《自动化生产线安装与调试》课程整体设计

《自动化生产线安装与调试》课程整体设计课程名称：自动化生产线安装与调试课程代码：01030035制定人：梁亮合作人：梁玉文修订人：梁亮批准人：版次：V3.1时间：课程性质学分：6.5学时：102授课对象：机电一体化专业、电气自动化专业性质：专业核心课先修课：电路基础、电子技术、机械制图、机械基础、电机与拖动、工厂电气控制设备、PLC技术、变频器技术、液压与气动、传感器技术、组态技术等后续课：毕业设计、顶岗实习

课程整体设计1、课程目标设计总体能力（技能）目标：通过本课程的学习，学生能够掌握自动化生产线及设备的操作能力、元器件识别和应用能力、设备的安装调试能力、故障检修和设备维护能力、联网能力，自动线的简单设计能力，掌握工作岗位需要的各项技能和相关专业知识。全面培养学生的职业规范、职业道德和纪律等综合素质。具体目标：知识目标（1）了解自动化生产线的结构及功能（2）掌握自动化生产线机械结构和装置的工作原理及拆装要点。（3）了解电磁阀、气动元件的结构及工作原理。（4）掌握气动回路的组成及设计方法。（5）掌握光电、光纤传感器，电感式传感器，磁性开关等传感器的工作原理、特性及选择规则；掌握各检测元件的安装及调整精度的方法。（6）掌握自动化生产线常用低压电气设备的结构、工作原理及装配工艺。（7）掌握变频器、伺服驱动器的参数调整方法，了解变频器、伺服电机及驱动器的工作原理。（8）掌握自动化生产线控制系统PLC通讯方法和通讯协议。（9）能够读懂典型自动化设备及生产线的机械、电气、气路系统原理图；（10）掌握典型自动化设备及生产线的操作、拆装、调试、控制软硬件设计、维护以及故障诊断与排除的方法。能力目标（1）能正确识别典型自动化设备及生产线上常用机械结构和电气、气动、检测等元器件；（2）能正确使用典型自动化设备及生产线上的常用仪器仪表和工具；（3）能按照典型自动化设备及生产线的机械、电气、气路系统原理图进元器件的选用、连接与调试；（4）能拆装各种自动机机构与元器件；（5）能正确操作典型自动化设备及生产线的各个模块单元；（6）能对典型自动化设备及生产线进行硬件配置、程序设计、并实施控制；（7）能熟练应用触摸屏技术对自动化生产线进行操作与监控（8）能够维护保养典型自动化设备及生产线系统；（9）能进行典型自动化设备及生产线系统常见故障的排除。素质目标（1）通过网络平台和图书馆查阅自动化生产线相关资料的自主学习能力。（2）具备PLC控制系统设计的独立编程思考、分析问题、解决问题的能力（3）具备自动化生产线整体设计能力和团队协作能力。（4）具备自动化生产线科学的思维方法和开拓创新的精神。（5）具备自动化行业岗位的安全意识、成本意识和良好的职业道德。（6）具备自动化项目管理应用的能力2、课程内容设计：项目名称任务名称拟实现的能力目标相关支撑知识学时项目一供料站的安装与调试1.自动化生产线的整体认识掌握自动化生产线实训装置的结构与功能。2．能理解供料站在自动化生产线中的功能与作用。3．能够正确使用光电传感器、磁性开关等检测元件以及气缸、电磁阀等气动元件。4.能够正确编制供料站程序并调试1.各检测元件及气动元件的的工作原理。2.PLC的基本指令、顺序控制指令。182.供料站的功能与结构及相关知识3．供料站的安装与接线4．供料站的调试项目二加工站的安装与调试1.加工站的功能与结构及相关知识1．能理解加工站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确使用各检测元件及气缸、电磁阀等气动元件。3.能够正确编制加工站程序并调试1．加工站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2．PLC的基本指令、顺序控制指令。122．加工站的安装与接线3．加工站的调试项目三装配站的安装与调试1.装配站的功能与结构及相关知识1．能理解装配站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确使用各检测元件及气缸、电磁阀等气动元件。3.能够正确编制装配站程序并调试1．装配站机械结构组装、电气线路的安装步骤及注意事项。2．PLC的顺序控制指令、带参数的子程序调用指令。182．装配站机械安装3．装配站电气接线4．装配站的调试项目四分拣站的安装与调试1.分拣站的功能与结构及相关知识1．能理解分拣站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确使用变频器驱动电机。3.能够正确编制分拣站程序并调试1．编码器的工作原理、变频器的相关参数及参数设置方法。2.PLC的高数计数器指令、模拟量编程。182．分拣站的装配3．分拣站电气接线4．分拣站的调试项目五输送站的安装与调试1.输送站的功能与结构及相关知识1．能理解输送站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确使用伺服驱动器及伺服电机。3.能够正确编制输送站程序并调试1．伺服驱动器的工作原理、伺服驱动器的相关参数及参数设置方法。2.PLC的PTO指令、高数计数器指令、模拟量编程。182．输送站机械安装3．输送站电气接线4．输送站的调试项目六自动化生产线全线运行1.全线运行的相关新知识1.能完成各工作站的单机/全线运行程序。2.能通过触摸屏控制操作与监控全线运行。PLC通讯网络的设置。2.触摸屏联机到主站PLC的编程接口182.全线运行组态画面的绘制3.全线装配与调试合计1023、进程表设计编号项目名称任务名称学时拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式手段结果（可展示）1供料站的安装与调试1.自动化生产线的整体认识2掌握自动化生产线的结构与功能。了解各工作站的动作情况及机械原理。了解各工作站的控制模块及驱动单元。了解各检测元件在自动化生产线上的应用。了解气动工作回路。自动化生产线所涉及的机械、电气的相关知识多媒体参观实物教师提问学生回答2.供料站的功能与结构及相关知识41．能理解供料站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确叙述供料站的工作过程。3．能正确分析各机械机构、传感器的功能与作用。4．能理解气动回路的原理。5．能够正确使用光电传感器、电感式传感器、磁性开关等检测元件。6．能够正确使用双作用直线气缸、单电控二位五通电磁阀等气动元件。7．能正确分析PLC控制模块的输入输出。1.自动化生产线的工艺流程。2．机械结构原理3．气动回路原理4．电气控制原理5．光电传感器的工作原理。6．电感式传感器的工作原理。7．磁性开关的工作原理。8．双作用直线气缸的工作原理。9．单电控二位五通电磁阀的工作原理。10．PLC的相关知识。实训讲授提问学生能够正确作答4．供料站的安装与接线61．能正确进行机械结构组装。2．能够正确进行直线气缸、节流阀、电磁阀组的安装。3．能够正确进行气路连接。4．能进行各传感器、PLC模块等电气设备的安装与接线。5．能绘制电气线路图6．会使用接线工具、按照国家标准进行安装、接线。1．供料站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2．供料站电气元件的安装、接线步骤及注意事项。3．供料站气动回路连接的安装步骤及注意事项。4．绘图标准、接线工具的选择、正确接线的方法。实训正确安装5．供料站的调试41．能够读懂任务书。2.能具有技术操作手册的阅读理解能力3．能具有程序的总体规划与设计能力4．能具有程序的基本调试以及故障判断能力。1．PLC的基本指令、顺序控制指令。2．编程软件的使用。3．程序调试与故障诊断的常用方法。实训正确动作2加工站的安装与调试1.加工站的功能与结构及相关知识41．能理解加工站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确叙述加工站的工作过程。3．能正确分析各机械机构、传感器的功能与作用。4．能理解气动回路的原理。5．能够正确使用光电传感器、磁性开关等检测元件（复习）。6．能够正确使用双作用直线气缸、单电控二位五通电磁阀等气动元件（复习）。7．能够正确使用薄型气缸及气动手指。8.能够正确使用直线导轨副。9.能正确分析PLC控制模块的输入输出。1.自动化生产线的工艺流程。2．机械结构原理3．气动回路原理4．电气控制原理5．光电传感器、电感式传感器、磁性开关的工作原理。（复习）6．双作用直线气缸、单电控二位五通电磁阀的工作原理。（复习）7.薄型气缸、气动手指的工作原理。8.直线导轨副的工作原理。9．PLC的相关知识。多媒体实训讲授提问学生能够正确作答2．加工站的安装与接线61．能正确进行机械结构组装。2．能够正确进行直线气缸、节流阀、电磁阀组的安装。3．能够正确进行气路连接。4．能进行各传感器、PLC模块等电气设备的安装与接线。5．能绘制电气线路图6．会使用接线工具、按照国家标准进行安装、接线。1．加工站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2．加工站电气元件的安装、接线步骤及注意事项。3．加工站气动回路连接的安装步骤及注意事项。4．绘图标准、接线工具的选择、正确接线的方法。实训正确安装3．加工站的调试41．能够读懂任务书。2.能具有技术操作手册的阅读理解能力3．能具有程序的总体规划与设计能力4．能具有程序的基本调试以及故障判断能力。1．PLC的基本指令、顺序控制指令。2．编程软件的使用。3．程序调试与故障诊断的常用方法。实训正确动作3装配站的安装与调试1.装配站的功能与结构及相关知识41．能理解装配站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确叙述装配站的工作过程。3．能正确分析各机械机构、传感器的功能与作用。4．能理解气动回路的原理。5．能够正确使用光纤传感器。6.能够正确使用气动摆台。7.能够正确使用装配机械手。8.能正确分析PLC控制模块的输入输出。1.自动化生产线的工艺流程。2．机械结构原理3．气动回路原理4．电气控制原理5.光纤传感器的工作原理。6.气动摆台、装配机械手的工作原理。7．PLC的相关知识。多媒体实训讲授提问学生能够正确作答2．装配站的机械安装61．能正确进行机械结构组装。2．能够正确进行气缸、节流阀、电磁阀组的安装。3．能够正确进行气路连接。4．能进行各传感器的安装。1．装配站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2．装配站气动回路连接的安装步骤及注意事项。实训正确安装3．装配站的电气接线41．能进行各传感器、PLC模块等电气设备的安装与接线。2．能绘制电气线路图3．会使用接线工具、按照国家标准进行安装、接线。1．装配站电气元件的安装、接线步骤及注意事项。2．绘图标准、接线工具的选择、正确接线的方法。实训正确安装4．装配站的调试41．能够读懂任务书。2.能具有技术操作手册的阅读理解能力3．能具有程序的总体规划与设计能力4．能具有程序的基本调试以及故障判断能力。1．PLC的基本指令、顺序控制指令、带参数的子程序调用指令。2．编程软件的使用。3．程序调试与故障诊断的常用方法。实训正确动作4分拣站的安装与调试1.分拣站的功能与结构及相关知识41．能够正确叙述分拣站的工作过程。2．能正确分析各机械机构、传感器的功能与作用。3．能理解气动回路的原理。4．能够正确使用光纤传感器。（复习）5.能够正确使用三相笼型异步电动机及编码器。6.能够正确使用变频器。7.能正确分析PLC控制模块的输入输出。8.会使用高数计数器指令、模拟量。1.自动化生产线的工艺流程。2．机械结构原理3．气动回路原理4．电气控制原理5.光纤传感器的工作原理。（复习）6.编码器的工作原理。7.了解变频器的工作原理及参数设置方法。8．PLC的高数技术器指令、模拟量。实训讲授提问学生能够正确作答2．分拣站的装配41．能正确进行机械结构组装；主动轴、从动轴平行调节；传送皮带安装。2．能够正确进行气缸、节流阀、电磁阀组的安装。3．能够正确进行气路连接。4．能进行各传感器的安装。5.正确安装三相异步电动机、连轴器及旋转编码器。6.能够正确安装变频器。1．分拣站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2.电机、连轴器、编码器的安装注意事项。2．分拣站气动回路连接的安装步骤及注意事项。实训正确安装3．分拣站的电气接线41．能进行各传感器、PLC模块、变频器、三相异步电动机及编码器等电气设备的安装与接线。2．能绘制电气线路图3．会使用接线工具、按照国家标准进行安装、接线。1．分拣站电气元件的安装、接线步骤及注意事项。2．绘图标准、接线工具的选择、正确接线的方法。实训正确安装4．分拣站的调试61．能够读懂任务书。2.能具有技术操作手册的阅读理解能力3．能具有程序的总体规划与设计能力4．能具有程序的基本调试以及故障判断能力。1．PLC的基本指令、顺序控制指令、高数计数器指令、模拟量编程。2．编程软件的使用。3．程序调试与故障诊断的常用方法。实训正确动作5输送站的安装与调试1.输送站的功能与结构及相关知识41．能理解输送站在自动化生产线中的功能与作用。2．能够正确叙述输送站的工作过程。3．能正确分析各机械机构、传感器的功能与作用。4．能理解气动回路的原理。1.自动化生产线的工艺流程。2．机械结构原理3．气动回路原理4．电气控制原理多媒体、实训、讲授、提问学生能够正确作答2．输送站的机械安装61．能正确进行机械结构组装；主动轴、从动轴平行调节；传送皮带安装。2．能够正确进行气缸、节流阀、电磁阀组的安装。3．能够正确进行气路连接。4．能进行各传感器的安装。5.能够正确安装伺服电动机、连轴器及伺服驱动器。1．输送站机械结构组装的安装步骤及注意事项。2.伺服电机、连轴器、伺服驱动器的安装注意事项。2．输送站气动回路连接的安装步骤及注意事项。实训正确安装3．输送站的电气接线41．传感器、PLC模块、伺服电机及伺服驱动器等电气设备的安装与接线。2．能绘制电气线路图3．会使用接线工具、按照国家标准进行安装、接线。1．输送站电气元件的安装、接线步骤及注意事项。2．绘图标准、接线工具的选择、正确接线的方法。实训正确安装4．输送站的调试61．能够读懂任务书。2.能具有技术操作手册的阅读理解能力3．能具有程序的总体规划与设计能力4．能具有程序的基本调试以及故障判断能力。1．PLC的基本指令、顺序控制指令、PTO指令、绝对位置库指令。2．编程软件的使用。3．程序调试与故障诊断的常用方法。实训正确动作6自动化生产线的全线运行1.全线运行的相关新知识4能通过PPI通讯方式将各站PLC互连。能将触摸屏与主站互连。会设置主令工作信号完成全线运行会使用MCGS嵌入版组态绘图并能够与PLC通讯。5.会操作TPC7062KS触摸屏。PLC通讯网络的设置触摸屏联机到主站PLC的编程接口讲授、操作学、做结合2.全线运行组态画面的绘制4能够根据任务要求完成组态画面的绘制。能够使用脚本程序完成组态画面的动画设计。会使用触摸屏并与PLC进行通讯。MCGS嵌入版组态软件的使用触摸屏的画面设计与数据通信实训完成组态画面3.全线装配与调试8能完成各工作站的单机/全线运行程序。2.能通过触摸屏控制操作与监控全线运行。3.根据任务要求在规定的时间内能完成全线设备的运行与调试4.能够解决调试过程中出现的各种故障自动化生产线应用的各种知识实训完成全线运行任务要求4、第一节课梗概：（1）教师向学生介绍项目教学法的优点，宣布本门课程采取项目教学法，并告知学生考核方式。（2）学生分组成立公司，并给自己公司命名；每组选出一个组长作为公司的项目经理，负责接受任务、确定控制方案与监督项目进展。（3）虚拟真实场景，甲方（教师）来到××公司（学生乙方），提出控制要求，经过商讨无异议后双方签订合同，完成项目委托；（4）项目经理明确项目目的、要求及内容后将任务交给项目设计师，要求其在最短时间内拿出最优的控制方案；项目设计师和项目组成员利用课余时间以素材为基础查阅、收集相关资料，商讨提出比较完善的控制方案，并交由项目经理审核；项目经理确认后，由项目经理设计师负责工作任务的分配，完成工作的进度安排，整个项目实施的协调，组织人员完成具体项目。并和甲方达成一致后，项目设计师进行任务分工，任务开始实施。5、考核方案设计：注重项目化的过程考核评价，将知识、能力、素质的考核融入到项目完成过程中，突出实践技能的考核。包含理论知识考核、过程考核两个部分。期末总成绩=0.2×理论知识考核+0.8×过程考核1.理论知识考核每一门课程都有一些需要熟练掌握的理论基础知识，自动化生产线课程也不例外，对于生产线的构成、机械结构、软件运行环境、硬件连接方法、用电安全、指令功能及编程方法等基础知识需要学生了牢记于心，因此这部分理论基础知识的考核采用闭卷笔试、作业和研究性习题来进行成绩评定。其中闭卷试卷的内容也不以简答、计算等形式出现，而是通过选择判断的形式将知识点展现在卷面上，主要考察学生对于知识的的理解与运用能力，而非死记硬背。这部分考核占总成绩的20%左右。2.过程考核自动化生产线安装与调试课程按照项目化教学方法，结合企业生产实际和课程标准，设计了6个实训项目分别是：供料站安装与调试、加工站安装与调试、装配站安装与调试、分拣站安装与调试、输送站安装与调试、自动线全线运行，每个项目根据难易程度分配不同的学时。过程考核注重考查学生在完成每一个项目过程中的理论知识的运用能力、动手实践能力、职业素养水平等。过程考核在成绩评定中占有重要的地位，既客观、合理，又能够调动学习的主动性、积极性；激发学生潜能，促进个性和创造性发展。过程考核评价由二部分组成：自我评价、技能考核。其中自我评价占15％，按A、B、C、D四个等级评分，主要了解学生认为自己对于新知识的理解程度，项目完成情况的自我分析，与同组成员的配合情况及与人沟通情况的反馈；技能考核占85%，由教师根据学生的实际编程接线操作情况，各工作完成的工作过程情况，从任务书的解读到任务完成按照100分的评分标准打分，涵盖了学生的语言表达能力、团队协作能力、分析解决问题能力、实际操作能力等，另外还对安全文明操作设置了扣分制度，提醒学生安全文明操作的重要性。具体算法如下：过程考核成绩=15%×自我评价+85%其中：Xi——每个项目的成绩项目自我评价评价内容分值得分需提高部分机械安装与调试20分气路连接与调试20分电气安装与调试25分程序设计与调试25分绑扎工艺及工位整理10分不足之处优点项目考核评定项目分类考核内容分值工作要求评分标准老师评分专业能力90分电接线1．正确连接装置侧、PLC侧的接线端子排101.装置侧三层接线端子电源、信号连接正确，PLC侧两层接线端子电源、信号连接正确2.传感器供电使用输入端电源，电磁阀等执行机构使用输出端电源3.按照I/O分配表正确连接供料站的输入与输出1.电源与信号接反，每处扣2分2.其他每错一处扣1分2．接线、布线规格平整10线头处理干净，无导线外漏，接线端子上最多压入两个线头，导线绑扎利落，线槽走线平整。若有违规操作，每处扣2分机械安装1．正确、合理使用装配工具10能够正确使用各装配工具拆装供料站，不出现多或少螺丝。不会用、错误使用不得分（教师提问、学生操作）多或少一个螺丝扣2分2．正确安装供料站10安装供料站后不多件、不少件多件、少件、安装不牢每处扣2分程序调试1．正确编制梯形图程序及调试40梯形图格式正确、各电磁阀控制顺序正确，梯形图整体结构合理，模拟量采集输出正确。运行动作正确（根据运行情况可修改和完善。）根据任务要求动作不正确，每处扣5分，模拟量采集、输出不正确扣1分2．运行结果及口试答辩10程序运行结果正确，表述清楚，口试答辩准确对运行结果表述不清楚者扣10分职业素质能力10分相互沟通、团结配合能力5善于沟通，积极参与，与组长、组员配合默契，不产生冲突。

根据自评、互评、教师点评而定清扫场地、整理工位5场地清扫干净，工具、桌椅摆放整齐

不合格，不得分合计

6、教材《自动化生产线安装、调试和维护技术》梁亮、梁玉文主编机械工业出版社20187、参考资料YL-335B自动化生产线实训装置实训书《可编程控制器技术及应用》王芹天津大学出版社2009《电机拖动与控制》张晓娟北京理工大学出版社2016《工控组态技术项目化教程》梁玉文北京理工大学出版社2019《传感器技术及应用》宋宇梁玉文北京理工大学出版社20