课，属于基本职业素质模块类课程。它是将《计算机技术》、《电气控制技术》有机结合的一门专业课程。本专业的核心技术都涉及《工业计算机技术》的相关知识，有很强的理论性和实践性，对后续专业课程的学习至关重要；同时与学生将来从事的专业工作有着密切的联系。作为电气自动化专业、机电一体化专业高级技术应用型人才，相关的知识和技能是必备的。课程根据企业现代电气控制系统中典型PLC控制系统的维护、改造等工作任务及能力要求设计教学项目，以培养学生良好的职业操作规范、较强的PLC控制技术应用能力，以便较熟练地处理综合电气控制技术问题。1.2设计思路根据高职院校的办学定位，围绕职业岗位需求和人才培养目标，按照基本知识培养层、基本技能培养层、综合能力培养层三个层面来规划课程教学体系。本课程按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，该课程以培养学生的“学懂”和“会用”为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的独立思考和实践动手能力。本课程以学生的就业为导向，根据行业专家对机电设备所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中的考核要求，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现任务驱动、实践导向的课程思想，本课程以项目为单位组织教学，以典型机电设备为载体组织课程内容，引出相关专业理论知识，使学生在项目实践中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。总之，本课程的设计思路为：1、培养目标与企业的人才需求相一致，实现课程体系与岗位任务的对接；2、项目任务设置与实际工作任务相一致，实现课程内容与职业能力的对接；3、教学实施过程与企业岗位工作过程相一致，实现教学情景与工作情景的对接。2.课程目标本课程教学的总目标是使学生在掌握基本理论、基本分析方法和实际系统的基础上，培养学生具有典型机电设备PLC控制系统的使用、维护与维修的能力，并具有诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全意识，为发展职业能力奠定良好的基础。职业能力目标：1．能识别PLC类型/面板功能2．会连接PLC电源系统和输入、输出端口设备3．会使用PLC编程软件，能进行程序读、写等操作4．能识读PLC系统结构图和电路图5．能正确连接PLC外部计算机，并建立通讯联系6．能合理分配I/O地址，绘制PLC控制流程图7．能运用常用逻辑指令编制程序8．能对PLC一般控制系统进行正确的电路连接9．能PLC在线监控等操作10．会PLC程序的离线调试、在线调试等操作11．能构建PLC一般控制系统，有一定的维护能力和故障处理能力知识目标：1．了解PLC的内部结构、工作原理、类型和控制系统2．掌握PLC电源系统的接线、PLC输入回路、输出回路的接线及端子排的编码标注3．了解PLC扩展模块、扩展单元，熟悉编程软件的系统配置、主要功能和使用方法4．掌握梯形图程序的编辑，指令表程序的编辑，PLC程序的操作、监控与调试方法5．熟悉PLC基本逻辑指令及常用功能指令6．熟悉PLC的编程规则7．了解PLC的通讯方法8．掌握PLC程序调试的一般方法9．了解PLC控制系统故障处理及维护方法10．了解PLC在工程上的一般应用方法创新创业能力目标：使学生能够在实际项目学习中不断探索新方法积累创新经验，进行创新活动；具备团队成员之间及与外专业进行技术协作时的语言沟通能力及文字撰写能力；具备在基础技术技能基础上的技术横向思维及技术技能迁移能力；具备在专业技术技能支撑下的技术改造、创新与发明的能力。3．课程内容和要求 课程的教学内容与学时安排建议教学项目专业教育创新创业教育项目训练1：工作台运动控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：西门子S7-1200PLC运动控制参数、指令。2、项目训练：项目训练：任务1：硬件连接；任务2：手工调试工艺轴；任务3：指令控制工艺轴。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练基础训练1：工艺轴参数设置，通过轴调试面板控制轴运动；2、创新能力项目训练：任务1：编写指令控制轴绝对定位运动。项目训练2：PLC主从控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：开放式用户通信、S7通信。2、项目训练：项目训练：任务1：开放式用户通信实现；任务2：西门子S7协议通信。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练基础训练1：在不同项目中2台S7-1200PLC之间采用开放式用户通信方式建立通信；基础训练2：在不同项目中2台S7-1200PLC之间采用S7协议建立通信。2、创新能力项目训练：扩展本项目的控制要求，通过GET/PUT指令将S7协议的单向连接来实现数据的双向传输，在PLC_1上读取工作台的运行数据。项目训练3：传送带调速控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：PLC与变频器的通信方式。2、项目训练：项目训练：任务1：变频器多段速控制；任务2：模拟量对变频器的速度控制；任务3：通过ModbusRTU通信对变频器的速度控制。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练使用NORM_X和SCALE_X指令对4-20mA的模拟量反馈信号进行工程量的转换。2、创新能力项目训练：采用ModbusRTU通信协议使PLC与2台变频器同时建立通讯，能分别控制变频器的运行，要求当其中一台变频器失电时，另一台变频器能正常控制。项目训练4：水箱的PID控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：PID工作原理。2、项目训练：项目训练：任务1：液位的手动调节；任务2：液位的PID调节。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练基础训练1：搭建PLC与虚拟水箱的通信连接。基础训练2：手动调节水箱液位。2、创新能力项目训练：项目训练1：液位的PID调节，计算合适的PID参数。项目训练5：机器人码垛的自动控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：PLC和机器人通信。2、项目训练：项目训练：任务1：采用DeviceNet通信方式实现；任务2：采用PROFINET通信方式实现。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练基础训练1：PLC与机器人的IO通信。2、创新能力项目训练：项目训练1：PLC与机器人的PROFINET通信。项目训练6：基于WinCC的混凝土搅拌设备控制建议学时：项目化教学，12学时以基于“实践教学”及“互动体验式教学”为主。1、知识讲解：WinCC布局与PLC连接。2、项目训练：项目训练：任务1：WinCC控制电机工作；任务2：WinCC对整个混凝土搅拌设备的可视化监控。以基于探究式研究学习为主。1、创新能力基础训练基础训练1：WinCC界面布局；2、创新能力项目训练：项目训练1：WinCC与PLC运行联调。4.实施建议4.1教材选用（编写）和企业合作，自主开发适应项目教学的工学结合教材或实训指导书。通过对自动化技能人员岗位工作任务和职业能力分析的基础上，以电气控制系统维护/维修活动为载体，以维修电工的实际工作任务为引领，以“实用、够用、能用”为原则，通过分解各项工作任务的具体要求来设计教学活动项目，编写操作性强的教材。4.2教学方法采用项目教学法。根据“简单——复杂”、“一般——综合”的教学规律，以1）模仿实验——2）独立实训——3）协作实践的脉络组织教学活动，注重职业技能与操作规范的培养，兼顾协作能力与创新意识的同步提高；积极从企业引入既精通业务又具备较高理论水平的兼职教师授课；教学场所尽量选择仿真实训室，便于“教、学、做”一体化的教学方法开展。4.3教学评价（课程考核）采用全过程分阶段评价、目标评价、过程评价，理论与实践一体化评价模式。关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、实践实训、技能竞赛及考