《PLC 与检测技术》课程整体设计

《 PLC与检测技术》课程整体设计

系部：机电装备系教师：刘红艳

23/4/20 2

《 PLC 与检测技术》整体课程设计

课程基本情况

课程原来的内容和教法

改革的简要思路

新课的实施

新课的效果

目录

课改的个人感受


课程基本情况

课程名称 PLC与检测技术

课程代码 09020002

学时 70

学分 4

授课时间第 3 学期

授课对象机电一体化技术专业二年级学生

地位和作用

《 PLC与检测技术》课程是机电一体化技术专业的一门专业核心课程，本课程集理论教学与实践教学于一体，在课程体系中起主要支撑作用，主要培养学生的从事 PLC与传感器的综合应用能力，同时培养学生诚实、守信、爱岗敬业的职业道德和组织协调、团队合作的职业素质。

初次

就业岗位

二次

晋升岗

未来

发展岗

PLC工程师助理

PLC工控产品调试技术员

PLC工程师

电气工程师

电气设计工程师

PLC高级工程师

车间主任

项目经理


课程基本情况


课程基本情况

面向一线操作岗位，讲解 PLC与检测技术的基本知识，不涉及或较少涉及传感器检测原理、 PLC程序设计等理论知识学习，理论知识讲解较少，强调实践动手能力。

面向一线操作工、车间技术人员和助理工程师，强调教学做一体，讲解传感器的应用技术及 PLC程序调试等理论知识，有一定理论深度。

面向工程师岗位，强调传感器检测原理及验证、自动控制理论以及PLC编程等理论知识的系统学习，理论讲解比较深。

中职高职普通高校

重技能重理论重理论 + 技能


课程基本情况

理论支撑或定量计算 ( 定律 )

《《 PLCPLC 与检测技术与检测技术》》《《 PLCPLC 与检测技术与检测技术》》

电磁感应原理

PLC工作原理

热力学三大定律

基尔霍夫定律

电机运行理论

放大电路的原理

涉及多门学科理论


课程原来的内容和教法

课程原来的名称《设备电气控制与 PLC技术》 +《检测技术》

课程原来的内容检测技术部分：主要讲述传感器原理及自动控

制理论内容繁杂，理论性强

课程原来的教法课堂理论教学 +1 周实训，检测技术无实训

原来的教学效果理论知识为主，技能训练少，效果差

存在的主要问题 1 、理论性强，知识抽象，学生不容易理解，学习

兴趣不高；

2 、理论知识讲解与实践操作脱离，未实现教学

做一体化，教学效果较差。抽象理论

理实脱节



岗位需求

能力目标

知识目标

项目设计

考核项目实施



初次

就业岗位

二次

晋升岗

未来

发展岗

PLC工程师助理

PLC工控产品调试技术员

PLC工程师

电气工程师

电气设计工程师

PLC高级工程师

车间主任

项目经理

岗位需求



1 、会选择合适的 PLC型号；2 、能够熟练操作三菱 FX系列 PLC；3 、能正确分配输入 / 输出接口，并绘制 I/O外部接线图；4 、能利用经验设计法编写 PLC控制程序；5 、能完成 PLC应用系统外围硬件电路的连接工作； 6 、能够熟练使用三菱 PLC编程软件编写程序；7 、能够进行 PLC的程序输入、下载及调试工作；8 、能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定；9 、能正确处理传感器的检测数据； 10、能选择合适的传感器完成相应的控制要求。

能力目标

能力目标

1 、了解 PLC的系统组成及工作原理；2 、掌握 FX2n系列 PLC内部继电器的特点； 3 、能正确分析常用传感器的工作原理及常用的测量电路；4 、了解三菱 PLC编程软件的功能；5 、掌握 FX2n系列常用基本指令； 6 、熟知梯形图的绘制规则；7 、了解检测技术基本原理、应用及常用传感器的分类；8 、知道顺序功能图的组成、分类。

知识目标

知识目标



1 、培养学生安全生产操作的意识；2 、培养学生及时发现传感器检测和 PLC编程调试过程中出现的新问题和解决这些问题的能力 ; 3 、通过学生分组、小组各成员协作完成 PLC与检测技术的项目来培养学生的交往沟通能力和团队合作精神；4 、通过 PLC与检测技术的课外拓展训练，锻炼学生自我学习的能力；5 、通过要求学生按照行业、企业标准完成 PLC与检测技术的项目来培养学生的职业素养。

素质目标

素质目标

内容选取



教学内容教学内容选取原则选取原则

职业性

实践性

针对性适用性

以学生为主体，强调实以学生为主体，强调实践动手能力践动手能力

适应企业对适应企业对 PLCPLC 与检测与检测技术的岗位需求技术的岗位需求

按照企业工作过程组按照企业工作过程组织教学织教学

强调标准化操作，重视强调标准化操作，重视学生职业素养养成。学生职业素养养成。



序号项目课时1 应用基本指令实现电动机点动、连续运行 4

2 应用基本指令实现电动机正反转控制 4

3 应用定时器功能实现电动机星 - 三角减压起动 6

4 应用计数器功能实现气缸数运行 12

5 应用磁性接近开关实现双作用气缸自动往返运行 12

6 应用步进指令实现供料站自动运行 10

7 应用并行、分支指令实现加工站自动运行 10

8 应用初始化状态指令实现机械手全功能运行 12

总课时 70

PLC编程能力训练项目

PLC与检测技术综合应用训练项目

项目设计



主要教学载体： TVT-90A学习机主机箱（ 40 套）课

程实施的教学载体

辅助教学载体：亚龙 YL-335B自动化生产线（ 18 台）

辅助教学载体： HY-83B 型机电控制技术智能实训装置 (4 台 )



1 、考核分为过程性考核和终结性考核。其中形成性考核占 70% ，终结性考核占 30% 。

2 、过程性考核中平时成绩占 20% （包括考勤 5% 、学习态度 5% 、上课回答问题 5% 、讨论作业 5% ），实践项目考核占 50% 。

3 、终结性考核主要考核基本理论知识，操作标准和规范、安全生产知识。

考核方案

过程性考核占 70%

终结性考核占 30%



项目优秀（ 85-100分）良好（ 70-85分）及格（ 60-70分）不及格（ <60分

）

综合能力（ 25分）

能全面完成综合实训任务 ,能灵活正确综合运用本专业的基础理论 , 分析问题和解决问题的能力强 , 在方案设计或实施等某些方面有一定见解。（ 25-23分）

能较好完成综合实训任务 , 能综合运用本专业所学知识，分析问题和解决问题的能力强。（ 22-18分）

能基本完成综合实训任务 , 所学专业的基础理论知识基本掌握 , 具备基本分析问题和解决问题的能力（ 18-15分）

不能完成综合实训任务。（ 1-15分）

职业素养（ 30分）

技术资料完整、质量较高，考虑全面，论据充分。（ 30-26分）

技术资料质量较好，结论正确，论据较充分（ 21-26分）

技术资料质量合格，方案基本正确。（ 18-21分）

技术资料有严重错误或漏洞。（ 1-18分）

技能（ 30分）

操作技能好，方案正确，动手能力强。（ 30-26分）

操作技能较好，方案正确，数据比较可靠（ 21-26分）

有一定操作技能好，方案基本正确。（ 18-21分）

操作技能差。（ 1-18分）

敬业精神（ 15分）

在综合实训中，勇于承担任务，完成工作量大（ 15-12分）

在综合实训中，工作努力，较好完成工作（ 12-9分）

在综合实训中，完成了一定工作量（ 9-7分）

在综合实训中，工作不努力，有抄袭（ 7-1 分）


新课的实施

周数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

项目项目一

项目二

项目三

项目四

项目五项目六项目七项目八综合考核项目

内容应用基本指令实现电动机点动、连续运行

应用基本指令实现电动机正反转控制

用定时器实现电机星 -三角减压起动

应用计数器功能实现气缸数运行

应用磁性接近开关实现双作用气缸自动往返运行

应用步进指令实现供料站自动运行

应用并行、分支指令实现加工站自动运行

应用初始化状态指令实现机械手全功能运行

渗透的理论

PLC工作原理

电机运行理论

电机运行理论

空气动力学

电磁感应原理 , 基本放大电路原理

基尔霍夫定律 , 电磁感应原理

电磁感应原理

电磁感应原理

课程进度图


新课的实施

中文英文中文英文可编程序控制器（ PLC ）

Programmable Logic Conroller

变频器（ VVVF ）

Variable Voltage Variable requency

检测技术 detection echnology 接近开关 proximity switch

梯形图 ladder diagram 光纤传感器 optical fiber ransducer

三菱 MITSUBISHI 磁性接近开关

Magnetic proximity switch

西门子 SIEMENS 电动机 motor

电源 power 传感器 sensor

运行 RUN 按钮 Push-button

本课程的中英文词汇对照


新课的实施

第一次课 (4课时 )

情境引入案例引入

感性认识

现代工业自动化三大支柱

PLC 、机器人、 CAD/CAM


新课的实施


第一步：实作（ 45 分钟）

教师实作一遍，接着让学生模仿老师做一遍，亲身感受一下 PLC的作用及工作流程。

实作内容为：电动机点动的 PLC 控制

某机床要求通过点动将刀具调整到位。

按下按钮，电机得电运行，松开按钮，电机断电停止。

入门案例

简单、易懂布置任务


新课的实施

第二步：展示本次课主题（ 60 分钟）

1. PLC 的组成、工作原理（ 20 分钟）

2. 三菱 PLC 内部的输入和输出继电器、基本逻辑指令（ 1 ）及

编程软件功能（ 30 分钟）

3. 设计电动机点动的梯形图程序（ 10 分钟）



新课的实施

本门课程的主要教学内容（ 15min ）

本门课程的能力目标、知识目标和素质目标（ 10min ）

告知课程以及项目进程表（ 10min ）

说明考核方式（结合考核方法中的相关内容说明）（ 10min ）

第三步：展示本门课相关信息（ 45 分钟）


知识扩展


新课的实施

新任务实施


按下按钮，电机得电运行，松开按钮，电机继续运行。

连续控制



新课的实施

情境引入

模仿训练

讲解主题

新任务实施

最后一次课（ 2 课时）


新课的实施

总结内容展示学生作品总结问题

•PLC组成及工作原理•三菱 FX系列 PLC的内部继电器及基本指令•设计梯形图的原则•常用传感器的原理及应用•PLC与检测技术的综合应用

•写程序时，没有关 RUN灯•梯形图里出现了双线圈•电气线路接错或接触不良•选错 PLC型号


新课的效果

激发了学习的兴趣

教师起主导作用

学生为主体

学生有成就感


课改的个人感受

对教师是一个挑战，对教师的综合能力也提出了更高的要求 , 如观念要更新、动手能力要加强，需要不断的学习来提高自身的素质。

在项目化课程实施过程中，到底应该是先理论后实践，还是先实践后理论，这个结合点如何去找，去实践？

项目教学法能较好的体现高职教育的特点，本门课程进行项目化改革是非常有必要的。

《 PLC 与检测技术》单元设计

《应用基本指令实现电动机点动、连续运行》

— 《 PLC 与检测技术》第 2 次课


本单元背景

班级机电 1131-1138，机设 1131-1132

地点一体化教室

本单元任务应用基本指令实现电动机的点动和连续运行

本单元在本门课中的位置


能力目标

1.能够利用 X 和 Y完成电动机点动和连续的程序设计。2.能够完成点动和连续运行的外部接线和程序调试工作。

1.了解 PLC的组成及工作原理；2.掌握 FX2n系列PLC内部的输入继电器、输出继电器的特点和使用；3.了解三菱 PLC编程软件的功能。

1.理解电气接线操作规范；2.遵守本实训台的操作规范 ; 3.培养学生团队合作精神。

知识目标素质目标

本单元教学目标


1

2

3

任务一电动机正 - 停 - 反的 PLC 控制

任务二电动机正 - 反 - 停的 PLC 控制

任务三电动机正反转的自动循环

本单元任务分配

★ ★★

★ ★

★


现在开始上课！


任务引入实做任务一知识讲解新任务小结拓展任务5min

单元实施过程

情境

引入进出学校大门时，门卫师傅用手里的遥控器或桌上的按钮来开门或关门，这种自动伸缩门就是电动机的正反转控制，其他的如机床工作台的前进与后退、卷帘门的上升和下降等都需要电动机正反转。

总结

用 PLC控制实现卷帘门的升降运行


单元实施过程

今天

任务电动机正 - 停 - 反的 PLC控制

按下 SB1，卷帘门上升，按下 SB2，卷帘门停止，按下 SB3，卷帘门下降。

这个要求用继电器 -接触器就可以实现，原来是怎么做的呢？


总结

★


单元实施过程

继电器 - 接触器的控制方式

用 PLC该怎么实现呢？


总结

运行调试

写入PLC

编写程序

领材料


单元实施过程

任务引入45min

知识讲解新任务小结拓展任务总结实做任务一

查资料

检查


单元实施过程

任务引入45min

知识讲解新任务小结拓展任务总结实做任务一

正常情境

一次运行成功

出错情境1. 选错 PLC 类型2. 将 0 输成 o3. 写入程序时打开了运行灯4. 接错线路，导致实验板不通电

意外情境1. 数据线无法传输程序2. 系统无法正常启动3. 实验板烧坏

情境设计


案例和教学材料

任务引入45min

新任务小结拓展任务总结

三菱 PLC内部继电器 - 输入继电器 (X)原理

有无数对常开和常闭触点供编程使用

PLC内部继电器为软继电器

知识讲解实做任务一


三菱 PLC内部继电器 - 输入继电器 (X)

作用：

是 PLC接收外部输入设备开关信号的端口

状态：

只能由外部信号驱动，不能由程序内部指令来驱动

编码：八进制

常开触头

常闭触头

符号

任务引入45min

新任务小结拓展任务总结知识讲解实做任务一



任务引入45min


三菱 PLC内部继电器 - 输出继电器 (Y)原理



三菱 PLC内部继电器 - 输出继电器 (Y)

作用：把 PLC内部信号输出传送给外部负载

状态：线圈只能由 PLC内部程序的指令驱动

编码：八进制

常开触头

常闭触头

符号

线圈Y0

Y0

Y0

任务引入45min




任务引入45min


本节课用到的基本指令

用于动合触头与左母线的连接逻辑取 LD

用于动断触头与左母线的连接取反LDI

用于线圈驱动线圈驱动 OUT



任务引入45min



用于单个动合触点的串联与 AND

用于单个动断触头的串联与非ANI




用于单个动合触头的并联或 OR

用于单个动断触头的并联或非ORI

任务引入45min




中文英文中文英文

可编程序控制器（ PLC ）

Programmable Logic Conroller

电动机 motor

梯形图 ladder diagram 电机正反转

Positive inversion

三菱 MITSUBISHI 三相电源 Three-phase power supply

电源 power 互锁 Interlock

运行 RUN 按钮 Push-button

任务引入45min




任务一成果


任务二实施

任务引入30min

新任务小结拓展任务总结实做任务一知识讲解

第二个

任务电动机正 - 反 - 停的 PLC控制

按下 SB1，卷帘门上升，按下 SB3，卷帘门下降，按下 SB2，卷帘门停止。

★ ★


任务引入10min

小结拓展任务总结实做任务一知识讲解新任务

只要采用复式按钮就可以实现正反转的直接切换了。

所需时间短，出错率低

任务二成果


任务引入10min

拓展任务

总结实做任务一知识讲解新任务小结

第三个

任务电动机正反转的自动循环

按下 SB1，工作台前进，到最右边，工作台后退，到最左边，工作台前进。

★ ★★

任务三实施


任务引入10min

拓展任务

总结实做任务一知识讲解新任务小结

只要采用行程开关就可以实现正反转的自动循环了。

70%同学一次做对

任务三成果 7


任务引入实做任务一知识讲解新任务小结5min

总结拓展任务

采用普通按钮实现

采用复式按钮实现

采用行程开关实现

电动机正－停－反运行

电动机正－反－停运行

电动机正反转自动循环

提交成果

本单元小结


任务引入5min

拓展任务总结实做任务一知识讲解新任务小结

拓展

训练电动机正转 10s后，自动反转 5s，然后再正转10s，如此往复运行，直到按下停止按钮。

★ ★ ★★

本单元课后作业

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