《工业自动控制设备编程与调试》课程标准.docx

工业自动控制设备编程与调试课程标准一、课程基本信息课程名称：工业自动控制设备编程与调试课程学时：366开课时段：第三学年（第6学期）、第四学年（第7学期）适用专业：适用六年制工业机器人应用与维护专业授课对象：工业机器人应用与维护专业学生二、制订课程标准的依据本标准依据工业机器人应用与维护专业教学标准中的人才培养规格要求 和对工业自动控制设备编程与调试课程教学目标要求，对接工业机器人 应用与维护专业服务的职业岗位群职业能力和相关技能标准而制订。用于指 导工业自动控制设备编程与调试课程建设与课程教学。三、课程性质与任务工业自动控制设备编程与调试是工业机器人应用与维护专业的专业 方向课程之一，是工业机器人应用与维护专业的配套课程，是工业机器人系 统安装与调试必备的知识，通过专周工程实训实现。本课程实践性较强，学习时应注意理论联系实际，培养实际应用能力， 是集专业理论与技能训练于一体的专业方向课程，是工业机器人应用与维护 专业方向性课程，学生通过学习掌握单片机和PLC的应用技能，学会运用相 关知识分析问题和解决问题，树立平安用电意识，具有一定的创新思维能力、 科学的工作方法和良好的职业道德意识，为职业能力开展奠定良好的基础。四、本课程与其它课程的关系1序号前期课程名称需要本课程支撑的主要能力1可编程序控制器技术应用（三菱）程序编写与调试能力2工业网络技术具有常用工业协议系统认知的能力序号后续课程名称需要本课程支撑的主要能力1工业机器人系统集成应用工业机器人应用于产线的设计、安装与调试的能力2工业机器人系统安装与调试C语言编程基础及模块化编程方法五、课程目标与要求通过本课程的学习和训练，使学生具备以下知识-能力-素质：1 . 了解单片机结构, 了解C语言基本语句格式2 .掌握C语言模块化编程方法.学会单片机控制系统的设计和维护方法3 .能对设备装置（送料、分拣单元）进行装配和调试.能理解S7-300的系统特性；4 .能掌握编程语言、指令及程序结构，正确使用软件进行程序设计；.能设计WINCC的监控画面；5 .能正确应用变频器和射频装置；.能正确应用PR0FINET进行组网；H.能综合应用传感器技术、气动技术、HMI技术以及PLC技术编程并调 试自动化生产线；12 .具有电气控制、可编程控制器、变频器等现代化工业控制系统技术 知识；了解掌握工控组态和触摸屏应用技术，了解一定的自动化系统集成知 识和自动控制系统及监控系统装调的基本知识；具备电气设备安装、调试与 维护能力，具备生产自动化设计、编程、装调能力。13 .养成诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和较强的法律法规、平安、 质量、效率、保密及环保意识，具有良好的职业道德素质。14 .培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表 达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力，具备较强的工作能力、 知识迁移应用能力，具有终身学习的精神和和可持续开展能力。六、课程的主要内容与建议学时2一序号一一级学习 情境二级学习情境学时教学形式备注1单片机系统装配与调试L生产线拆卸与装配2 ,生产线送料模块设计与调试3 .生产线材料分拣模块设计调试4 .生产线颜色分拣模块设计调试5 .基于单片机控制系统的生产线综合设计与 调试84理虚实一体化教学。理论 学习+protell仿 真软件进行电路 仿真及程序设计 与调试+设备连 接及程序调试工程引导 学习2西门子控制 系统设计与 调试1 .认识西门子S7-3002 .S7-300PLC指令及程序应用设计3 .顺序控制GRAPH编程方法4 .WINCC工程化组态设计5 .结构化程序设计及编程应用6 .射频技术及应用7 .变频技术及应用8 .工业网络技术应用9 综合设计应用198通过实训室设_ 备、HMI监控画面及 FactorylO软件实现工程引导 学习3自动化生产 线设计与调 试L自动化产线单站编程与调试2.自动化产线多站联动控制系统设计与调试84通过实训设备、 三菱PLC、变频 器以及HMI实 现工程引导 学习合计366七、课程结构与内容学习情境名称教学目标学习的内容与训练的工程学时建议L生产线拆卸 与装配1 .掌握识读装配图的方法2 .能够正确使用装配工具完成系统装 酉己3 ,掌握连接件的作用和防松方法4 .能够根据实际情况编制工作计划5 ,掌握实际操作中的劳动保护和平安 操作知识L识读装配图的方法常用连接件：螺 钉、螺栓连接与防松2 .装配工具的使用方法3 ,编制装配工作计划4 .材料本钱和工时本钱核算122 .生产线送料 模块设计与调 试1 .了解单片机内部结构及最小系统2 .了解C51语言编程环境、基本语句 格式3 .掌握for、while语句的格式应用4 .了解按键扫描的编程方式5 .掌握步进电机的工作原理及控制方 式6 .掌握舵机的工作原理及控制方式7 .掌握光电传感器的工作原理及应用1.51系列单片机最小系统组成2 .keil软件的使用3 .C51编程的基本结构及常用数据类 型4 .延时子函数5 ,按键扫描方式6 .步进电机原理及控制方式7 .舵机的工作原理及控制方式8 .传感器的分类及用途123 .生产线材料 分拣模块设计 调试L进一步掌握C51编程语句结构2 .掌握if语句的格式及应用3 .进一步掌握fo、while语句应用4 .掌握直流电机的工作原理及控制方 式5 .掌握金属传感器的工作原理及编程 应用6 .掌握光电传感器的装调l.if for while语言编程应用2 .直流电机的工作原理及控制方式3 .金属传感器的工作原理及编程应用4 .光电传感器的装调方式124 ,生产线颜色1.进一步掌握C51编程语句结构l.if、for、while语言编程应用2434分拣模块设计 调试2 .进一步掌握if、for、while语句应用3 ,掌握颜色传感器的工作原理及编程 应用2 .颜色传感器的工作原理及编程应用5 .基于单片机 控制系统的生 产线综合设计 与调试L掌握C语言模块化编程方法2 .掌握单片机外部中断编程方式1 .模块化编程方式2 .单片机外部中断246.认识西门 子 S7-300L了解西门子集成自动化系统的结构 和意义2 .了解西门子S7-300PLC的硬件结构3 .能使用STEP7根据实际设备进行硬 件组态学习的内容：1 .平安教育（平安用电知识，5s管 理）S7-300系列PLC简介2.S7-300PLC的存储区3.西门子PLC的编程语言训练的项 目：1 硬件组态147. S7-300PLC指令及程 序应用设计L了解PLC的编程语言与程序结构；2 .熟悉PLC的存储器的数据类型与寻 址方式；3 .掌握的定时器与计数器指令；4 .能应用位逻辑指令、MOVE及算术运行指令等进行简单的 程序设计。学习的内容：1 .位逻辑指令2 .定时器指令3 .计数器与数据处理指令的应用4 .CPU时钟存储器5 .MOVE指令的应用6 .数学运算指令训练的工程： L电动机正反转控制系统设计2 .小便池冲水控制系统设计3 .故障信息显示系统设计4 .流水灯控制系统设计5 .WINCC的应用6 .简单运算器系统设计288 .顺序控制GRAPH编程 方法L理解程序块的概念；2 .掌握以转换为中心的单序列顺序控 制设计方法；3 .掌握以转换为中心的选择分支及并行分支的顺序控制设 计方法。学习的内容：L用户程序中的块2 .顺序控制设计法与顺序功能图 训练的工程：L1.三台电机顺启逆停系统设计2 .小车自动运行控制系统设计3 .小车手自动运行控制系统设计309.WINCC 工程化组态设计1.能理解HMI的作用及与PLC的联 系。2,能正确设置和使用WINCC软件。3,掌握按钮、I/O域、灯及棒图灯的 变量组态方式；4 .具有根据控制要求设 计组态画面的能力。学习的内容：1 .矢量图和棒图2 .画面的切换3 .开关的设置4 .时间格式的转换5 .配方的应用6 .用户管理权限训练的工程：1 .组态灌装自动化生产线监控画面2810 .结构化程 序设计及编程 应用1 .掌握用户程序块的类型及功能；2 .理解结构化程序结构并应用；3 .能标准化程序；4 .理解多重背景的意义。学习的内容：1 . S7-300用户程序结构2 .全局变量与局部变量3 .实际参数与形式参数训练的项目：L调用功能的方法实现电动机正转控28制2 .调用功能的方法实现函数运算3 .水箱水位控制系统设计4 .多重背景下的水箱水位控制系统设 计5 .结构化编程应用设计1L射频技术 及应用L能理解射频设备的功能；2 .能对射频装置进行数据的写入和读 取；3 .能通过程序修改数据。学习的内容：1 ,射频技术的原理2 .射频设备3 .射频的组态及编程训练的工程：1.公交卡充值及刷卡系统设计1412 .变频技术 及应用L能正确使用IOP面板；2 ,能正确设置变频器的参数3 ,能应用变频器完成控制要求。学习的内容：1.I0P面板2 .G120系列变频器简介3 .变频器的参数4 .G120的调试步骤训练的工程：1 .液体混合控制系统设计1413 .工业网络 技术应用L理解现场总线通信与网络基本知 识；2 .了解现场总线协议/规范；3 ,了解常用工业协议系统；4 .掌握CJLink总线的基本应用。学习的内容：L现场总线通信与网络基本知识2 .现场总线协议/规范3 .工业以太网技木应用4 .CC-Link总线技术应用训练的工程： L多地电机控制系统设计1414 .综合设计 应用1 .能根据要求查找资料，制定系统功能；2 .能制定工作计划和梳理工作流程；3 .能根据需求设计触摸屏监控画面；4 .能运用所学实现功能；5 .具有良好的沟通和团队协作能力。学习的内容：L查找资料，制定计划和工作流程2 .团队合作3 .展示汇报训练的工程：L投币式自动咖啡机控制系统设计2815 .自动化产线单站编程与 调试L能正确应用传感器实现分拣等功能 2 ,掌握气动元器件及气动回路的搭建 和功能3,理解单站功能和结构的基础上，能 进行单站程序的编写和调试学习的内容：1 .传感器的调试与设置2 .气动回路的连接训练的工程：1 .供料单元编程与调试2 ,翻转单元编程与调试3 .提取单元编程与调试4 .加盖单元编程与调试5 .冲压单元编程与调试6 ,分拣单元编程与调试5416 .自动化产线多站联动控 制系统设计与 调试1 .掌握Profibus的连线及设置方式2 .掌握联网后数据交换的方法3 ,能通过编程实现多站联动学习的内容：1 .基于Profibus的工业网络连接2 .数据的交换训练的工程：L三站联动程序编写与调试3 .多站联动程序编写与调试30教学方法手段与资源利用建议:教学方法：采用讲授法、演示法、实操法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、技术手册、规范、 案例、软件、实物等。教学环境说明：多媒体设备、网络设施、单片机与传感器实训室。考核评价：过程考核与终结考核相结合。八、课程实施与保障.教学团队的基本要求(1)团队规模：专兼职教师19人左右(含专业实训指导教师)，其中, 专职教师14人，兼职教师5人，职称和年龄结构合理，互补性强。(2)教师专业背景与能力要求：具备机电专业背景，掌握一定的教学 方法与教学艺术。(3) “双师型教师：“双师比例应到达70%以上,承当理、虚、实一体 化课程的专业教师应为“双师型教师。通过校企共建方式建设专兼结合的“双 师型教师队伍。1 .教学硬件环境基本要求实施工业自动控制设备编程与调试课程教学，校内实验实训硬件环境应具备以下条件:序号名称基本配置要求场地大小 /m2功能说明1单片机与传感 器实训室网络环境、1套投影设备、1 台教师机、20套单片机与传 感器实训设备。144具备一体化教室功能，为工业自动 控制设备编程与调试课程的模块1 西门子单片机系统装配与调试的实施 以及培训鉴定提供条件。2西门子自动化 控制实训室网络环境、1套投影设备、1 台教师机、20套西门子标准 变频控制系统设备。265具备一体化教室功能，为工业自动 控制设备编程与调试课程的模块2 西门子自动化控制系统设计与调试的 实施以及培训鉴定提供条件。3机电一体化实 训室网络环境、1套投影设备、1 台教师机、5套FESTOMPS。200具备一体化教室功能，为工业自动 控制设备编程与调试课程的模块3 自动化生产线设计与调试的实施以及 培训鉴定提供条件。3.教学资源基本要求(1)基本的工业自动控制设备编程与调试多媒体网络课程资源。(2)实训室操作手册、有关专业图书与期刊等图书资源。(3)来自企业合作伙伴提供的企业生产与管理规范、生产案例等企业生产软资源。九、其它说明.学生学习基础要求(1)具备简单电子技术知识(2)基本的PLC应用技能(3)基本排故能力1 .校企合作方式依托行业，与业内优势企业合作，构建校企合作网络， 建设校外实训基地，为学生顶岗实习提供场所。聘请企业技术骨干作为专业 顾问和兼职教师，参与课程建设与教学。要将行业企业的工作流程与规范、 先进的企业文化引入教学中。较紧密的企业合作伙伴不得少于2家。2 .实施说明根据专业服务的区域与行业的不同和学校实际条件的不同， 依据工业自动控制设备编程与调试课程教学设计指导框架，具体制订本 课程的教学实施方案，进一步细化和明确载体、工作任务、资源条件、教学 做合一的形式与成果等内容，规范和指导教学。