《机电传动控制与PLC课程设计》教学大纲

《机电传动控制与PLC课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01160184课程性质：集中实践课学分：3学分周数：3周先修课程：电工技术、电子技术、机械工程测试技术并修课程：机电传动控制与PLC适用专业：机械电子工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《机电传动控制与PLC课程设计》是机械电子工程专业的一个重要实践教学环节，旨在通过实际项目的设计，培养学生掌握机电传动系统的基本原理、控制方法和技术，以及可编程控制器（PLC）的基本原理和应用技能，提高学生的动手能力和实际工程应用能力。学生通过课程设计对养成对生产过程中的电气控制原理和原则的深刻认识，培养其严谨的工作作风和勇于探索的创新精神。二、课程目标通过课程设计，学生达到如下目标：课程目标1：通过分析能将相关工程问题转化为技术问题，能够采用适当方法（分析设计法、逻辑设计法、顺序控制设计法），利用基本的低压电器、可编程逻辑控制器等完成机电系统的设计；课程目标2：学会使用编程软件等现代工具进行梯形图编程、仿真，并反馈指导对梯形图的改进与优化；课程目标3：利用分组设计，明确自己在团队中的分工和地位，增强团队协作能力和协调沟通能力；多个人员协同工作时，从不同的角度看问题并提出新的解决方案，激发创新潜能；课程目标4：在复杂机电产品设计开发中能够对项目的各个阶段进行详细的规划，并做定期汇报，确保项目的各个任务能够按照预定的质量要求和时间完成。三、课程目标与毕业要求《机电传动控制与PLC课程设计》课程教学目标对机械电子工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支持强度3.设计/开发解决方案3.2能够根据要求，设计开发实现特定功能的复杂机电系统和单元（部件）。课程目标1：通过分析能将相关工程问题转化为技术问题，能够采用适当方法（分析设计法、逻辑设计法、顺序控制设计法），利用基本的低压电器、可编程逻辑控制器等完成机电系统的设计。H5.使用现代工具5.2能够选择和使用恰当的仪器、信息资源，工程工具和专业模拟软件等，用于机电工程领域复杂工程问题的分析、计算与设计。课程目标2：学会使用编程软件等现代工具进行梯形图编程、仿真，并反馈指导对梯形图的改进与优化。M9.个人和团队9.1理解团队合作的重要性，具有与团队成员或负责人协调合作的团队精神和能力，能够在多学科背景下的团队中独立或合作开展工作并发挥作用。课程目标3：利用分组设计，明确自己在团队中的分工和地位，增强团队协作能力和协调沟通能力；多个人员协同工作时，从不同的角度看问题并提出新的解决方案，激发创新潜能。M11.项目管理11.2能在具有多学科环境属性的复杂机电产品开发中开展工程进度管理、任务管理等。课程目标4：在复杂机电产品设计开发中能够对项目的各个阶段进行详细的规划，并做定期汇报，确保项目的各个任务能够按照预定的质量要求和时间完成。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.讲解课程设计基本要求；下达任务书；分组、准备资料工具教学要求：使学生明确课程设计的重要意义，下达任务书并解释说明各任务涵义。学生根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体内容及控制原理。重点：阐明各任务的内涵。难点：使学生明确任务的内容和原理。1天1、32.系统总体控制方案设计教学要求：在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案（接触器继电器控制、PLC控制等），并对各种方案进行分析、评价和方案选优，给出设计的总体方案。重点：确定实现系统主要功能的原理方案。难点：对各种方案进行分析。2天1、3、43.电气控制电路设计教学要求：完成电气控制方案设计，包括低压电器元器件、传感器、气动元件和PLC选型，主电路、辅助电路设计。重点：低压电器元器件和PLC选型。难点：控制系统电气原理图设计。3天1、3、44.PLC接线图绘制教学要求：依据绘制电气安装接线图应遵循的原则，完成PLC端口分配和外围电路图。重点：PLC端口分配。难点：电气安装接线图绘制。2天1、3、45.PLC控制程序设计教学要求：完成PLC控制程序的总体构思，选定编程思想（经验法或顺序控制法）；完成梯形图或者语句表的编写以及仿真验证。重点：PLC控制程序的总体构思。难点：PLC梯形图或语句表的编写和仿真。3天1、2、3、46.说明书编写、图纸绘制教学要求：学生需撰写课程设计说明书，课程设计说明书应包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述和选型结果等几个方面。课程设计说明书要求简洁、通顺，设计正确，图纸表达内容完整、清楚、规范，程序运行良好。学生应独立完成各自设计说明书的编写，同组学生讨论得到的共同设计结果也应独立表述。重点：说明书编写与图纸绘制。难点：图纸的准确绘制。3天1、2、3、47.答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，指导教师可随时在设计的某一环节中提出有关问题。重点考查学生设计图纸及说明书的质量，设计过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。重点：相关基本原理与设计的整体考核。难点：课程设计质量的检验。1天1、2、3合计15天（3周）五、教学方法及手段由于课程内容与生产实践紧密结合，学习者应根据课程设计要求依据绘制电气安装接线图应遵循的原则，以自学为主、教师讲授为辅，完成分析简单生产设备的机电传动控制系统，设计简单生产设备的电气控制系统，并养成自觉遵守国家标准的习惯。六、教材和参考书1.教材（1）陈冰.机电传动控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2022.（2）王春峰，段向军.可编程控制器应用技术项目式教程（西门子S7-1200）[M].北京：电子工业出版社，2019.（3）李方园.西门子S7-1200PLC编程从入门到实战[M].北京：电子工业出版社，2021.2.参考书（1）周文军.西门子S7-1200/1500PLC项目式教程——基于SCL和LAD编程[M].北京：电子工业出版社，2022.（2）陈建明.电气控制与PLC应用——基于S7-1200PLC[M].北京：电子工业出版社，2020.（3）廖常初.S7-1200PLC应用教程[M].北京：清华大学出版社，2020.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：任务管理、方案设计能力、仿真测试能力、设计说明书质量和答辩五部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标1234任务管理15（1）主要考核学生任务汇报和完成情况。（2）教师根据汇报次数和完成质量评分。√15方案设计能力30（1）主要考核方案设计合理性与创新性。（2）教师根据方案合理性、创新性评分。√√2010仿真测试能力20（1）主要考核梯形图编程与仿真测试有效性和准确性。（2）教师根据程序仿真结果准确与否评分。√√155设计说明书质量20（1）主要考核学生的说明书书写质量。（2）教师根据说明书书写质量高低评分。√√√1055答辩15（1）主要考核学生答辩自述和回答问题情况。（2）教师根据答辩自述情况和回答问题正确性与否进行评分。√√105合计：10040252015八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：任务管理、方案设计能力、仿真测试能力、设计说明书质量和答辩成绩。其中：（1）任务管理占15%；（2）方案设计能力占30%；（3）仿真测试能力占20%；（4）设计说明书质量占20%；（5）答辩占15%。最后一周的周五进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生设计的合理性、计算的准确性、设计说明书和图纸的规范性、设计中分析与解决问题的能力及设计态度和答辩情况综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）任务管理15进度实施汇报次数达到要求的100%，完成任务质量较高。进度实施汇报次数达到要求的80%，完成任务质量较高。进度实施汇报次数达到要求的70%，完成任务质量一般。进度实施汇报次数达到要求的60%，完成任务质量一般。进度实施汇报次数低于要求的60%，完成任务质量较差。方案设计能力30方案能够较好地处理工程实际问题，并具有较高的创新性。方案能够较好地处理工程实际问题，有一定的创新性。方案能够基本处理工程实际问题，有一定的创新性。方案能够基本处理工程实际问题，没有创新性。方案不能够处理工程实际问题，没有创新性。仿真测试能力20综合运用计算机软件技能较强，能够较好地进行程序仿真。综合运用计算机软件技能较好，能够较好地进行程序仿真。综合运用计算机软件技能一般，基本能进行程序仿真。综合运用计算机软件技能一般，不能进行程序仿真。综合运用计算机软件技能较差，不能进行程序仿真。设计说明书质量20设计方案正确、表达清楚；设计思路、论证方法科学合理；达到课程设计规定的要求；图纸质量较高。设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、论证方法科学合理；达到课程设计规定的要求；图纸质量良好。设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、论证方法基本合理；基本达到课程设计规