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《可编程控制器plc》课程标准

第一部分　前言
一、课程的性质
可编程控制器plc课程主要研究PLC的结构原理及在逻辑量、模拟量控制方面等的应用，是机电技术应用专业的专业核心课程之一。
该课程具有极强的实践性：课程主要研究PLC的使用，因此没有实物、不亲自动手操作，很难将其理解掌握，更谈不上对其灵活使用。大量的指令应用唯有通过上机操作，才能真正理解其功能、作用。这是一门离不开实践的课程。
该课程具有较高的综合性：课程从原理上讲，需要有一些电气控制技术的知识，需要有一些数字电路的知识，需要有一些计算机方面的知识。从应用角度讲，涉及的范围更宽更广，基本的逻辑控制、模拟量控制，高速的位置控制、脉冲控制以及联网通信控制等。
该课程具有很强的创造性：课程内容涉及到的每一条指令都需要通过创造性的思维应用到生产实际中去；面对任意一个生产过程中的实际问题，都需要创造性的使用指令编写程序，以满足生产的需要。
通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。
二、课程的基本理念
（一）增强现代意识，培养专门人才
现代制造业的发展离不开计算机技术的发展。PLC技术作为计算机技术应用在现代化的各种装备中，已达到了普及的程度。培养现代制造业高技能人才，熟悉PLC技术的应用，能够使用PLC技术解决实际生产中的问题，是本课程义不容辞的责任。
（二）围绕核心技术，培养创新精神
PLC技术应用于工业企业的各个领域，面对市场上的各类型PLC的各种应用，为学生提供了广阔的施展才能的空间。围绕PLC的核心技术，锻炼学生的应变能力、创新能力，是本课程的宗旨。
（三）关注全体学生，营造自主学习氛围
以学生为本位开展学习活动，创设易于调动学生学习积极性的环境，结合高职学生特点引导学生主动学习，形成自主学习的氛围。
三、课程的设计思路
可编程控制器是一种新型的通用自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，专门为工业控制而设计。具有功能强、可靠性高、环境适应性好、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点，因此在工业上应用越来越广泛。作为一门专业课程，通过三菱Fx2N型PLC的介绍，使学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生的思维能力和科学精神，培养学生学习与新技术的能力；提高学生的综合素质，培养创新意识。本课程从实际工程应用和中职教学需要，以Fx2N型PLC为背景，介绍可编程序控制器的结构、工作原理、设计方法和实际应用。
1、推行工学结合的人才培养模式
以生产一线相关岗位工作过程中所需的知识与技能为内容，以过程性知识为主、陈述性知识为辅，即以实际应用的经验和策略的所得为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅，重视理论知识与实践技能融合,实现课程内容的重新调整。由实践情境构成的以工作过程为中心的课程强调的是获取自我建构的隐性知识—过程性知识，以尽可能小的代价获取尽可能大的效益的知识，主要解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好”（策略）的问题，这是培养职业型人才的一条途径。
为满足经济发展对一线技能型人才的需求，解决培养与使用相脱节的现象，我们在教学过程中，围绕以就业为导向的办学宗旨，与企业建立紧密联系，改革以课堂为中心的传统人才培养模式，大力推行工学结合的人才培养模式。学校与行业、企业共建课程标准（内容选择标准、内容排序标准、能力标准、考核标准等），合作开发课程。这种人才培养模式有利于人才培养与企业需求之间的“无缝对接”。
2、注重任务驱动，以项目为导向，推行项目化教学
在实训过程中积极推行项目化教学，可从工程实例或生活实际方面选择适合的综合项目，（如电梯自动控制系统设计、智能交通灯控制系统、等）通过布置任务→提出工程任务分析→讲解相关知识→分析实施→任务评价与考核等环节，以项目为导向，以任务驱动、组织教学。通过基于组态技术的模拟设备模拟实操环境，拉近理论与应用的距离，为学生就业后尽快适应工作岗位的要求打下坚实的基础。
在教学方面要完成的任务，实现的目的，带着问题学习，启发式、互动式、交互式教学方式并存，从实践到理论，又由理论到实践，进而在理论指导下进行实践，提高了实践的知识含量，使学生既知道该怎么做，又知道为什么这样做。
第二部分：课程目标
一、课程目标
本课程以三菱系列PLC为学习载体，重点掌握梯形图编程方法，将控制系统常用到的各种输入元件、输出元件、与被控对象一起构成应用项目，进行工学结合式的学习，从而使学生掌握梯形图语言编程的基本规则与方法，外围接口元件及设备与PLC的连接。掌握可编程控制系统的应用开发方法，能利用PLC的资源实现一些基本的测量与控制。进一步掌握一些基本的信号检测、处理、变送方法。为专业课程打下学习基础和能力训练基础。
二、职业能力目标
（一）知识目标：
1．能根据PLC的性能、特点及控制功能正确选用PLC、懂得PLC的组成及基本工作原理。
2．能够熟练连接PLC的输入输出设备、懂得PLC内部存储器分配情况；
3．能够使用逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令来编写控制程序。
4．能处理有关步进电动机的控制问题、能够利用脉宽调制功能处理电压调节问题，懂得PLC的高速输出功能。
5．能够进行PLC控制系统的设计，懂得PLC控制系统设计的基本原则及步骤。
（二）能力目标
1．通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
2．能够通过一种类型PLC的应用迁移到另一种类型的PLC应用，对不同类型PLC的内存分配、输入输出端子及指令系统具有较强的理解运用能力。
3．能够对生产现场的各类机械设备进行电气控制要求的分析，并能通过分析提出PLC解决方案，开展PLC系统的设计、调试工作。
4．面对PLC控制的各类机械设备，能够很快了解其工作过程，了解其电气接线，能够诊断、处理各类系统故障。
（三）素质目标
1．对从事PLC应用设计工作，充满热情。
2．有较强的求知欲，乐于、善于使用所学PLC技术解决生产实际问题。具有克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦。
3．具有实事求是的科学态度，乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种技术问题。
4．在工作实践中，有与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。有担当和责任感。
上述三个层面的目标相互渗透、有机联系，共同构成PLC应用设计的培养目标。在具体的教学活动中，要引导学生在应用PLC技术的过程中，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。
第三部分　课程内容与要求
通过实际制作过程完成教学内容，课程建议总课时为60，项目内容组织与学时分配如下所示。
项目一：可编程控制器概述（8学时）
任务一：认识可编程控制器 PLC（4学时）
教学目的与要求：
知识点：
1．可编程控制器简介（实物），可编程序控制器的发展历史、定义及其名称演变。
2．可编程控制器的基本结构可编程控制器一般由中央处理单元（CPU）、存储器（ROM/RAM）、输入/输出单元（I/O 单元）、编程器、电源等主要部件组成。
3．可编程控制器的工作原理从 CPU 以分时操作方式来处理各项任务，即串行工作方式出发，介绍可编程控制器的工作方式和工作过程。
4．可编程控制器主要性能指标介绍一般性能指标、功能技术指标、输出指标及有关模块规格。
5．可编程序控制器输入端口、输出端口的基本结构（操作）可编程序控制器的硬件部件作用、性能，可编程序控制器电源接线、输入/输出组件等效电路。
任务二：plc内部元件的认识（4学时）
教学目的与要求：
知识点：
1、可编程序控制器编程软件概述（演示）编程软件、编程电缆、可编程序控制器组合概念
2、编程软件安装掌握编程电缆与可编程序控制器的通信设置。
3、运行编程软件用户程序的建立、编辑、修改、保存、传送等功能。
4、可编程序控制器编程软件具体介绍一种编程。
技能点：
1．通过上机实验，掌握编程软件的使用方法。
项目二： 可编程控制器基本工作原理（16学时）
任务一：PLC扫描工作方式认识
（4学时）
项目二：PLC工作工作原理介绍（4学时）
教学目的与要求：
知识点：
1．掌握电机基本控制回路；
2．掌握标准输入输出指令；
3．掌握置位、复位指令
4．理解PLC扫描工作过程；
5．理解输入输出映像寄存器。
技能点：
1.初步掌握用PLC实现电机的起停、转反转等电气接线及简单程序编写；
2.能将简单的输入、输出部件与输入输出端口连接起来。
3.接近开关的使用。
项目三：三菱FX2N 可编程控制器介绍(16学时)
任务一：FX2N系列PLC的性能（4学时）
任务二：FX2N编程元件的分类及编号（4学时）
任务三：PLC的基本指令编程法（4学时）
任务四：基本逻辑指令（4学时）
任务五 梯形图编程注意事项
任务六 基本逻辑指令的应用和编程实例

知识点：1.掌握PLC程序设计方法和步骤
2.输入和输出点数的确定
3.减少输入和输出点数的方法
技能点：1.会用不同的方法连接实际线路图
2.会根据所出的现象排除故障。
项目四：PLC在工业上的应用（16学时）
任务一： 步进顺控的基本指令 （4学时）
任务二：状态元件和状态转移图（4学时）
任务三：分支和汇合的编程方法（4学时）
任务四：步进顺控的应用和编程实例（4学时）
知识点：1.掌握传送类指令的应用
2.掌握七段码指令、子程序指令、功能流程图的应用
技能点：1.会确定喷泉控制的总体功能设计目标及方案设计；
2.会喷泉控制系统硬件型号选择；
3.会用PLC程序编写流程、并进行I/O地址分配；
4.会画出I/O接线图
5.会用PLC对所编程序进行调试；
项目五：可编程控制器的功能指令 （8学时）
任务一：功能指令的基本概念
任务二：程序流控制指令
项目六 PLC控制系统的设计与应用
任务一 PLC控制系统的设计概述
任务二 PLC控制系统的程序设计

知识点：1.掌握PLC的通信接口
2.了解PLC之间的通信过程；
3.了解PLC与PC间的通信。
技能点：1.能检查连接PLC间或PLC与PC间的通信接口。
2.能读懂通信程序

第四部分　实施建议
一、教学方法与手段
采用讲授法、案例法、任务驱动法、多媒体教学。
1．本课程的教学要不断摸索适合中职教育特点的教学方式。采取灵活的教学方法，启发、诱导、因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。
2．教学过程中，要从中职教育的目标出发，注意与有关课程相配合，把握好“必需、够用为度”的原则，还要适当兼顾对口升学学生所需知识点的教学。
3．教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立学习习惯，努力提高学生的自学能力和创新精神。
4．重视习题课、单元测验的安排和习题的选择。督促学生及时、独立完成课外作业。
5．重视对学生学习方法的指导。
6．教学中注重现代化教学手段的应用。
7.在规范的前提下，注重对学生所完成程序正确性的引导。
8.任课教师根据学生情况及学校条件，可设计相应难度的主题，以达到教学目的。
二、教学评价与考核方式
对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性，解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面得到体现。
1.采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合。
2.关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生。
3.应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。
4.考核知识点与技能点全面开放，以任务带动知识点的学习。
（一）对学生的评价
以定量方式呈现评价结果，采用平时成绩和期末考试（闭卷）成绩相结合的形式。本课程以实践为导向、任务化的教学方式展开教学活动：基本原理考核，实验考核。考核形式多样，分散与集中相结合，笔试与操作相结合，期末与平时相结合。课程总成绩化整为零，减轻期终考试负担，注重平时学习的考核。根据行为向导型教学法（行动导向型教学法，又为实践导向、行动引导、活动导向、行为引导型等说法，代表了当今世界上的一种先进的职业教学理念。其目标是培养学生的关键能力，让学生在活动中培养兴趣，积极主动地学习，让学生学会学习。因而行动导向型教学法是要求学生在学习中不只用脑，而且是脑、心、手共同参与学习，提高学生的行为能力的一种教学法。
整个教学过程可分为收集信息阶段、独立制定工作计划阶段、决定阶段、实施阶段、检查阶段和评估阶段。在整个教学中学生始终占据主体地位，教学质量的高低最终通过学生的综合素质得到反映和体现。采用行动导向式教学法进行教学，学生在获取真知的过程中，必然会引起素质的变化。这个素质指的是学生的思维和行为方法、动手能力和技能、习惯和行动标准及直觉经历、需求调节、团队合作等方面的综合。）的“质量控制”要求，就是要把总结性评价与形成性评价结合起来，全面提高本课程的教学效果。具体分值如下：
平时测试： 30％
实验测验 10%
期末考试： 60％
平时成绩的评价主要通过课堂提问、课外作业、阶段考查成绩、平时的出勤率等形式去完成。
(二) 对教师的评价
按照学校相关规定进行。
(三) 对课程体系的评价
按照《课程建设工作条例》评价。
三、课程资源的开发与利用
1、教材编写
（1）必须依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。
（2）教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。要以实际控制线路为载体，引入必须的专业知识，增加实践内容，强调理论在实践过程中的应用。
（3）教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对可编程控制器设备的认识和理解。教材表达必须精炼、准确、科学。
（4）教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新方法、新成果及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。
（5）教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性。
2、工学结合
（1）产学合作开发课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“工学”交替，满足学生的实习实训，同时为学生的就业创造机会。
（2）建立一支适应本专业的、稳定的、开放性的、具有丰富实践经验的兼职教师，实现理论教学与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与生产现场教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。
3、工作规范
（1）有计划地组织对学生进行安全思想、安全制度和安全技术的教育培训，不断提高学生的安全技能和意识。
（2）学生应做好预先复习，指导教师不得擅自脱岗，应记好考勤。
（3）在实训中，学生必须服从指导教师，未经允许不得擅自启动电源，使用仪器、设备等。
四、说明
1．授课：理论讲授与实践教学结合在一起进行教学。
2．环境：PLC实训室
3．能力培养要求：着重培养学生的自学能力，动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
主讲教师根据本课程标准制定具体的授课计划。

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