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机床电气控制与PLC技术是一门实践性很强的专业课程。它包含了“机床电气控制技术”和“可编程控制器技术”两部分内容。机床电气控制技术中,主要讲述了常用低压电器的结构、工作原理及应用;电机基本控制电路的原理分析、设计、安装与调试运行;典型设备电气控制系统分析。在PLC应用技术中主要以德国西门子公司S7-200系列小型机为例讲解了可编程控制基本知识、STEP 7—Micro/WIN编程软件应用、S7-200系列PLC的指令系统及其应用等
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职业教育机械制造与自动化专业教学资源库
课 程 标 准
课程名称:
机床电气控制与PLC
编 制 人:
王秀梅
邮 箱:
电 话:
15940313301
编制时间:
2016.6.4
编制单位:沈阳职业技术学院
《机床电气控制与PLC》课程标准
课程编码: 课程类别: 专项能力课程
参考学时: 78 学分:5
1.课程定位
本课程是机械制造与自动化专业的一门专项能力课程。通过本课程的学习,使学生能够分析、设计、安装与调试机床电气控制系统,具备机床电气及PLC控制系统综合应用的能力。
通过本课程学习,使学生系统地掌握继电器、接触器等控制的电气机构、基本动作原理、用途用法,以及初步掌握继电器基本控制环节的动作原理、故障排除方法等;掌握PLC的基本组成、工作原理、及指令系统,掌握PLC的“接线、编程、动作分析”的技术和方法,掌握PLC开关量控制、模拟量控制、联网通信、计算机监控等,并初步形成PLC应用系统的设计、安装、调试、故障排除能力;认识到这门技术的实用价值,增强应用意识;逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力,为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础;同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。
先修课程:机械制图、机械CAD/CAM、计算机应用基础、液压与气动技术、车工实训、电工电子技术
后续课程:工业机器人应用技术、PLC技术与应用课程实训、顶岗实习和毕业综合实践
2.课程设计思路
本课程标准在设计上本着懂理论,重应用的总体思路,突出体现职业教育的技能型、应用性特色,着重培养学生的实践应用技能,力求达到理论够用,技能过硬的目的。
鉴于本课程的服务面向与定位,本课程标准在设计过程中,通观考虑机械设计与制造专业群对机床电气控制系统与PLC技术知识的需求特点,以能力本位的培养目标、过程导向的课程开发和行动导向的教学过程为指导思想,围绕技术应用能力培养这一高职教育的核心目标,结合课程本身的特点,明确本课程是按照知识的渐进性为主线设计的单元式课程来构筑课程教学体系与教学内容,并配以案例分析进行教学。因此我们的教学指导思想是在有限的时间内精讲多练,培养学生的实际操作能力。
课程内容的学习,注重学生实际应用技能,主要发展学生认知、归纳分析、迁移的能力。
认知主要表现在:对本课程理论知识框架熟悉,准确理解机床电气控制的对象、过程、基本原理。
归纳分析主要表现在:通过明确的任务导向及案例分析,能归纳机床电气控制的原理和方法的应用特点和策略,能分析机床电气控制基本原理运用的具体场合与情形,。
迁移主要表现在:能将所学机床电气控制的理论、方法等迁移到新的具体案例中使用,能够将一个案例中的策略总结出来应用于新的情境中。
本标准对不同目标采用明确且不同的行为动词描述,从而更好地体现了本标准在执行中的参考价值和实现教学目标的要求。
课程标准中的目标主要是按结果性目标和体验性目标来描述的。结果性目标主要用于对"知识与技能"目标领域的刻画,而体验性目标则主要用于反映“过程与方法”、“情感态度与价值观” “职业道德与素质”等目标领域的要求。无论是结果性目标,还是体验性目标,都尽可能地以便于理解、便于操作和评估的行为动词来刻画。
结果性目标 :
知识
了解--说出、背诵、辨认、列举、复述、回忆、选出、识别等。
理解--解释、说明、归纳、概述、推断、区别、提供、预测、检索、整理等。
应用--设计、辩护、质疑、撰写、解决、检验、计划、总结、推广、证明等。
技能
模仿--模拟、重复、再现、例证、临摹、类推、扩展等。
独立操作--能够、运用、使用、掌握、制定、解决、绘制、安装、操作等。
迁移--联系、转换、灵活运用、举一反三、触类旁通等。
体验性目标 :
经历(感受)--参与、讨论、寻找、交流、分享、访问、观察等。
反映(认同)--认可、接受、遵守、欣赏、关注、拒绝、摈弃等。
领悟(内化)--形成、具有、树立、热爱、坚持、保持、追求等。
二、课程目标
总体目标
通过本门课程的学习,使学生知道机床电气控制系统与PLC技术的一些基本概念、基本理论和方法,能够运用机床电气控制与PLC的技术方法、思维方式结合具体情况进行机床电气控制系统分析、设计、安装与调试实践,使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标,提高其实际应用技能,并使学生养成善于观察、独立思考的习惯,同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识。
知识目标
(1)常用低压电气元件结构、工作原理及应用;
(2)继电器-接触器控制电路特点等;
(3)具有分析典型设备电气控制电路分析能力;
(4)具有掌握可编程控制器基本知识的能力;
(5)具有使用STEP7-Micro/WIN编程软件的使用能力;
(6)具有S7-200系列PLC指令系统及其应用能力;
(7)具备对项目设计进行总结、整理、归纳的书面表达及口头表达能力;
(8)培养学生查阅手册、检索资料的能力。
(二)能力目标
(1)掌握常用机床电气控制线路的故障检修;
(2)掌握PLC的工程应用、维护和使用;
(3)PLC在机床电气控制线路的应用;
(4)数控机床电气分析与维护。
(三)素质目标
(1)培养学生逻辑思维能力与发现问题和解决问题的能力,使学生从习惯思维中解脱出来,引导启发学生的创造性思维能力。
(2)培养学生刻苦钻研的学习态度,善于思考的学习方法,脚踏实地的工作作风。
(3)使学生具备在专业方面可持续发展的能力。
(4)使学生具备正确的价值观与评定事物的能力。
(5)使学生具备良好职业道德和诚信的与人交往沟通的能力。
(6)培养学生爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神与创新设计意识。
三、课程内容与要求
序号
知识模块
教学目标
学习内容与训练项目
学时
1
电气控制基本知识
1.了解低压电气的分类。
2.能够掌握低压电气的相关知识。
3.能够熟悉电气安全知识。
1、低压电气分类
2、低压电气常用术语、参数及技术性能
3、电气安全
2
2
常用的低压电器
1、掌握低压电器的分类
2、熟悉低压电气的结构及技术参数
3、掌握低压电气的功能及选用条件
1、电压开关电器的分类、结构、技术参数、功能及选用条件
2、接触器的结构、技术参数、功能及选用条件
3、继电器的分类、结构、技术参数、功能及选用条件
4、熔断器分类、结构、技术参数、功能及选用条件
5、主令电器结构、技术参数、功能及选用条件
6、其他电气
10
3
继电器-接触器控制系统的基本电路
1.熟悉电气控制线路绘制原则
2、会分析典型继电器-接触器控制线路
1、电气控制线路图
2、继电器-接触器控制电路的基本规律
3、三相异步电动机的启动、调速、制动控制
4、电气控制系统常用的保护环节
12
4
电气控制系统的分析、设计与检修
1.具有典型电气控制系统的分析能力
1、电气控制系统的分析方法
2、CA6140普通车床的电气控制
3、XA5032铣床的电气控制
4、油压机的电气控制、
5、气动机械手的电气控制
6、电气控制系统的检修
8
5
可编程控制器基本知识
1、理解PLC的结构和工作原理
2、了解S7-200系列PLC的产品特点3、熟悉S7-200cpu及其扩展模块的使用要求
4、掌握S7-200的数据存储特点。如地址分配等。
1.PLC结构和工作原理
2、S7-200系列PLC
3、S7-200系列CPU及其扩展模块
4、S7-200的数据存储
4
6
STEP 7-Micro/WIN编程软件的使用
1、掌握STEP 7-Micro/WIN软件的使用方法。
1、STEP 7-Micro/WIN软件概述及使用
2
7
S7-200系列PLC的指令系统及其应用
1、掌握S7-200PLC的指令及其应用
2、会利用指令编写简单程序
1、S7-200PLC的基本逻辑指令及其应用
2、S7-200PLC的功能指令及其应用
3、S7-200PLC的程序控制指令及其应用
4、可编程控制器的编程原则和方法
22
8
S7-200系列PLC的高级应用
1、掌握PLC的告诉脉冲输出指令、PID指令及其应用
2、掌握PLC与触摸屏、变频器的联合使用
1、高速脉冲输出指令、PID指令
3、触摸屏、变频器与PLC的应用
8
9
基于PLC的控制系统设计概述
1、掌握PLC控制系统的总体设计方法
1、PLC控制系统的总体设计步骤
2、机械手控制系统的应用设计
4
10
PLC的梯形图程序设计方法及应用实例
1、了解PLC梯形图设计的各种方法
1、梯形图的逻辑设计法及应用
2、PLC梯形图的顺序控制设计法及应用
3、PLC梯形图的“翻译”设计法及应用
6
合计
78
四、课程实施
(1)软硬件条件
校内实训基地应具有:PLC编程实训台、低压电器元件实训台等
校外实训基地应具有:能够进行机床电气控制与PLC系统调试的设备
校内上课教室应具有:多媒体教室
(2)师资条件
从事本课程教学的专任教师和兼职教师应具有“双师型”素质,熟悉并能熟练应用案例教学、任务教学、现场教学、互动教学、实验实训、课堂讨论等各种教学方法,同时具有机械制造领域实际工作经验,能够指导学生进行现场教学、实验实训等,完全具备指导学生学习本领域知识、方法和职业能力的资格。
2.教材选用和编写建议
(1)教材选用。
主要教材:《电气控制与PLC技术》,向晓汗等编,人民邮电出版社。
参考资料:李宁 电气控制与PLC应用技术 北京理工大学出版社
李道霖 电气控制与PLC原理及应用 电子工业出版社
S7-200系列PLC编程手册 西门子公司
(2)教材编写原则与要求。
(3)教材、教学参考资料使用建议。
3.教学方法建议
本课程是一个实践操作很强的课程,因此我们的教学指导思想是在有限的时间内精讲多练,培养学生的实际操作能力。采用教师讲、学生练“教学做”一体化的授课方式,并设计好各专项能力训练方法与步骤,使学生了解要获得某项能力应掌握的知识点和方法。
为保证学习活动的顺利开展,要求教师事先为学生布置学习任务,提供必要的学习资料,教师必须要求学生进行先期预习,在课堂上采取集中讲授、问题研讨等多种形式解决相关问题,在实践环节采取分组方式,分派各组的工作任务,实行有效的分工与合作,共同完成学习任务。
4.教学评价
对学生学习的评价,既关注学生知识与技能的理解和掌握,更要关注他们情感与态度的形成和发展;既关注学生学习的结果,更要关注他们在学习过程中的变化和发展。评价的手段和形式多样化,将过程评价与结果评价相结合,定性与定量相结合,充分关注学生的个性差异,发挥评价的启发激励作用,增强学生的自信心,提高学生的实际应用技能。教师要善于利用评价所提供的大量信息,适时调整和改善教学过程。
对学生学习过程的评价,包括参与讨论的积极态度、自信心、实际操作技能、合作交流意识,以及独立思考的能力、创新思维能力等方面,如:是否积极主动地参与讨论和分析;是否敢于表述自己的想法,对自己的观点有充分的自信;是否积极认真地参与模拟实践和应用实践;是否敢于尝试从不同角度思考问题,有独到的见解;能否理解他人的思路,并在与小组成员合作交流中得到启发与进步;是否有认真反思自己思考过程的意识。
在呈现评价结果时,应注重体现综合评价和要素评价。
期末总成绩=平时成绩*30%+期末考试成绩*70%
平时成绩为30%:由任课教师核定。期末考试成绩为70%:要求期末总成绩分必须超过60分记为及格,否则为不及格处理。不及格需参加补考,如通过后成绩记为及格。
5.课程资源开发与利用
(1)学习资料资源:
本课程开发的相关教辅材料、多媒体课件、实训工作规范、网络资源、项目资料、实验实训设备等均为课程教学资源。
各种教学资源作为配合课程教学使用的助教、助学资源必须符合以下要求:
1)内容符合课程标准要求,教学目标明确,取材合适;
2)符合认知规律,逻辑性强,利于学生知识与能力的建构;
3)媒体资源使用恰当,和传统教学方法相得益彰,互动性好;
4)文字、符号、公式、计量单位符合国家标注或惯例;
5)教师教学中不能过分依赖课件,尤其是文字表述内容。
(2)信息化教学资源:
微知库 http://101.201.82.59/xxpt/
爱课程 http://www.icourses.cn/home/
智慧职教 http://www.icve.com.cn/portal/
(3)课程资源的开发建议
撰写学习指南和实训指导书,帮助学生明确学习目标和进度,指导学生的学习方法、实训任务的实际操作步骤,常见问题的解决方法等。充分开发和利用网络课程资源,充分利用诸如多媒体课件、教学视频、教学案例、学习论坛、在线答疑、在线测试等资源,使教学从单一媒体向多种媒体转变;教学活动从信息的单向传递向双向交换转变;学生学习从个人独自学习向合作学习转变。
(4)课程资源的使用建议
各种教学资源作为配合课程教学使用的助教、助学资源必须符合以下要求:内容符合课程标准要求,教学目标明确,取材合适;符合认知规律,逻辑性强,利于学生知识与能力的建构;媒体资源使用恰当,和传统教学方法相得益彰,互动性好;文字、符号、公式、计量单位符合国家标注或惯例;教师教学中不能过分依赖课件,尤其是文字表述内容。
五、其它说明
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暂未设置教学指导
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暂未设置教材信息