《PLC综合应用实验》实验教学大纲

《PLC综合应用实验》实验教学大纲课程代码：05136022课程性质：专业选修课学分：1学分学时：实验16学时先修课程：电气控制与PLC（C）后续课程：现场总线技术等适用专业：自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明本课程是自动化专业的专业选修课，本课程主要为《电气控制与PLC（C）》课程的补充，通过增设独立实验，强化学生各种指令的综合运用，使学生通过实验项目，熟练掌握系统的分析与设计的方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重实践动手能力的锻炼提升，强调培养运用知识解决生产实际中问题的能力，使学生熟悉新型的控制器PLC的基础知识，掌握PLC的组态、数据结构、指令系统、编程方法、网络通讯配置及控制系统的设计方法，为学生今后从事先进制造装备的设计、制造及操作维护打下良好的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：结合专业课程理论知识学习，进一步培养学生自主学习、团体协作能力，使学生掌握中型PLC控制器基本数据结构、各种常用指令、功能块，能够配置工业网络实现设备互联与通讯控制，为今后毕业设计和毕业实习开展工程项目打下坚实的基础。课程目标2：掌握工业自动化编程软件和PLC控制设备的性能及操作方法，掌握西门子仿真软件，掌握工业控制程序的一般调试方法，初步掌握模块化编程思想，养成良好的编程习惯，能够举一反三，对于设计过程中发现的问题，能进行实验研究分析，得出有效结论，并可以实施相应调整，完成控制要求。通过实践过程培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度，培养科学严谨的作风及综合创新、解决问题的能力。课程目标3：通过了解控制过程中故障产生的可能原因和消除方法，具备一定的排除故障能力，甚至可独立进行抽象建模，制定解决方案，设计的同时考虑社会公德及社会责任和安全环保等因素。毕业后能在岗位培训后，很快胜任基于PLC控制的工业复杂控制系统设计。三、课程目标与毕业要求《PLC综合应用实验》课程教学目标对自动化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撑强度4.研究4.2能够基于科学原理并采用科学方法对自动控制领域相关的复杂工程问题选择研究路线，设计实验方案。课程目标1：结合专业课程理论知识学习，进一步培养学生自主学习、团体协作能力，使学生掌握中型PLC控制器基本数据结构、各种常用指令、功能块，能够配置工业网络实现设备互联与通讯控制，为今后毕业设计和毕业实习开展工程项目打下坚实的基础。课程目标2：掌握工业自动化编程软件和PLC控制设备的性能及操作方法，掌握西门子仿真软件，掌握工业控制程序的一般调试方法，初步掌握模块化编程思想，养成良好的编程习惯，能够举一反三，对于设计过程中发现的问题，能进行实验研究分析，得出有效结论，并可以实施相应调整，完成控制要求。通过实践过程培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度，培养科学严谨的作风及综合创新、解决问题的能力。H5.使用现代工具：5.2能够选择和使用恰当的现代仪器、系统仿真与设计软件、信息技术工具对自动控制领域复杂工程问题进行分析、计算和设计。课程目标2：掌握工业自动化编程软件和PLC控制设备的性能及操作方法，掌握西门子仿真软件，掌握工业控制程序的一般调试方法，初步掌握模块化编程思想，养成良好的编程习惯，能够举一反三，对于设计过程中发现的问题，能进行实验研究分析，得出有效结论，并可以实施相应调整，完成控制要求。通过实践过程培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度，培养科学严谨的作风及综合创新、解决问题的能力。课程目标3：通过了解控制过程中故障产生的可能原因和消除方法，具备一定的排除故障能力，甚至可独立进行抽象建模，制定解决方案，设计的同时考虑社会公德及社会责任和安全环保等因素。毕业后能在岗位培训后，很快胜任基于PLC控制的工业复杂控制系统设计。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实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.TIA博图初识实验内容：学习TIA博图软件使用、完成S7-1200/1500PLC的配置实验要求：建立一个S7-1200/1500PLC项目，实现一个简单启保停控制的小程序，并可以仿真运行，本次为上机操作验收。21、2、32.八路抢答器设计应用实验内容：使用基本指令实现八路抢答器设计实验要求：加深对系统存储区、数据类型、位逻辑指令及其应用，可绘制PLC接线原理图，并可仿真运行控制结果，本次实验需提交实验报告。41、2、33.三相异步电动机的星-三角降压启动实验内容：使用定时器指令实现电机降压启动控制设计实验要求：掌握定时器指令基本使用，了解脉冲定时器、接通延时定时器、断开延时定时器、保持型接通延时定时器的异同点，可绘制PLC接线原理图，并可仿真运行控制结果。本次实验需提交实验报告。21、2、34.运料小车往返控制实验内容：使用计数器指令实现小车往返控制实验要求：可绘制PLC接线原理图，并可仿真运行控制结果，本次为上机操作验收。21、2、35.在线监控十字路口交通信号灯的控制实验内容：利用模块化编程思想实现交通信号灯的控制，使用触摸屏实现管理参数配置实验要求：掌握功能、功能块和数据块使用方法，利用触摸屏控制实现交通管理控制，本次实验需提交实验报告。41、2、36.触摸屏控制的液体混合系统实验内容：使用触摸屏实现液体混合系统实验要求：学习模拟量控制，使用运算指令和HMI设备向导实现液体混合的演示，本次为上机操作验收。21、2、3合计16五、教学方法及手段本课程通过理论讲解、实验操作演示、实验现象分析等，以启发式、翻转课堂讨论式教学为主，引导学生积极思考、动手实践，促进学生对理论知识的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力。实验课前，学生按要求预习和掌握与本实验有关的教学内容，认真阅读实验指导书；实验过程采用教师讲授和学生动手操作的方法，教师介绍编程思路和原理、学生自主完成实验内容的程序设计；实验过程要求学生严格遵守实验纪律，按操作规程使用电脑，掌握基本实验技能和方法，培养学生排除实验故障的能力，以及良好的实验习惯和提高解决复杂问题的能力。实验做完后，组织学生对实验结果进行仿真演示，互相验收，培养学生对程序调试的分析能力。实验重视过程，重视上机验收，实验报告根据表2要求提交。六、课程资源1.推荐教材：（1）电气工程与自动化学院，自编实验指导书．2.参考书：（1）廖常初.PLC编程及应用（第5版）[M].机械工业出版社.2019.08（2）廖常初.S7-1200/1500PLC应用技术[M].机械工业出版社.2018.05（3）何献忠主编.电气控制与PLC应用技术（第2版）[M].北京.化学工业出版社.2018.05（4）陈建明.电气控制与PLC原理及应用[M]..北京.机械工业出版社.2021.033.网络资源：（1）西门子工业支持中心：/download/（2）电气控制及可编程序控制器应用技术：/course/ZZULI-1002123026（3）国家级精品课电气控制实践训练/course/XMU-1001770002七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由每次实验成绩的平均分评定。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占比考核/评价细则课程目标123课程成绩实验预习30（1）预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28)（2）有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)（3）有预习、但未能掌握方法与步骤(21～18)（4）没有预习，不能完成实验(17～0)√√√101010操作过程40（1）遵规守纪、操作熟练、团结协作(40～37)（2）遵规守纪、操作正确、有协作(36～29)（3）遵规守纪、操作基本正确、无协作(28～18)（4）不能遵规守纪、操作不正确、无协作(17～0)√√√151510结果分析30（1）结果详实、结论清晰、讨论合理(30～28)（2）结果正确、讨论适当(27～22) （3）结果正确、没有分析讨论(21～18)（4）结果不正确、没有分析讨论(17～0)√√√101010合计：100分353530八、考核与成绩评定1.考核方式：实验最终总成绩由每个实验成绩的平均分评定。单次实验成绩主要由实验预习成绩、实验操作过程成绩和实验结果分析成绩来评定，其比例为实验预习成绩占实验成绩的30%，实验操作过程成绩占实验成绩的40%，实验结果分析成绩占实验成绩的30%。2.考核基本要求：每位学生必须按规定完成实验课，因故不能参加实验者，应课前向指导教师请假（必须经有关领导批准），对所缺实验要在期末课程考试时间之前补齐。每次实验课前，要求学生必须进行预习。实验课堂上，学生要认真操作实验内容。每位学生必须按实验指导书的要求，独立编写实验报告，不得抄袭或借用他人的实验数据。实验报告要数据准确、条理清晰，抄袭别人的实验报告或不交实验报告的以本次实验0分计入总成绩。3.考核评定的标准:详见表4表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)考核标准及分值实验预习30预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28)有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)有预习、但未能