自动化生产线安装与调试 第3版 课程思政教学案例汇 1.案例名称：科技报国的家国情怀培养 自动化生产线的认知- 13.案例名称：分工协作、团队配合的重要性

科技报国的家国情怀培养——自动化生产线的认知1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容自动化生产线的认知3.案例意义通过对我国近年来制造业、自动化技术发展成就的介绍，培养学生科技报国的家国情怀、激发学生的民族自豪感。4.教学过程4.1课前准备为保证效果，在案例讨论前儿天将案例《大国重器》《大国工匠》、当前先进自动化技术案例视频分发给学生，要求学生仔细阅读案例、观看视频，弄清楚案例、视频中提供的背景、各种事实以及它们之间的联系，梳理案例与视频。4.2课前小组讨论讨论主题为“本案例给自己的启迪”，教师深入小组参加讨论会6-10人为一组，指定一名认真负责的学生为组长，负责讨论召集工作。对讨论的要求如下：人人都要发言，独立思考、各抒己见，小组讨论在课前进行。各组在讨论结束后推荐1-2名学生作为本组代表在全班课堂讨论上发言。4.3课堂讨论简短的开场白后，进入课堂讨论。先由各小组代表针对本案例做系统的分析，给出对自己的启发，然后全班针对他们的发言提出自己的不同见解。在讨论中，教师绝大部分时间静观讨论的动态，只是在必要时用几句简洁明了的话进行引导或提出个启发性的问题，把讨论引向正轨，使讨论层层深入。5.案例成效第一，同学们的课前准备充分，讨论认真，对于我国制造业、自动化技术所取得的辉煌成就有比较深入的认识了解，也很好地总结出了这些辉煌成就的取得无一不是工程技术人员浓浓的爱国情怀的结果。第二，在校的大学生又当如何来培养自己的爱国情怀呢?首先，我们在学习上就要立志高远，为将我国建设成为智能制造大国、强国而勤奋学习，精益求精，打牢基础，其次，要强化止于至善的意识、追求卓越、追求完美。保持终身学习的心态1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容自动化生产线核心技术的应用3.案例意义通过对自动化生产线核心技术应用的讲解，强调学到老、活到老的重要性，引导学生保持终身学习的心态，以适应社会发展的需求。4.教学过程4.1课程导入通过播放格力空调生产线的视频，让学生对生产线中所涉及的核心技术进行讨论，激发学生的学习兴趣。4.2核心技术介绍依次介绍自动化生产线的核心技术的内容，包括机械传动技术、气动控制技术、传感检测技术、电动机驱动技术、可编程控制技术、工业通信网络技术以及人机界面技术。5.强调总结强调自动化技术的快速发展和不断更新。通过介绍新技术（如人工智能、物联网在自动化生产线中的应用），引导学生树立终身学习的观念，培养适应新技术变化的能力。鼓励学生在毕业后继续学习，不断提升自己的专业技能，以适应社会发展的需求。科技自主可控1.所属课程《自动化生产线技术》2.教学内容任务2.5可编程序控制器技术应用3.案例意义系统性思维与全局视野：PLC是自动化生产线的大脑，其程序设计需多模块协同工作。通过案例引导学生理解技术系统的整体性——任何单点失误（如逻辑错误、硬件配置不当）均会导致全局崩溃，呼应“一着不慎，满盘皆输”的系统性思维。技术自主与安全责任：通过对比国产PLC与国外技术差距，激发学生科技报国使命感，强调核心技术自主可控对国家工业安全的重要性，树立“以技术护国”的职业担当。细节决定成败的工匠精神：以PLC编程中“一位数误差引发产线停机”的工业案例，警示学生技术工作的严谨性，培养“零容错”的职业态度。4.教学过程设计4.1问题引入：“从工业事故到技术反思”案例展示：某食品厂因PLC程序时序错误导致灌装线失控，造成百万元损失。播放事故现场视频，分析事故原因：某工程师忽略定时器单位的毫秒/秒设定差异。责任意识：技术人员的微小疏忽可能引发重大社会影响（如食品安全、设备安全）。系统思维：提问“为何错误未被提前检测？”引出自动化系统中“冗余设计”“冒烟测试”的必要性，类比社会管理体系中的监督机制。4.2延伸拓展：“从PLC到中国智造”讨论主题：播放纪录片《大国重器》中“国产PLC突破技术封锁”片段，对比西门子/三菱市场占有率与国产PLC崛起现状。课堂辩论：“技术引进与自主创新，孰轻孰重？”正反方论点示例：正方：开放合作加速技术迭代（例：华为早期与德国企业合作）。反方：核心技术必须自主可控（例：中兴芯片断供事件）。教师总结：家国情怀：肯定国际合作价值，但强调“关键领域须自立自强”，联系钱学森、南仁东等科学家事迹。职业使命：鼓励学生在PLC技术深化中寻找国产化突破点（如兼容性设计、工业协议适配），将个人成长嵌入国家科技战略。4.3总结升华：“PLC程序员的社会坐标”案例启发：讲述“PLC技术在新冠疫苗产线中的应用”——工程师连夜调试设备保障疫苗产能，挽救万千生命。价值观引导：小技术大担当：自动化技术者不仅是代码编写者，更是社会高效运转的“隐形守护者”。终身学习：以西门子TIAPortal平台迭代为例，强调技术人需保持“空杯心态”，避免“35岁危机”。安全第一的责任意识1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容搬运单元的安装与调试3.案例意义通过对搬运单元软硬件调试过程的讲解，强调安全第一的原则，培养学生的安全意识和责任担当。4.教学过程4.1课程导入通过播放搬运单元的运行展示过程视频，让学生了解搬运单元的各个执行元件的动作以及指示灯显示的情况，为后面的调试工作做好准备。4.2安全操作规程介绍与学生实操在学生开始软硬件调试之前，先详细介绍安全操作的规程，包括机械、气动、电动等操作注意事项；然后再结合实际案例，讲述因忽视安全操作而导致的事故。通过这些案例，强调安全第一的原则，让学生明白每一个操作环节都关乎自身和他人的生命安全。在实际操作中，要求学生严格遵守安全规范，培养学生的安全意识和责任担当。5.强调总结在实际生产中，必须严格按照操作规程操作设备，保证生产设备和人员的人身安全。蕴藏在“摆动气缸速度”中的大局意识1.所属课程《自动化生产线技术》2.教学内容操作手单元的安装与调试3.案例意义通过对操作手单元摆动气缸摆动速度的控制调节，引导学生培养大局意识，不能一味追求速度，要兼顾整体可靠性。4.教学过程4.1课程导入通过播放操作手单元的运行展示过程视频，让学生了解操作手单元的各个执行元件的动作以及指示灯显示的情况，为后面的调试工作做好准备。4.2提出问题，展开讨论讲解操作手单元气动控制回路时，提出问题:“摆动气缸的摆动速度应该如何控制为宜？是否越大越好？”，学生就此问题展开讨论。最后通过结合操作手单元摆动气缸不同速度控制的实际演示，总结出以下结果：1.速度太慢，影响生产线的工作效率；2.速度太快，摆动气缸剧烈撞击阻尼弹簧，容易导致弹簧松散脱落并对摆动气缸侧面刚体造成磨损，影响运行的可靠性。5.强调总结气缸速度的调节，要根据实际的情况来调整，并不是越快越好。正如开车一样，车速越快，时间就越短，但是，汽车的稳定性就会下降以及刹车性能也会降低，影响人身安全。所以，考虑问题的时候，要全局考虑，不能一味追求效率，而忽视可行性，要统筹兼顾，才能把事情办的更好。创新意识1.所属课程《自动化生产线技术》2.教学内容提取安装单元安装与调试3.案例意义通过采用模块化的编程思想进行提取安装单元控制程序的设计，培养学生的创新意识。4.教学过程4.1课程导入通过播放提取安装单元的运行展示过程视频，让学生了解提取安装单元的各个执行元件的动作以及指示灯显示的情况，为后面的调试工作做好准备。4.2模块化编程思想引入为了更方便地进行程序的设计与管理，采用模块化的编程思想进行控制程序的设计。具体方法是将一个复杂的控制程序分解成较小且易于管理的程序段，通过直接调用这些子程序来控制设备的运行。该编程思想有利于培养良好的程序开发习惯，有利于复杂程序的管理与调试，极大缩短了开发周期和成本。同时，还可以减少程序的扫描周期，提高程序运行的效率。通过模块化的编程思想，引导学生要培养创新意识，提高效率。4.3扩展引申模块化的思想不仅可用在编程设计方面，还可用于生活工作各个方面。比如，人生的目标规划，学习计划等。5.强调总结在未来的工作中，可能会面临新的技术难题，要不断探索，勇于创新，才能在日益激烈的竞争者处于不败之地。精益求精与细节决定成败1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容检测单元的安装与调试3.案例意义通过检测单元的高精度调试要求，培养学生严谨细致的工作态度和追求卓越的工匠精神，引导学生理解细节在技术应用与人生发展中的关键作用。4.教学过程4.1问题引入讲解检测单元直线位移传感器校准与误差分析原理，以“高铁轨道检测零误差”为例，强调精度对自动化系统安全性的影响。演示因参数偏差导致的检测失效案例，引发学生对细节重要性的思考。4.2实践操作与反思学生分组调试检测单元，要求进行工件高度尺寸的测量。教师设置“隐藏故障点”（如传感器偏移1mm），引导学生通过细致观察与反复验证解决问题。4.3延伸拓展结合《故宫文物修复》视频，讨论“工匠精神”中精益求精的内涵。课堂辩论主题：“技术可以弥补粗心吗？”教师总结：自动化技术虽能提升效率，但人的严谨态度才是质量的根本保障，人生亦如此——唯有注重细节、追求完美，方能实现长远价值。5.案例成效第一，学生通过实践深刻认识到“失之毫厘，谬以千里”的技术真理，强化了严谨治学的意识。第二，案例引导学生将精益求精的态度迁移至人生目标，树立“小事成就大事，细节成就完美”的价值观，激励其在学习与工作中脚踏实地、追求卓越。正确定位自己，实现人生价值—立体存储单元的安装与调试1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容立体存储单元的安装与调试3.案例意义通过对立体存储单元的步进驱动系统定位控制的介绍及应用，引申拓展到学生的人生价值观认知,引导学生明确自己的人生目标，基于当前现实，不断努力追逐，必将会可以实现。4.教学过程4.1问题引入介绍立体存储单元步进驱动系统定位控制原理与应用，在步进驱动系统对目标位置进行追踪并进行工件加工，需要明确自己当前位置以及目标工件的运行速度，然后测算出与目标位置的距离，并转化计算出这个距离所需的脉冲数量和脉冲频率，通过西门子PLC的发送相应脉冲，从而控制步进系统追踪到目标工件的并进行加工。这个过程蕴含了朴素的人生哲理。不管是机器还是人,都需要明确自己当前位置、目标位置，并寻找这两者的差距，不断追逐，达到目标效果。4.2延伸拓展对于人，又何尝不是一样的道理呢?如果明确了自己人生定位，并基于自己当前的现实，找到差距，不断努力追逐目标，必将能实现自己的人生价值。5.强调总结同学们应该树立正确的人生价值观，做好自己人生定位规划，并根据现实环境，不断努力。人只有立足于现实去努力，才可能取得成功，这句话也启示我们，目标一定是围绕自己现实来的。系统协同与全局意识的重要性1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容任务3.8分拣输送单元安装与调试技术核心：分拣输送单元的结构分析、机械气动元件安装、变频器参数调试、光电编码器与高速计数器的应用、PLC程序设计与整机调试。关键环节：2.1传送带模块与推料模块的机械配合；2.2变频器频率设定与电动机速度调节；2.3光电编码器的脉冲反馈与分拣定位精度；2.4PLC程序与高速计数器的逻辑匹配。3.案例意义通过分拣输送单元复杂的功能调试过程，重点培养学生以下素养：3.1系统协同能力：理解分拣单元作为生产线“承前启后”环节的关键作用，强化团队沟通与跨模块协作意识。3.2全局观念：从生产线整体运行视角出发，正确处理局部与整体的关系（如分拣效率影响下游单元产能）。3.3精益求精的职业精神：从传感器校准到程序调试，每一处细节直接影响分拣精度，需严谨对待。3.4安全责任与创新思维：在调试中主动发现潜在隐患（如变频器参数冲突）并创造性解决问题。4.教学过程4.1课程导入——从“机械孤岛”到“系统枢纽”问题引入：播放分拣单元运行故障视频（如工件分拣错位导致下游单元停机）。提问：“若分拣单元的速度波动或定位偏差，会对整条生产线造成什么连锁反应？”学生讨论：分组分析分拣单元与搬运、提取单元的关联性，总结分拣单元的“枢纽”角色。案例剖析：结合某企业因分拣系统故障导致整线停工损失百万的真实案例，强调单元调试需以全局稳定性为目标。4.2实践教学——调试中的协同与细节把控任务分组：5-6人一组，分别承担机械安装、传感器调试、PLC编程、变频器参数设置、联机测试等角色。关键挑战：定位偏差：光电编码器脉冲反馈与实际传送带位移不匹配（需团队协同计算脉冲当量并调整代码）；速度匹配：变频器频率设置过高导致分拣推料错位（需与下游提取单元节拍协调）。思政融入：责任意识：调试中因参数输入失误导致电机过载，引导学生反思“毫厘之误，千里之失”的责任意识；协同创新：鼓励打破“职能壁垒”，例如程序员主动参与机械校准，理解硬件对软件的限制。4.3延伸拓展——从技术到管理的全局思维案例对比：反面案例：某工程师擅自优化分拣速度却不通知下游单元，导致生产线节拍失衡；正面案例：华为生产线通过实时数据共享实现各单元动态调优，效率提升30%。深度讨论：如何通过标准化沟通流程（如交接单、联调会议）避免协同失误？在分拣单元设计中如何平衡效率与稳定性（如增设冗余检测点）？4.4总结升华——工匠精神与系统思维技术凝练：播放分拣单元精准分拣复杂工件的慢动作视频，解析0.1毫米精度背后的多模块协同（机械公差控制、编码器去抖动算法、电磁阀响应时间补偿）。价值观引导：匠人维度：以航天产品分拣系统为例，展示极端精度要求下的“零失误”文化；生态维度：引申至智慧物流系统中的分拣机器人集群协作，强调个体能力与系统智慧的融合。5.成效预期：能力提升：学生能主动从生产线全局视角分析分拣单元的技术方案，制定跨单元联调计划。思政内化：通过调试中的责任事故模拟，强化“我的岗位关乎全线”的职业认同感。创新思维：鼓励在参数优化、故障诊断中提出创造性解决方案（如基于机器学习的分拣自适应算法）。精益求精的工匠精神1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容自动化生产线的机械安装3.案例意义通过对自动化生产线机械部分的安装，强调安装精度的重要性，培养学生精益求精的工匠精神。4.教学过程4.1案例展示要使生产线能够有序、稳定的运行，首先最重要的要保证机械部分安装的可靠性。通过展示高精度设备安装的案例，引入工匠精神的内涵，讲述大国工匠的故事，如徐立平（航天固体燃料微整形师）、高凤林（火箭发动机焊接大师）。通过榜样的故事，引导学生在实际操作中追求极致，对每一个零部件的安装位置、角度和紧固程度都做到精准无误，培养学生的质量意识和对细节的追求。再结合实际生产中由于设备安装不到位引发的安全事故，如2023年的南非矿山提升机坠落事故，造成3名矿工死亡，设备损毁。提醒学生在设备的安装过程中，务必保证安装的精度，以此保障设备和人身的安全。4.2延伸拓展在日常学习工作中，也要时刻保持精益求精的工匠精神，认真学习，努力工作，不断提高为人民服务的本领。自动化生产线整机安装调试的启示：团队合作1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容自动化生产线整机的安装与调试3.案例意义通过对自动化生产线整机的安装与调试，培养学生团队合作精神。4.教学过程4.1问题引入一个产品的生产制造的过程中，往往要经过许多到的工艺流程，那么，每个流程都显得非常重要。只有各个环节都正常有序的运行，才能保证生产出合格的产品。自动化生产线包括供料单元、检测单元、加工单元、搬运单元、分拣输送单元、提取安装单元、操作手单元及立体存储单元。在安装的过程中，每个单元里各个模块的安装，运行过程中不能出现干涉现象，另外前后单元的安装与调试，也不能出现干涉现象且还要满足前后单元的配合到位，在安装过程中，要保证安装的牢固、可靠、精确。只要各个单元都配合好了，才能保证整个生产线的可靠有序运行。4.2延伸拓展当今社会，项目的完成，更加注重团队的合作。团结就是力量，能够实现最终的结果，目标必须明确和一致，相互认同、相互支持。4.3总结强调分工、合作都是不可少的。分工合作就是既要分工明确，又要互相沟通、协作，以达成共同的目标，既可以展现各自的优势，又可以发挥整体效能，提高工作效率。协同共赢的团队精神——从I/O通信看系统化思维1.所属课程《自动化生产线安装与调试》2.教学内容任务4.2利用I/O接口通信实现自动化生产线联机调试主要内容：2.1I/O接口通信设计原理及信号传输逻辑（如PLC之间单线信号传递、编码信号传输协议）。2.2供料单元与检测单元的联机调试：通过定制的通信程序实现两单元运行状态同步（如供料完成信号、请求信号传递）。2.3整条生产线的联机调试：多单元协同运行时I/O接口信号的分配与协调（如工件类型编码、运行状态信息的多向传递）。3.案例意义通过自动化生产线I/O通信联机调试的技术实践，引导学生：3.1理解个体与集体的关系：每个单元如同团队中的个体，既要完成自身任务，又需通过精准的信号传递支持整体运行。3.2培养协作意识：调试中的单元依赖性与技术环节的衔接性，映射出团队中沟通协作的重要性。3.3锤炼严谨作风：通信信号传递的容错率为零，需严格按照规程调试，强化责任担当意识。4.教学过程4.1问题引入——从“信号断链”探讨协作本质情境模拟：设计一个联机调试失败的案例。例如，供料单元发送供料完成信号Q1.3至检测单元，但因通信线路未连接或程序逻辑错误，检测单元无法接收信号，导致整条生产线停机。提问讨论：故障原因是什么？（信号未传递、程序未同步）若某一单元“自行其是”会发生什么？（后续单元无法响应，系统崩溃）案例分析：类比团队项目中的“信息孤岛”——某些成员未及时共享关键信息，导致整体进度受阻。4.2延伸拓展——从“信号反馈”看团队沟通机制技术解析：I/O通信中，供料单元需接收检测单元的请求信号（I1.3），才能启动供料程序。若检测单元未发送请求信号，即使供料单元“满负荷运行”，也无法推进流程。社会映射（小组讨论）：分工明确的团队中，成员是否只需完成个人目标？如何避免“单打独斗”？以华为“铁三角”团队为例：客户经理（需求信号发送）、解决方案专家（技术响应）、交付专家（执行落地），三者通过高效协同完成项目闭环。实践反思：调试中发现检测单元的I1.3信号未触发，需