《自动化生产线安装与调试》课程整体设计.docx

自动化生产线安装与调试课程整体设计课程性质学 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、元渊件 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。求，经过商讨无异议后双方签订合同，完成工程委托；（4）工程经理明确工程目的、要求及内容后将任务交给工程设计师，要求其 在最短时间内拿出最优的控制方案；工程设计师和工程组成员利用课余时间以素材为基础查阅、收集相关资料， 商讨提出比拟完善的控制方案，并交由工程经理审核；工程经理确认后，由工程经理设计师负责工作任务的分配，完成工作的进度 安排，整个工程实施的协调，组织人员完成具体工程。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：注重工程化的过程考核评价，将知识、能力、素质的考核融入到工程完成过 程中，突出实践技能的考核。包含理论知识考核、过程考核两个局部。期末总成绩=0. 2 X理论知识考核+0. 8 X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、用电平安、 指令功能及编程方法等基础知识需要学生了牢记于心，因此这局部理论基础知识 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。这局部考核占总成 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工程化教学方法，结合企业生产实际和课 程标准，设计了 6个实训工程分别是：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， 每个工程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，促进个性和创造性开展。过程考核评价由二局部组成：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， 工程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应；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，提醒学生平安文明操作的重要性。具体算法如下：6过程考核成绩=15% X自我评价+85%,其中：Xi每个工程的成绩工程自我评价评价内容分值得分需提高局部机械安装与调试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分缺乏之处优点工程考核评定工程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 止确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。假设有违规操作，每处扣 2分机 械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，不出现多或少螺不会用、错误使用不得 分（教师提问、学生操安 装丝。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，口试辩论准确对运行结果表述不清 楚者扣10分职业去 能力1W质相互沟通、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u )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工控组态技术工程化教程梁玉文 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2017参考网络资源中国工控网 gkong. com传感器世界 sensorworld. com. cn8、工具材料YL-335B实训装置实训器材配套工具维修电工常用工具钳工常用工具9、需要说明的其他问题(1)本课程以西门子S7-200系列PLC为主要机型,扩展西门子S7T200系列PLC(2)本课程所需实训室自动化生产线安装与调试实训室、PLC技术实训室、电气控制实训室10、常用术语中英文对照自动化生产线安装与调试常用术语中英文对照表PLC可编程序控制器child-station子站CPU中央处理器器condition条件I/O输入/输出insulation隔离ROM只读存储器internal内部RAM随机存储器external外部actuator执行器interrupt中断allocate分配main circuit主回路binary二进制malfunction故障handle处理mandatory强制input point输入点数mantenance维护output point输出点数monitor监视interface接口occupy占用power line电源线offline离线hardware manual硬件手册offset gain偏置增益install安装parameter参数module模块path路径scan扫描serial communicalionsmodule串口模块instruction指令range范围sequence programme顺控程序series系列interlocking互锁rated input voltage额定输入电压analysis分析register数据寄存器assign分配relay继电器bus总线remote I/O远程网络10case外壳short短路commonterminal公共端start up起动compatible兼容status状态analog模拟step drive步进confirm确认store存储control level控制级transmission speed传输速度conversion转换troubleshooting故障处理conveyor传送unuseble不可以使用design设计watchdog看门狗download下载restriction限制debug调试refer to参照diagnosis诊断precaution考前须知enterprise level管理级momentary power failure瞬时断电execute执行器invalid无效expand扩展erase清除exceed超出converter转换器（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、特性及选择规那么；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平安意识、本钱意识和良好的职业道德。（6）具备自动化工程管理应用的能力2、课程内容设计:工程名称任务名称拟实现的能力目标相关支撑知识学时工程一供 料站的安装 与调试1.自动化生产线的 整体认识1 .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.供料站的调试工程二加 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 考前须知。2 . PLC的基本指令、 顺序控制指令。122.加工站的安装与 接线3.加工站的调试工程三装 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 装步骤及考前须知。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.装配站的调试工程四分 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.分拣站的调试工程五输 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.输送站的调试工程六自 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。1 . 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 号工程 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. CI 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。3 .了解各工作站的动作情况 及机械原理。自动化生产线所涉及多媒 体 参观 实物教师提 问 学生回 答24 .了解各工作站的控制模块 及驱动单元。5 .了解各检测元件在自动化 生产线上的应用。6 . 了解气开工作回路。的机械、电气的相关知识1供料 站的 安装1 .能理解供料站在自动化生 产线中的功能与作用。2 .能够正确表达供料站的工 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、1 .自动化生产线的工 艺流程。2 .机械结构原理3 .气动回路原理与调 试2.供 料站 的功 能与 结构 及相 关知 识44 .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。作答1.供料站机械结构组1.能正确进行机械结构组装。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4.供料站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。正确安 装的安 装与 接线64 .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。实训方法。1.能够读懂任务书。5.供 料站 的调 试42 .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1 . PLC的基本指令、顺序控制指令。2 .编程软件的使用。实训正确动 作设计能力3.程序调试与故障诊4.能具有程序的基本调试以 及故障判断能力。断的常用方法。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 .能够正确表达加工站的工 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。（匆: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 .能够正确表达装配站的工 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 .能够正确表达分拣站的工 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、 连釉器及旋转编码器。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 器的安装考前须知。3 .分拣站气动回路连 接的安装步骤及注意 事项。实训1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 .能够正确表达输送站的工 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。3 .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41 .能通过PPI通讯方式将各站PLC互连。2 .能将触摸屏与主站互连。3 .会设置主令工作信号完成 全线运行4 .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。2 .PLC通讯网络的设置3 .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41 .能够根据任务要求完成组 态画面的绘制。2 .能够使用脚本程序完成组 态画面的动画设计。3 .会使用触摸屏并与PLC进行 通讯。1 . MCGS嵌入版组态软 件的使用2 .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81 .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）教师向学生介绍工程教学法的优点，宣布本门课程采取工程教学法，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 工程经理，负责接受任务、确定控制方案与监督工程进展。（3）虚拟真实场景，甲方（教师）来到XX公司（学生乙方），提出控制要