《可编程控制器技术》课程标准

《可编程控制器技术》课程标准1.前言1.1课程性质在高职机电一体化技术专业中，《可编程控制器技术》是一门职业技能专业核心课程。与中职《可编程控制器原理及应用》有衔接关系，中职课程是本课程的学习基础。本课程具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，是机电一体化技术专业必备的技能和知识。学生学完本课程能根据未来工作任务要求，独立完成小型或者合作完成复杂的PLC控制系统的设计、安装、调试工作，包括：进行产品控制功能分析、选择控制方案和PLC元器件选型、绘制电气原理图、编写PLC程序；安装电气元器件、完成系统调试、进行系统功能评价等。在此之前，学生进行了《计算机应用》、《电工电子技术》、《电机与电气控制》等课程，具备了初步电气基础知识和实践技能，为本科学习奠定基础。同时，本科也为后续课程《柔性制造系统实训》、《机电设备安装与调试》、《工业机器人技术基础》起到支撑作用。1.2设计思路本课程的以“职业化”能力培养为目标，以项目课程为主体，培养学生的知识技能和自主学习创新能力，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、技能的联系，让学生在职业化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与创新能力。参照《维修电工国家职业标准》等国家职业标准，遵循学生的知识技能成长规律，依照课程培养目标和知识技能点重新整合、序化课程内容，选择合适的控制项目载体。2.课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下素养、知识、技能和能力：2.1素质目标序号中职素质目标高职素质目标衔接关系1分析和解决问题的能力分析和解决问题的能力纵向加深2交流沟通和表达能力交流沟通和表达能力纵向加深3团队协作能力团队协作和组织协调能力纵向加深4培养学生理论联系实际、实事求是、严肃认真的科学态度培养学生理论联系实际、实事求是、严肃认真的科学态度纵向加深５培养学生具有良好的职业道德、敬业精神和社会责任心培养学生具有良好的职业道德、敬业精神和社会责任心纵向加深2.2知识目标序号中职知识目标高职知识目标衔接关系1PLC控制器发展、内部结构、分类可编程序控制器输入端口、输出端口的基本结构（操作）；可编程序控制器的硬件部件作用、性能，可编程序控制器电源接线、输入/输出组件等效电路。可编程控制器的基本结构，中央处理单元（CPU）、存储器（ROM/RAM）、输入/输出单元（I/O单元）；工作原理；一般性能指标、功能技术指标、输出指标及有关模块规格。能力提升纵向加深2PLC的基本指令编程法，简单梯形图的编写；编程软件的使用使用位逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令、转换指令来编写控制程序，懂得PLC的指令寻址方式能力提升纵向加深3

使用高速计数器功能处理有关高速事件、利用脉冲串输出功能处理有关步进电动机的控制问题、利用脉宽调制功能处理电压调节问题，高速计数器指令的功能及应用、PLC的高速输出功能范围加宽横向扩展4

使用模拟量I/O模块、编写模拟量处理的有关程序及使用PLC的PID功能，模拟量输入/输出模块性能及在系统中的地址分配、模拟量输入输出数据的处理方法、PLC实现PID控制的方法范围加宽横向扩展5PLC的通信接口、通信过程，PLC与PC间的通信可编程序控制器网络功能；PLC与PLC之间通信能力提升纵向加深6简单PLC控制项目的设计编程，PLC控制系统的程序设计步骤进行PLC控制系统的硬软件设计，步进顺控程序设计方法；PLC控制系统设计的基本原则及步骤能力提升纵向加深7常用PLC操作规程及PLC设备日常保养方法

2.3能力目标序号中职能力目标高职能力目标衔接关系1能明白工作意图能进行熟练的工作沟通能力提升纵向加深2

能对产品功能进行分析范围加宽横向扩展3

能选择PLC控制方案范围加宽横向扩展4能进行小型ＰＬＣ和基本配件的选型更换能进行PLC和主要元器件选型能力提升纵向加深5能进行小型PLC开关量IO分配能熟练进行IO分配能力提升纵向加深6

能绘制电气原理图范围加宽横向扩展7能编制简单ＰＬＣ程序能熟练编制PLC程序能力提升纵向加深8能使用工具进行电气元器件安装

能使用工具进行电气元器件安装与测试能进行PLC软硬件综合调试；能力提升纵向加深９

能规范整理设计资料范围加宽横向扩展１0能遵守电气操作规范能遵守电气操作规范，指定施工工艺能力提升纵向加深１１

能评价和反馈设计过程。范围加宽横向扩展3．课程内容与要求3.1教学内容选取依据

课程组教师依据专业典型工作任务，结合《可编程控制器（PLC）系统设计师职业标准》、《维修电工国家职业标准》，确定课程培养任务和培养目标，并提取和提炼本课程重要知识点和技能点，遵循学生的知识技能成长规律，重新进行教学内容的选取、整合、序化。3.2教学内容组织与安排（1）项目教学项目知识目标能力目标训练条件要求成绩权重学时项目1：水塔水位控制l

PLC的工作原理和基本组成；l

PLC的种类功能和指令系统；l

PLC控制与普通继电器控制的区别；l

PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制；l

PLC的编程环境和简单编程；l

PLC程序下载上传与监控调试。l

能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；l

能够熟悉PLC编程环境和接线方式；l

能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6项目2:送料小车往返控制l

掌握PLC模块化编程技巧；l

掌握PLC子程序调用及子程序间数据传输；l

PLC的跳转指令；l

PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制；l

PLC程序在线调试。l

能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；l

能够熟悉S7-200系列PLC接线方式；l

能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6项目3：仓储物品自动统计提醒装置l

计数器指令；l

基本比较指令；l

字节数据处理；l

自复位电路及扩展电路的编程使用；l

实现对被控对象的计数控制。l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制；l

PLC程序在线调试。

l

掌握计数器的基本电路，l

掌握基本比较指令；l

掌握自复位电路及扩展电路的编程使用，实现对被控对象的计数控制；l

根据客户意图进行产品功能分析；l

完成仓储物品自动统计提醒装置控制方案设计；l

完成仓储物品自动统计提醒装置的PLC控制系统设计；能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6项目4：混合液体自动制备装置l

顺序功能图三要素及顺序功能图的编制；l

步进梯形图的编制方法；l

找准各步的转换条件；l

步进编程思路的培养；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制。l

掌握单序列结构的顺序功能图画法；l

掌握梯形图程序编制方法；l

根据客户意图进行产品功能分析；l

完成对液体搅拌装置实现自动控制方案设计；l

完成液体搅拌装置的PLC控制系统设计；l

能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线20%6项目5：十字路口交通灯设计l

PLC的工作原理和基本组成；l

S7-200系列PLC的步进顺控编程思想；l

PLC并行流程的步进顺控图的画法；l

PLC并行流程的梯形图程序在分支和汇合处的编写方法；l

PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制；l

根据合作方意图进行产品功能分析；l

能够以合作的方式完成控制方案设计；l

能够针对顺序控制中的并行流程进行PLC程序设计；l

能够熟练使用7-200系列PLC编程软件和接线方式；l

能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。l

场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线20%6项目6：自动售货机控制l

S7-200系列存贮器的数据结构及存贮器种类；l

整数运算指令；l

S7-200系列PLC数据传输、触点比较指令；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制；l

将功能转化成技术的分解能力增强；l

小组成员有效进行分工与协作，共同完成项目提出的要求；l

能够运用流程图工具演绎软件流程，能够按照特定程序完成简单的PLC控制系统设计；l

能够通过PLC完成整数运算数据处理；l

能够绘制简单的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6项目7：步进电机控制l

S7-200系列PLC的脉冲输出端和脉冲输出功能；l

S7-200系列PLC的脉冲输出向导编程方法，重点是脉冲个数和脉冲频率的设置方法；l

步进电机的方向控制方法；l

PLC控制系统的组成和主要元器件的选型；l

PLC控制系统方案设计；l

PLC电气原理图绘制。l

PLC程序调试及故障排除；l

根据客户意图进行产品功能分析；l

能够以合作的方式完成控制方案设计；l

能够按照特定程序完成PLC对步进系统的控制设计；l

能够熟悉S7-200系列PLC编程环境和接线方式；l

能够绘制对于步进系统的PLC电气原理图，并接线调试。场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6项目8：远程供水站控制

l

PLC与触控人机界面通讯l

PLC与PLC之间通信l

PLC数据通许指令l

PLC电气原理图绘制；l

PLC程序在线调试l

根据客户意图进行产品功能分析；l

能完成基本的触控人机界面组态；l

能完成触控人机界面与PLC的通讯配置；l

能完成PLC与PLC之间的数据通讯场地：一体化实训室设备：可编程控制器实训箱、导线10%6合计100%48

3.3与中职《可编程控制器原理及应用》在教学内容上的衔接关系序号中职教学内容高职教学内容衔接关系1PLC控制器发展、内部结构、分类可编程序控制器输入端口、输出端口的基本结构可编程控制器的基本结构，中央处理单元、存储器、输入/输出单元接口电路内容拓展与深入2PLC的基本指令编程法，简单梯形图的编写；编程软件的使用使用位逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令、转换指令来编写控制程序，懂得PLC的指令寻址方式内容拓展与深入3简单PLC控制项目的设计编程，PLC控制系统的程序设计步骤进行PLC控制系统的硬软件设计，步进顺控程序设计方法；PLC控制系统设计的基本原则及步骤内容拓展与深入4进行小型PLC开关量IO分配进行PLC模拟量、数字量IO分配内容拓展与深入5PLC的通信接口、通信过程，PLC与PC间的通信可编程序控制器网络功能；PLC与PLC之间通信内容拓展与深入6简单PLC控制项目的设计编程，PLC控制系统的程序设计步骤进行PLC控制系统的硬软件设计，步进顺控程序设计方法；PLC控制系统设计的基本原则及步骤能力递进7

使用高速计数器功能处理有关高速事件、利用脉冲串输出功能处理有关步进电动机的控制问题、利用脉宽调制功能处理电压调节问题，高速计数器指令的功能及应用、PLC的高速输出功能能力递进8

使用模拟量I/O模块、编写模拟量处理的有关程序及使用PLC的PID功能，模拟量输入/输出模块性能及在系统中的地址分配、模拟量输入输出数据的处理方法、PLC实现PID控制的方法能力递进4.实施建议4.1教材与资源（1）可根据学院实际资源和设施，教师团队共同编写校本或出版工学结合一体化教材；（2）可选用影响力广，教学使用效果佳，针对高职教学特点的已出版教材。（3）制作电子教案、多媒体课件、课业文件并上传到网络，为学生及其他职业院校提供学习资料；（4）利用已经建成的网络资源，如资源共享课程网站、网络虚拟实验室提高教学效果和教学质量。（5）进一步丰富试题库等网络资源，最终形成多元化的网络资源库。4.2教学方法与手段4.2.1教学模式在实践型项目的驱动下，经过资讯、计划、决策、实施、检查、评估过程，来学习相应的知识，培养基本能力、方法能力和职业素养。教学模式举例：以项目“水塔水位控制”为例。教学实施六环节教学项目：水塔水位控制接受任务（资讯）提供项目意图；发放引导文和任务单，学生自主收集资料；教师对必需的理论知识进行讲授；水塔水位控制（计划与决策）学生分组设计并讨论，教师指导，引导学生设想多种实现方案。每组讨论选定最佳方案并拟定完成任务的计划与实施流程。硬件线路设计连接（实施1）角色扮演：学生——电气设计工程师、电气安装员、质检员，教师——客户，学生自主设计、组装、测试电路，教师针对性指导。软件设计调试（实施2）教师提示常见问题并提供设计方法，说明注意事项，学生自己动手进行程序设计，教师引导学生解决问题过程考核评价（检查与评估）学生分组汇报任务实施过程和展示成果、填写任务完成情况考核表。表内有自评、小组评价、教师评价、按权重、分岗位综合打分评价等项目。4.2.2教学方法在整个教学实施过程中，应明确“学生为主、教师为辅”，采用小组协作的主动式学习方式。教师是学习过程的组织者和协调人，学生是学习工作的主体，教师引导学生完成学习型工作任务。学生在完成指定任务时，进行新知识的学习和储备知识的应用，培养多方面的能力。根据课程内容和学生特点，可灵活运用引导文法、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导、任务教学、实