《PLC技术》课程标准 一、概述 (一) 课程性质 《PLC技术》是自动控制专业和机电专业的一门专业必修课程. (二)课程基本理念 本课程采用理论实践一体化教学模式,总课时90学时,理论课时37时,实践课时53时.要求学生熟练掌握PLC的基本原理和功能,能根据控制要求进行PLC控制程序的设计,了解并掌握自动化生产线的基本工作原理、特点及应用,了解传感器技术、气动与液压技术、变频控制技术、步进驱动技术等专业技术在自动线中的应用,并能利用PLC实现自动线的运动控制. (三)课程设计思路 《PLC技术》课程是以就业为导向,以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的原则进行设计.本课程共13专业教学项目,其中必修项目12个, 提高项目2个可根据不同专业、不同机型、不同学生在扩展项目中选取.项目内容来自现工业现场应用,结合新技术、新方法,体现当前流行的专业技术.教学过程中将学生应知应会的理论知识融入到具体项目中,以项目为载体,让学生看到成果,提升学生的学习趣,帮助学生掌握提高理论知识、动手技能,拓宽知识面. 二、课程目标 通过对该课程的学习达到以下目的: 1、掌握PLC的基本结构、工作原理及主要参数,了解PLC的应用范围与应用环境. 2、理解PLC的相关的硬件知识,具有独立连接PLC应用系统外围硬件电路的能力. 3、熟练掌握PLC的常用基本指令和常用高级指令的功能和使用方法. 4、能够根据控制要求进行梯形图控制程序的设计和调试,能解决中等复杂程度的实际控制问题. 5、能够根据控制要求编制顺序功能图,并根据顺序功能图进行控制程序设计. 6、掌握变频器各常用参数的含义和设定方法. 7、了解旋转编码器在自动线中的作用和使用方法. 8、基本掌握PLC PC-LINK网络的设置和控制程序设计方法 9、了解步进电机的工作方式和控制方法. 10、具备一定的PLC控制程序故障分析和排除能力. 11、了解各类传感器在自动线中的作用和使用方法. 三、课程教学内容与要求 (一) 必修项目 项目一:三相异步电动机启停控制 教学内容: 可编程控制器的概述 可编程控制器的操作介绍 编程软件的使用 本项目相关指令 用PLC实现三相异步电动机启停控制 教学要求: 1、可编程控制器的功能、特点、应用范围与分类 2、掌握PLC控制系统的基本组成、基本工作原理 3、了解松下PLC FP SIGMA的技术性能指标 4、能够进行PLC外部硬件电路的连接 6、初步掌握松下PLC编程软件的基本操作 7、能够进行简单程序的输入、编辑、编译、下载调试等操作 8、能进行电机启停控制程序的编写、下载并观察程序运行结果 项目二:抢答器控制 教学内容: 内部继电器 抢答器控制原理及要求分析 抢答器控制程序的设计与调试 教学要求: 1、学会使用内部继电器 2、进一步掌握自锁回路和互锁的功能 3、掌握抢答器控制系统应用原理 4、逐步能独立进行简单控制程序的设计和调试 5、能进行抢答器控制程序的设计和调试 项目三:三相异步电动机正反转控制 教学内容: 常用PLC编程元件 PLC输入输出电路 控制要求的分析和分解 定时器的功能和应用 用PLC进行三相异步电动机正反转控制程序设计 教学要求: 1、掌握常用的PLC继电器和PLC的内部寄存器、I/O分配方法 2、了解PLC输入输出接口电路类型和特点,能够独立连接PLC外部电路 3、了解控制要求的分析和分解方法 4、掌握定时器的功能和使用方法 5、能独立进行正反转控制程序的设计和调试 项目四:交通信号灯控制 教学内容: 定时器的应用 时间控制程序的设计方法 用PLC进行交通灯控制 教学要求: 进一步理解定时器的使用方法 2、能利用定时器进行交通灯控制程序的设计 3、能对交通灯控制程序进行简单调试 项目五:TVT2000G自动线认识 教学内容: TVT2000G自动线的基本结构和主要构成元素 自动线的控制方式 自动线各部件与PLC的电气接线 传感器在自动线中的应用 变频器、旋转编码器在自动线中的作用 气动技术在自动线中的应用 步进驱动在自动线中的应用 教学要求: 了解自动线的基本结构、构成、控制原理及控制方式 能够根据地址表进行自动线各部件与PLC的电气接线 了解各种传感器、变频器、旋转编码器等装置在自动线中的作用和应用方式 了解气动与液压技术在自动线中的应用 了解步进驱动在自动线中的应用 基本掌握TVT2000G机电一体化教学装置的工作过程和工作方式 项目六:自动送料控制 教学内容: 自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求 自动送料机构控制程序的设计思想 KEEP、定时器指令的功能和使用方法 自动送料机构控制程序的设计和调试 教学要求: 明确自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求 基本掌握自动送料机构控制程序的设计思想 掌握KEEP指令的功能和使用方法 能够根据设计思想进行自动送料机构控制程序设计和调试. 项目七:传送控制 教学内容: 传送机构的组成结构、工作过程和控制要求 变频器在自动线中的应用和接线方式 变频器常用参数的含义和设置方法 传送机构控制程序的设计思路 传送控制程序的设计和调试 教学要求: 1、明确传送机构的组成结构、工作过程和控制要求; 2、了解变频器在电机传动控制中的应用和基本接线; 3、了解变频器常用参数的含义并能根据控制要求进行参数设置 4、基本掌握传送机构控制程序的设计思路; 5、能够根据设计思想进行传送控制程序的设计和调试. *项目八:旋转编码器的应用 教学内容: 旋转编码器的工作原理和作用 旋转编码器信号的接收和PLC相关设置 数据传送指令、比较指令的功能和使用方法 传送定位控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解旋转编码器的工作原理和作用 2、基本掌握旋转编码器的信号PLC接收方法和相关设置 3、掌握数据传送指令、比较指令的功能和使用方法 4、能利用旋转编码器进行传送定位控制程序的设计和调试 项目九:物料分拣控制 教学内容: 物料分拣机构的构成和控制要求 传感器在材质检测中的应用 SET、RST指令的功能和使用方法 物料分拣控制程序的设计思想 物料分拣控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解物料分拣机构的构成和控制要求 2、了解各类传感器的作用和在材质检测中的应用 3、掌握SET、RST指令的功能和使用方法 4、掌握物料分拣控制程序的设计思想 5、能够根据控制要求进行物料分拣控制程序的设计和调试 项目十:气动机械手控制 教学内容: 气动机械手的构成、工作过程和控制要求 顺序控制的基本思想和顺序功能图的画法 根据顺序功能图编写PLC控制程序的方法 根据气动机械手的顺序功能图设计和调试气动机械手控制程序 教学要求: 1、了解气动机械手的构成、工作过程和控制要求 2、理解顺序控制的基本思想并掌握掌握顺序功能图的画法 3、基本掌握根据顺序功能图编写PLC控制程序的方法 4、能够根据气动机械手的顺序功能图设计和调试气动机械手控制程序. 项目十一:PLC网络通讯控制 教学内容: PC-LINK通讯模式的工作方式和原理 PC-LINK通讯参数的含义和设置方法 设置物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯参数 设计物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯程序 教学要求: 1、了解PC-LINK通讯模式的工作方式和原理 2、理解PC-LINK通讯参数的含义并能进行相关参数设置 3、能够根据控制要求设置物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯参数 4、能够根据控制要求设计物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯程序 项目十二:平面仓储示教控制 教学内容: 平面仓储子系统的构成、工作过程 平面仓储示教程序的作用和控制要求 SPDH(返回原点控制)、PLSH、算术运算指令的功能和使用方法 平面仓储示教程序的设计思路 平面仓储示教程序的设计与调试 教学要求: 1、掌握平面仓储子系统的构成、工作过程 2、了解平面仓储示教程序的作用和控制要求 3、基本掌握SPDH(返回原点控制)、PLSH、算术运算指令的功能和使用方法 4、理解平面仓储示教程序的设计思路 5、能够根据控制要求进行平面仓储示教程序的设计与调试 *项目十三:平面仓储自动控制 教学内容: 平面仓储自动控制程序的作用和控制要求 SPDH(梯形控制)指令的功能和使用方法 平面仓储自动控制程序的设计思想 平面仓储自动控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解平面仓储自动控制程序的作用和控制要求 2、基本掌握SPDH(梯形控制)指令的功能和使用方法 3、理解平面仓储自动控制程序的设计思想 4、基本掌握不同液压节流调速方式的特点和选用方法 5、能够根据控制要求进行平面仓储自动控制程序的设计和调试 项目十四:控制程序总体调试 教学内容: 综合调试物料分拣子系统和平面仓储子系统控制程序 复习各控制程序的设计思想 复习控制程序中所使用的各类基本指令和高级指令 复习变频器、PLC各类参数的含义和设置方法 复习自动线各检测、控制、执行机构的工作原理和实际应用 教学要求: 1、进行物料分拣子系统和平面仓储子系统控制程序综合调试 2、进一步理解和巩固各控制程序的设计思想 3、进一步掌握控制程序中所使用的各类基本指令和高级指令的功能和使用方法 4、进一步巩固和掌握变频器、PLC各类参数的含义和设置方法 5、进一步了解自动线各检测、控制、执行机构的工作原理和实际应用 注:带*为选修项 学时分配建议: 序号 项目内容 课时 理论 实践 总课时 1 项目一:三相异步电动机启停控制 2 2 4 2 项目二:抢答器控制 2 3 5 3 项目三:三相异步电动机正反转控制 2 3 5 4 项目四:交通信号灯控制 2 4 6 5 项目五:TVT2000G自动线认识 2 2 4 6 项目六:自动送料控制 2 4 6 7 项目七:传送控制 2 4 6 8 项目八:旋转编码器的应用 3 3 6 9 项目九:物料分拣控制 2 4 6 10 项目十:气动机械手控制 3 3 6 11 项目十一:PLC网络通讯控制 2 4 6 12 项目十二:平面仓储示教控制 3 4 7 13 项目十三:平面仓储自动控制 3 4 7 14 项目十四:控制程序总体调试 2 4 6 机动 2 2 4 考核 6 6 合计34 56 90 四、实施建议 (一)教材编写建议 本课程教材编写应与我校学生的实际基础和专业需要紧密结合,并针对现有实训设备进行编写.教材中理论知识应围绕项目开展,采用项目教学法,以工作任务为出发点,以技能培养为重点. (二)教学建议 本课程应采用理论实践一体化教学模式.在教学过程中应将基础理论与实践课题紧密结合,做到理论为实践服务,充分调动学生学习兴趣.本课程的教学重点在于使学生熟练掌握PLC的基本功能、外围电路接线、程序的设计和调试,应以元件和系统的定性分析为重点,避免将过多的时间用于元件结构的详细分析和讲解上或定量的计算上. 实验过程中应给予学生足够的时间,让学生能在教师带领下逐步由会使用,转变为会分析,会自己排除故障.在实验中一旦发生问题或出现错误,能自己解决、纠正. (三)评价建议 在本课程中对学生学习情况和知识掌握情况的评价,应做到理论考核与实践考核相结合,做到学习形成性评价和终结性评价相结合,强化学生综合实践能力考核. (四)课程资源的开发与利用建议 1.实验实训配置基本标准: 场地面积 配置标准 序号 设备名称 单位 最低配置 160m2 1 机电一体化设备 台12 2 松下PLC 台24 3 变频器 台12 4 计算机 台14 2.教学师资配置 应由两名专业教师共同组织教学. 3.教材配置 采用以项目教学法编制的校本教材. 五、其他说明 1.本课程标准适用专业为数控应用专业、模具专业、机电一体化. 2.根据专业不同,可以根据实际情况进行取舍变动.对于要求较高的选修项目可改变为 阅读分析类任务,以降低要求. 《单片机应用技术》课程标准 一、课程概述 《单片机应用技术》课程教学以单片机硬件和软件知识为基础,为培养学生处理对单片机系统软、硬件应用具有初步开发的能力和学习有关后继课、专业课打基础.是理论联系实际,培养实际操作能力和科学研究方法的重要手段. 本实训要求学生综合运用所学的单片机知识、电子、电路知识,通过实训加深学生对单片机知识的理解,掌握单片机基本组成、工作原理、接口电路及硬件电路的连接,建立微机系统的基本概念、基本理论和计算方法;掌握MCS-51系列单片机的指令系统;运用汇编语言编制一些简单应用程序.本实践课程采用项目教学模式,使学生应达到以下基本要求: 分析程序的能力 分析硬件电路的能力 编制程序的能力 设计硬件电路的能力 综合分析与调试的能力 项目综合设计与制作的能力 《单片机应用技术》是实际应用课程,在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用. 二、培养目标 1.课程目标 教学目标和总体要求是通过课程学习使学生掌握单片机基本组成、工作原理、接口电路及硬件电路的连接,建立微机系统的基本概念、基本理论和计算方法;掌握MCS-51系列单片机的指令系统;运用汇编语言编制一些简单应用程序.具体要求为:学生能够根据任务要求画出程序流程图、编写出正确的程序,进行程序调试;通过编程思路讲解,学生能够独立画出流程图,完成编写程序,调试、运行等阶段、过程. 通过行为导向的项目式教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养;独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力. 通过实践教学,使学生较深刻地认识到单片机在工业控制中的应用,更好地把单片机应用同电气自动化控制结合起来,提高对控制设备电气控制的认识,从而实现本专业的培养目标. 2.职业能力目标 (一)知识目标: 1、理解和掌握单片机的工作原理和内部结构 2、掌握汇编语言程序设计的基本方法. 3、理解人机接口的硬件结构与软件编程原理和设计方法. 4 、掌握单片机系统扩展技术. 5、初步掌握MCS-51应用系统的开发技术 (二)能力目标: 1、能运用本课程知识独立设计和制作从简单到复杂的单片机应用系统(软件和硬件) 2、能运用本课程知识技能维修单片机应用设备和产品. 3、具备进一步自学拓展相关知识的能力,如自学应用其他型号单片机的能力. (三)素质目标: 在以实际操作过程为主的项目教学过程中,锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力. 三、与前后课程的联系 1.与前续课程的联系 先修课:《电工实训》、 《电子实训》、《单片机应用技术》、《模拟电子技术》、 《数字电子技术》. 2.与后继课程的关系 为学生后续课程"单片机应用技术实训"打下坚实的基础,以及为学生今后从事电子电路、工业控制等领域打下基础. 四、教学内容与学时分配 本课程按照情景教学法实施教学,总内容包括3个情景,内含15个子情景,将职业行动领域的工作过程融合在训练中,本课程情景结构与学时(92学时)分配见情景表1. 1.情景1:单片机基础知识,18学时. 子情景1-1 单灯控制设计,18学时. 2.情景2:单片机基础实训,42学时. 子情景2-1 流水灯控制,12学时; 子情景2-2 数码管静态与动态显示控制,6学时; 子情景2-3 步进电机控制,6学时; 子情景2-4 A/D和D/A转换电路 ,6学时; 子情景2-5 用定时器的电子钟(秒表),6学时. 子情境2-6 一键多功能键盘控制设计,6学时 3.情景3:单片机综合典型应用实例,34学时. 子情景3-1 电压与温度测量与控制 ,4学时; 子情景3-2 交通灯控制,6学时; 子情景3-3 电机转速测量与控制,6学时; 子情景3-4 参数检测仪表,6学时; 情景表1 课程情景内容与学时分配表 情景编号情景名称子情景编号子情景名称子情景内容 主要教学知识点 学习目标 学时 情景1单片机基础知识 子情景1-1 单灯控制设计 利用软硬件设计控制端口上的单灯间隔一段时间进行闪烁 1.单片机概述 2. 51单片机引脚与内部结构 3. 51系列单片机外引脚功能 4. 51单片机内部结构 5.单片机仿真与编程软件介绍及51单片机最小系统介绍 6. 51单片机程序设计基础 1.以单灯控制设计为例,掌握单片机软硬件的基础知识 2.以单灯控制程序为例,掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 18 情景2单片机基础实训 子情景2-1 流水灯控制 1.利用软硬件设计控制端口上的8个灯从左到右依次点亮 2. 利用软硬件设计控制端口上的8个灯从右到左依次点亮 3. 利用软硬件设计控制端口上的8个灯按照设计好的亮灯表格依次点亮 1.单片机设计中软硬件关系 2.掌握控制程序中的C语言相关知识点和语句 1.掌握单片机软硬件的基础知识 2.掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 3.掌握C语言知识点和相关语句 12 子情景2-2 数码管静态与动态显示控制 1.利用软硬件设计控制端口上的7端数码管以静态方式点亮 2. 利用软硬件设计控制端口上的7段数码管以动态方式点亮 1.7段数码管在实训中点亮原理、结构 2.静态显示与动态显示的显示原理、结构、区别 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握单片机软硬件的基础知识 2.掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 3.掌握C语言知识点和相关语句 4.掌握7段数码管的显示原理与结构 5. 掌握静态显示与动态显示的显示原理、结构、区别 6.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情景2-3 步进电机控制 1.步进电动机正反转控制原理及分析; 2.利用软硬件设计控制步进电机正转、反转 1.步进电动机正反转控制原理及分析; 2. C语言相关知识点与语句 1.掌握直流电动机"正—停—反"控制原理及分析; 2.掌握步进电动机"正—反—停"控制原理及分析; 3. C语言相关知识点与语句 6 子情景2-4 A/D和D/A转换电路 1. 数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.模拟转换成数字的原理,结构及分析. 1. 数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.模拟转换成数字的原理,结构及分析. 3.C语言相关知识点与语句 1. 掌握数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.掌握模拟转换成数字的原理,结构及分析. 3.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情景2-5 用定时器的电子钟(秒表) 1.单片机定时器原理及分析; 2. 利用定时完成秒表的制作 1.单片机定时器原理、结构、分析及应用; 2. 秒表的制作过程 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握单片机定时器原理、结构、分析及应用; 2. 掌握秒表的制作过程 3.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情境2-6 一键多功能键盘控制设计 1.键值的原理,应用及分析 2.不同的功能模块放置在一个键上 1.键值的原理,应用及分析 2.不同的功能模块放置在一个键上 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握键值的原理,应用及分析 2.掌握不同的功能模块放置在一个键上 3.掌握C语言相关知识点与语句 情景3单片机综合典型应用实例 子情景3-1 电压与温度测量与控制 1.电压信号测量 2.热电阻温度测量处理 3.温度变送输出 4.多参数巡回测量 1.电压信号测量 原理及应用 2.热电阻温度测量处理原理及应用 3.温度变送输出原理 1.掌握电压信号测量原理及应用 2.掌握热电阻温度测量处理原理及应用 3.掌握温度变送输出原理 4.掌握C语言相关知识点与语句 4 子情景3-2 C650车床电气控制 1. C650车床电气控制电路工作原理与分析; 2.C650车床电气控制电路简单故障分析. 1)C650车床结构、控制要求; 2)C650车床结构电气控制电路工作原理与分析; 3)C650车床电 器控制电路简 单故障分析. (1)掌握车床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他车床的电器线路. 6 子情景3-3 情景3-3 Z3040摇臂钻床电气控制 1. Z3040摇臂钻床 电气控制原理与分析; 2. Z3040摇臂钻床 电气控制柜的设计与装配 1)摇臂钻床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求; 2)Z3040摇臂钻床主电路分析控制电路分析、辅助电路分析. 3)Z3040摇臂钻床电气控制柜的设计安装. (1)掌握钻床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他钻床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-4 X6132万能铣床 电气控制 1.X62W万能铣床拖动及控制要求分 析; 2. .X62W万能铣床电气控制系统故 障分析. 1)X62W万能铣床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求. 2)X62W万能铣床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析. 3)X62W万能铣床电气控制线路的设计安装. (1)掌握铣床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他铣床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-5 T68卧式镗床电气控制 1.T68卧式镗床拖动及控制要求分析; 2. T68卧式镗床 电气控制系统故障分析. 1)镗床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求. 2)镗床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析. 3)镗床电气控制线路设计安装. (1)掌握镗床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他镗床机床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-6 M7120平面磨床 电气控制 1. M7120平面磨床的工作原理与分析; 2.M7120平面磨床砂轮电动机控制电气的参数选择与控制线路安 装1)M7120平面磨床的工作原理与分析; 2)M7120磨床的砂轮电动机功率为3 kW,选择合理的保护和接触器; 3)M7120平面磨床基本控制线路的安装 (1)掌握磨床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他磨床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 情景4其它电机子情景4-1 其它电机1.单相异步电动机 2.直流电机 3.伺服电机 4.步进电机 5.检测电机 1)单相异步电动机结构、原理、使用维护与检修、型号的选择和安装、拆装一般实验 2)伺服电动机、步进电机工作原理、用途及类型 3)测速发动机、旋转变压气的工作原理、用途及类型 (1)了解单相异步电动机的类型及原理. (2)掌握直流电机的基本结构、工作原理. (3)掌握定子、转子的作用与组成. (4)了解电枢电动势、电磁转矩的公式. (5)了解他励直流电机的机械特性方程曲线. (6)掌握他励直流电机的启动、反转、制动方法. (7)掌握他励直流电机的调速方法、性能. (8)熟悉步进电动机的特点,掌握步进电动机的原理,理解交、直流伺服电动机的工作原理,掌握交流伺服电动机如何消除"自转",了解交、直流伺服电动机控制方式. (9)理解测速发电机的用途. (10)掌握步进电动机的原理,理解交、直流伺服电动机的工作原理,掌握交流伺服电动机如何消除"自转",了解交、直流伺服电动机控制方式. (11)理解测速发电机的用途. 12 94学时 本学习领域课程包括电脑钟的设计与制作和单片机与液晶显示接口应用 两个项目的主要教学 内容、学习目标、参考学时等见表2—3—1. 表2—3—1 课程项目结构与学时分配表 项目 编号 项目 名称 项目 内容 主要教学内容 学习目标 学时 P3—1 单灯控制设计 利用软硬件设计控制端口上的单灯间隔一段时间进行闪烁 1.单片机概述 2. 51单片机引脚与内部结构 3. 51系列单片机外引脚功能 4. 51单片机内部结构 5.单片机仿真与编程软件介绍及51单片机最小系统介绍 6. 51单片机程序设计基础 1.以单灯控制设计为例,掌握单片机软硬件的基础知识 2.以单灯控制程序为例,掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 18 P3—2 单片机与液晶显示接口应用 训练液晶显示接口的应用能力,训练LCD应用软、硬件设计与综合调试能力. 1.总体设计 2.硬件设计 3.软件设计 4.系统调试与脱机运行 1.单片机液晶显示接口应用编程与调试 2.显示方式的扩展应用 3.显示时钟应用 14 五、学习资源的选用 1.教材选取的原则 方便学生自学和教师教学,同社会相关行业相结合. 2.推荐教材 李秀忠 单片机应用技术 中国劳动社会保障出版社 2006 3.参考的教学资料 李传军 单片机原理及应用 河南科学技术传版社 2006 张永枫 单片机应用实训教程 西安电子科技大学出版社 2005 六、教师要求 1.具有丰富的单片机硬件系统设计知识和经验. 2.具有丰富的单片机软件系统设计知识和经验. 3.熟悉工业生产中单片机的应用. 4.具备基于生产过程项目教学法的应用能力. 七、考核方式与标准 对学生实行以职业能力为中心的考核,激发学生自主学习的积极性,在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. (一) 对学生的考核 考核形式:本课程考核成绩以实践操作考试为主,兼顾平时成绩和实训报告成绩. 成绩评定方式:平时成绩(含实训报告等)占30%,实际操作考核占70%. 要求学生在进行完本实践课程后,通过中级维修电工技能考证,直接引入社会评价. 实训报告内容: 实训名称、日期、班别、学号、姓名、同组人姓名、实训台号. 实训目的及要求. 实训设备、电器元件型号规格. 原理图、主要实训过程及步骤. 源程序、流程图等 实训总结及心得体会. 实际操作评分标准表 序号 主要内容考核要求评分标准配分 扣分 得分 1 正确编写程序 编写程序正确 编写程序不正确扣2分15 2 录入程序 正确录入程序 程序录入不正确扣3分15 3 调试程序 能正确调试程序 调试不正确扣2分50 4 运行程序 实训结果与理论分析相一致 实训结果与理论分析不符扣3分20 九、学习情境设计 学习情境是学习领域课程进行知识与技能传授的纽带,本学习领域课程安排电压表设计等两个学习情境,每个学习情境从项目目标、项目任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料、使用工具、实施步骤提出了要求. 1.基于项目教学重组课程实践内容,并建设了特色教材 通过项目内容辐射整个课程.内容选择上力求实用.体现高职高专办学特色,集装配、试验、课程设计到实训基地实习为一体的实践性教学思想.根据毕业生的能力和素质要求制定实践教学标准,制定出实践教学计划,统筹安排实践性教学内容,将基本技能和技术应用能力训练贯穿于教学全过程,形成系列实践环节. 2.项目驱动等教学方法贯穿实践教学全程 体现了一条主线,点面结合,螺旋上升的设计思路.通过项目实践,建立了以学生为主体、教师参与教学的开放教学系统.打破原有教学体系,采用新的教学模式.转变传统教学观念,把以教师操作为主的实践教学过程变为以学生自己动手为主的学习过程,把主动权交给学生. 3.借助校内实验设备实施模拟训练 结合课程教学,在不同的阶段,我们引入不同的实训项目,让学生自己设计、编程、调试,提高学生的动手能力. 《电气控制技术》课程标准 一、课程性质与目的 ????《电气控制技术》课程是电气工程及其自动化专业的一门限选课,本课程实践性强,与生产实际联系紧密,知识的覆盖面较宽,是强电与弱电的结合,机、电、液的结合.本课程主要介绍由常用低压控制电器的基本结构、原理与选用,电气控制线路的原理和应用. 二、课程简介 ????本课程要求学生熟悉常用低压控制电器的基本原理、规格及选用;掌握继电器控制的基本原理、线路分析与设计. 三、教学内容 1?.绪论(?2?学时)? 主要内容:电气控制的发展及现状,本课程的性质、内容、任务及学习方法. 学习要求:了解电气控制的发展及现状,本课程的性质、内容、任务及学习方法. 2?.常用低压电器(?6?学时)? 主要内容:接触器、继电器、保护电器、主令电器及人机界面等常用低压电器的结构、原理、规格及选用、电器的现状与发展趋势. 学习要求:掌握接触器、继电器、保护电器、主令电器及人机界面等常用低压电器的结构、原理、规格及选用.电器的现状与发展趋势. 3?.继电器控制的基本原理与线路分析(?8?学时) 主要内容:点动与自锁、联锁与互锁的基本概念及应用、掌握位置原则、时间原则、速度原则等控制线路、一般电器线路的设计、典型设备电器控制线路分析方法、故障分析与排除方法.?? 学习要求:掌握点动与自锁、联锁与互锁的基本概念及应用、掌握位置原则、时间原则、速度原则等控制线路,?掌握一般电器线路的设计,掌握典型设备电器控制线路分析方法、故障分析与排除方法. 4.?电气控制设计基础(?4?学时)主要内容:电气控制设计的基本原则、基本内容和设计方法,控制线路设计的方法与步骤,主要参数的计算及常用电器的选择等. 学习要求:掌握设计方法、参数计算、电器元件选择等. 实验教学内容概况:本课程的实验是学习工厂电气控制技术的一个重要环节.实验目的是让学生掌握与巩固课堂所学知识,培养灵活运用所学知识来分析和解决实际系统运行中出现各种问题的能力,学会处理实验数据和编写实验报告的方法. 实验报告要求:1、每次实验前必须根据实验指导书结合讲课内容进行预习,明确实验目的. 2、实验报告要书写整齐,图表要整齐规范. 主要仪器设备:工厂电气控制技术实验装置(包括各实验项目所需的挂件)1套、双踪示波器1台,万用表1块,导线若干. 实验指导书名称:《电气控制技术实验指导书》自编 实验项目一览表 四、教学基本要求 1、低压控制电器的结构、原理以电磁式电器为核心进行介绍;介绍各种电器时应该侧重于其规格、符号及选用,多采用电器实物示教,注意新型电器的介绍. 2、讲授电器控制线路时,应该注意培养学生设计电路的方法及其严谨态度,强调电路的可靠性.重点分析、介绍按行程原则、时间原则、速度原则、电流原则等不同形式的电路. 3、常用机械设备的电器控制应从生产加工工艺出发,充分运用控制线路基本环节,引出完整的控制线路.对于各种机械设备控制要抓住各自特点进行教学,着重注意机、电、液三者的配合.这一部分教学可适当安排一定的时间到工厂参观或现场教学. 4、?要加强实践,通过实验提高动手能力;从实际应用的角度去分析和掌握各种典型电路. 五、教学方法 ????本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法.共开设有关实验12个学时,具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求. 六、参考教材和阅读书目 参考教材: 待定 阅读书目: 1、邓则名.?电器与可编程控制器应用技术?第二版.?机械工业出版社,1997年1月2、方承远.?工厂电气控制技术?第二版.?机械工业出版社,2000年3、袁涤非.?电器控制.?轻工业出版社,1993年4、徐德等.?可编程序控制器(PLC)应用技术?第二版.?山东科技出版社,2001年5、陈克定等.?电气控制与可编程序控制器.?华南理工大学出版社,2001年七、本课程与其它课程的联系与分工 《电气控制技术》是《PLC可编程控制器》课程的前续课程.
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《PLC技术》课程标准 一、概述 (一) 课程性质 《PLC技术》是自动控制专业和机电专业的一门专业必修课程. (二)课程基本理念 本课程采用理论实践一体化教学模式,总课时90学时,理论课时37时,实践课时53时.要求学生熟练掌握PLC的基本原理和功能,能根据控制要求进行PLC控制程序的设计,了解并掌握自动化生产线的基本工作原理、特点及应用,了解传感器技术、气动与液压技术、变频控制技术、步进驱动技术等专业技术在自动线中的应用,并能利用PLC实现自动线的运动控制. (三)课程设计思路 《PLC技术》课程是以就业为导向,以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的原则进行设计.本课程共13专业教学项目,其中必修项目12个, 提高项目2个可根据不同专业、不同机型、不同学生在扩展项目中选取.项目内容来自现工业现场应用,结合新技术、新方法,体现当前流行的专业技术.教学过程中将学生应知应会的理论知识融入到具体项目中,以项目为载体,让学生看到成果,提升学生的学习趣,帮助学生掌握提高理论知识、动手技能,拓宽知识面. 二、课程目标 通过对该课程的学习达到以下目的: 1、掌握PLC的基本结构、工作原理及主要参数,了解PLC的应用范围与应用环境. 2、理解PLC的相关的硬件知识,具有独立连接PLC应用系统外围硬件电路的能力. 3、熟练掌握PLC的常用基本指令和常用高级指令的功能和使用方法. 4、能够根据控制要求进行梯形图控制程序的设计和调试,能解决中等复杂程度的实际控制问题. 5、能够根据控制要求编制顺序功能图,并根据顺序功能图进行控制程序设计. 6、掌握变频器各常用参数的含义和设定方法. 7、了解旋转编码器在自动线中的作用和使用方法. 8、基本掌握PLC PC-LINK网络的设置和控制程序设计方法 9、了解步进电机的工作方式和控制方法. 10、具备一定的PLC控制程序故障分析和排除能力. 11、了解各类传感器在自动线中的作用和使用方法. 三、课程教学内容与要求 (一) 必修项目 项目一:三相异步电动机启停控制 教学内容: 可编程控制器的概述 可编程控制器的操作介绍 编程软件的使用 本项目相关指令 用PLC实现三相异步电动机启停控制 教学要求: 1、可编程控制器的功能、特点、应用范围与分类 2、掌握PLC控制系统的基本组成、基本工作原理 3、了解松下PLC FP SIGMA的技术性能指标 4、能够进行PLC外部硬件电路的连接 6、初步掌握松下PLC编程软件的基本操作 7、能够进行简单程序的输入、编辑、编译、下载调试等操作 8、能进行电机启停控制程序的编写、下载并观察程序运行结果 项目二:抢答器控制 教学内容: 内部继电器 抢答器控制原理及要求分析 抢答器控制程序的设计与调试 教学要求: 1、学会使用内部继电器 2、进一步掌握自锁回路和互锁的功能 3、掌握抢答器控制系统应用原理 4、逐步能独立进行简单控制程序的设计和调试 5、能进行抢答器控制程序的设计和调试 项目三:三相异步电动机正反转控制 教学内容: 常用PLC编程元件 PLC输入输出电路 控制要求的分析和分解 定时器的功能和应用 用PLC进行三相异步电动机正反转控制程序设计 教学要求: 1、掌握常用的PLC继电器和PLC的内部寄存器、I/O分配方法 2、了解PLC输入输出接口电路类型和特点,能够独立连接PLC外部电路 3、了解控制要求的分析和分解方法 4、掌握定时器的功能和使用方法 5、能独立进行正反转控制程序的设计和调试 项目四:交通信号灯控制 教学内容: 定时器的应用 时间控制程序的设计方法 用PLC进行交通灯控制 教学要求: 进一步理解定时器的使用方法 2、能利用定时器进行交通灯控制程序的设计 3、能对交通灯控制程序进行简单调试 项目五:TVT2000G自动线认识 教学内容: TVT2000G自动线的基本结构和主要构成元素 自动线的控制方式 自动线各部件与PLC的电气接线 传感器在自动线中的应用 变频器、旋转编码器在自动线中的作用 气动技术在自动线中的应用 步进驱动在自动线中的应用 教学要求: 了解自动线的基本结构、构成、控制原理及控制方式 能够根据地址表进行自动线各部件与PLC的电气接线 了解各种传感器、变频器、旋转编码器等装置在自动线中的作用和应用方式 了解气动与液压技术在自动线中的应用 了解步进驱动在自动线中的应用 基本掌握TVT2000G机电一体化教学装置的工作过程和工作方式 项目六:自动送料控制 教学内容: 自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求 自动送料机构控制程序的设计思想 KEEP、定时器指令的功能和使用方法 自动送料机构控制程序的设计和调试 教学要求: 明确自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求 基本掌握自动送料机构控制程序的设计思想 掌握KEEP指令的功能和使用方法 能够根据设计思想进行自动送料机构控制程序设计和调试. 项目七:传送控制 教学内容: 传送机构的组成结构、工作过程和控制要求 变频器在自动线中的应用和接线方式 变频器常用参数的含义和设置方法 传送机构控制程序的设计思路 传送控制程序的设计和调试 教学要求: 1、明确传送机构的组成结构、工作过程和控制要求; 2、了解变频器在电机传动控制中的应用和基本接线; 3、了解变频器常用参数的含义并能根据控制要求进行参数设置 4、基本掌握传送机构控制程序的设计思路; 5、能够根据设计思想进行传送控制程序的设计和调试. *项目八:旋转编码器的应用 教学内容: 旋转编码器的工作原理和作用 旋转编码器信号的接收和PLC相关设置 数据传送指令、比较指令的功能和使用方法 传送定位控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解旋转编码器的工作原理和作用 2、基本掌握旋转编码器的信号PLC接收方法和相关设置 3、掌握数据传送指令、比较指令的功能和使用方法 4、能利用旋转编码器进行传送定位控制程序的设计和调试 项目九:物料分拣控制 教学内容: 物料分拣机构的构成和控制要求 传感器在材质检测中的应用 SET、RST指令的功能和使用方法 物料分拣控制程序的设计思想 物料分拣控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解物料分拣机构的构成和控制要求 2、了解各类传感器的作用和在材质检测中的应用 3、掌握SET、RST指令的功能和使用方法 4、掌握物料分拣控制程序的设计思想 5、能够根据控制要求进行物料分拣控制程序的设计和调试 项目十:气动机械手控制 教学内容: 气动机械手的构成、工作过程和控制要求 顺序控制的基本思想和顺序功能图的画法 根据顺序功能图编写PLC控制程序的方法 根据气动机械手的顺序功能图设计和调试气动机械手控制程序 教学要求: 1、了解气动机械手的构成、工作过程和控制要求 2、理解顺序控制的基本思想并掌握掌握顺序功能图的画法 3、基本掌握根据顺序功能图编写PLC控制程序的方法 4、能够根据气动机械手的顺序功能图设计和调试气动机械手控制程序. 项目十一:PLC网络通讯控制 教学内容: PC-LINK通讯模式的工作方式和原理 PC-LINK通讯参数的含义和设置方法 设置物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯参数 设计物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯程序 教学要求: 1、了解PC-LINK通讯模式的工作方式和原理 2、理解PC-LINK通讯参数的含义并能进行相关参数设置 3、能够根据控制要求设置物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯参数 4、能够根据控制要求设计物料分拣子系统与平面仓储子系统的网络通讯程序 项目十二:平面仓储示教控制 教学内容: 平面仓储子系统的构成、工作过程 平面仓储示教程序的作用和控制要求 SPDH(返回原点控制)、PLSH、算术运算指令的功能和使用方法 平面仓储示教程序的设计思路 平面仓储示教程序的设计与调试 教学要求: 1、掌握平面仓储子系统的构成、工作过程 2、了解平面仓储示教程序的作用和控制要求 3、基本掌握SPDH(返回原点控制)、PLSH、算术运算指令的功能和使用方法 4、理解平面仓储示教程序的设计思路 5、能够根据控制要求进行平面仓储示教程序的设计与调试 *项目十三:平面仓储自动控制 教学内容: 平面仓储自动控制程序的作用和控制要求 SPDH(梯形控制)指令的功能和使用方法 平面仓储自动控制程序的设计思想 平面仓储自动控制程序的设计和调试 教学要求: 1、了解平面仓储自动控制程序的作用和控制要求 2、基本掌握SPDH(梯形控制)指令的功能和使用方法 3、理解平面仓储自动控制程序的设计思想 4、基本掌握不同液压节流调速方式的特点和选用方法 5、能够根据控制要求进行平面仓储自动控制程序的设计和调试 项目十四:控制程序总体调试 教学内容: 综合调试物料分拣子系统和平面仓储子系统控制程序 复习各控制程序的设计思想 复习控制程序中所使用的各类基本指令和高级指令 复习变频器、PLC各类参数的含义和设置方法 复习自动线各检测、控制、执行机构的工作原理和实际应用 教学要求: 1、进行物料分拣子系统和平面仓储子系统控制程序综合调试 2、进一步理解和巩固各控制程序的设计思想 3、进一步掌握控制程序中所使用的各类基本指令和高级指令的功能和使用方法 4、进一步巩固和掌握变频器、PLC各类参数的含义和设置方法 5、进一步了解自动线各检测、控制、执行机构的工作原理和实际应用 注:带*为选修项 学时分配建议: 序号 项目内容 课时 理论 实践 总课时 1 项目一:三相异步电动机启停控制 2 2 4 2 项目二:抢答器控制 2 3 5 3 项目三:三相异步电动机正反转控制 2 3 5 4 项目四:交通信号灯控制 2 4 6 5 项目五:TVT2000G自动线认识 2 2 4 6 项目六:自动送料控制 2 4 6 7 项目七:传送控制 2 4 6 8 项目八:旋转编码器的应用 3 3 6 9 项目九:物料分拣控制 2 4 6 10 项目十:气动机械手控制 3 3 6 11 项目十一:PLC网络通讯控制 2 4 6 12 项目十二:平面仓储示教控制 3 4 7 13 项目十三:平面仓储自动控制 3 4 7 14 项目十四:控制程序总体调试 2 4 6 机动 2 2 4 考核 6 6 合计34 56 90 四、实施建议 (一)教材编写建议 本课程教材编写应与我校学生的实际基础和专业需要紧密结合,并针对现有实训设备进行编写.教材中理论知识应围绕项目开展,采用项目教学法,以工作任务为出发点,以技能培养为重点. (二)教学建议 本课程应采用理论实践一体化教学模式.在教学过程中应将基础理论与实践课题紧密结合,做到理论为实践服务,充分调动学生学习兴趣.本课程的教学重点在于使学生熟练掌握PLC的基本功能、外围电路接线、程序的设计和调试,应以元件和系统的定性分析为重点,避免将过多的时间用于元件结构的详细分析和讲解上或定量的计算上. 实验过程中应给予学生足够的时间,让学生能在教师带领下逐步由会使用,转变为会分析,会自己排除故障.在实验中一旦发生问题或出现错误,能自己解决、纠正. (三)评价建议 在本课程中对学生学习情况和知识掌握情况的评价,应做到理论考核与实践考核相结合,做到学习形成性评价和终结性评价相结合,强化学生综合实践能力考核. (四)课程资源的开发与利用建议 1.实验实训配置基本标准: 场地面积 配置标准 序号 设备名称 单位 最低配置 160m2 1 机电一体化设备 台12 2 松下PLC 台24 3 变频器 台12 4 计算机 台14 2.教学师资配置 应由两名专业教师共同组织教学. 3.教材配置 采用以项目教学法编制的校本教材. 五、其他说明 1.本课程标准适用专业为数控应用专业、模具专业、机电一体化. 2.根据专业不同,可以根据实际情况进行取舍变动.对于要求较高的选修项目可改变为 阅读分析类任务,以降低要求. 《单片机应用技术》课程标准 一、课程概述 《单片机应用技术》课程教学以单片机硬件和软件知识为基础,为培养学生处理对单片机系统软、硬件应用具有初步开发的能力和学习有关后继课、专业课打基础.是理论联系实际,培养实际操作能力和科学研究方法的重要手段. 本实训要求学生综合运用所学的单片机知识、电子、电路知识,通过实训加深学生对单片机知识的理解,掌握单片机基本组成、工作原理、接口电路及硬件电路的连接,建立微机系统的基本概念、基本理论和计算方法;掌握MCS-51系列单片机的指令系统;运用汇编语言编制一些简单应用程序.本实践课程采用项目教学模式,使学生应达到以下基本要求: 分析程序的能力 分析硬件电路的能力 编制程序的能力 设计硬件电路的能力 综合分析与调试的能力 项目综合设计与制作的能力 《单片机应用技术》是实际应用课程,在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用. 二、培养目标 1.课程目标 教学目标和总体要求是通过课程学习使学生掌握单片机基本组成、工作原理、接口电路及硬件电路的连接,建立微机系统的基本概念、基本理论和计算方法;掌握MCS-51系列单片机的指令系统;运用汇编语言编制一些简单应用程序.具体要求为:学生能够根据任务要求画出程序流程图、编写出正确的程序,进行程序调试;通过编程思路讲解,学生能够独立画出流程图,完成编写程序,调试、运行等阶段、过程. 通过行为导向的项目式教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养;独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力. 通过实践教学,使学生较深刻地认识到单片机在工业控制中的应用,更好地把单片机应用同电气自动化控制结合起来,提高对控制设备电气控制的认识,从而实现本专业的培养目标. 2.职业能力目标 (一)知识目标: 1、理解和掌握单片机的工作原理和内部结构 2、掌握汇编语言程序设计的基本方法. 3、理解人机接口的硬件结构与软件编程原理和设计方法. 4 、掌握单片机系统扩展技术. 5、初步掌握MCS-51应用系统的开发技术 (二)能力目标: 1、能运用本课程知识独立设计和制作从简单到复杂的单片机应用系统(软件和硬件) 2、能运用本课程知识技能维修单片机应用设备和产品. 3、具备进一步自学拓展相关知识的能力,如自学应用其他型号单片机的能力. (三)素质目标: 在以实际操作过程为主的项目教学过程中,锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力. 三、与前后课程的联系 1.与前续课程的联系 先修课:《电工实训》、 《电子实训》、《单片机应用技术》、《模拟电子技术》、 《数字电子技术》. 2.与后继课程的关系 为学生后续课程"单片机应用技术实训"打下坚实的基础,以及为学生今后从事电子电路、工业控制等领域打下基础. 四、教学内容与学时分配 本课程按照情景教学法实施教学,总内容包括3个情景,内含15个子情景,将职业行动领域的工作过程融合在训练中,本课程情景结构与学时(92学时)分配见情景表1. 1.情景1:单片机基础知识,18学时. 子情景1-1 单灯控制设计,18学时. 2.情景2:单片机基础实训,42学时. 子情景2-1 流水灯控制,12学时; 子情景2-2 数码管静态与动态显示控制,6学时; 子情景2-3 步进电机控制,6学时; 子情景2-4 A/D和D/A转换电路 ,6学时; 子情景2-5 用定时器的电子钟(秒表),6学时. 子情境2-6 一键多功能键盘控制设计,6学时 3.情景3:单片机综合典型应用实例,34学时. 子情景3-1 电压与温度测量与控制 ,4学时; 子情景3-2 交通灯控制,6学时; 子情景3-3 电机转速测量与控制,6学时; 子情景3-4 参数检测仪表,6学时; 情景表1 课程情景内容与学时分配表 情景编号情景名称子情景编号子情景名称子情景内容 主要教学知识点 学习目标 学时 情景1单片机基础知识 子情景1-1 单灯控制设计 利用软硬件设计控制端口上的单灯间隔一段时间进行闪烁 1.单片机概述 2. 51单片机引脚与内部结构 3. 51系列单片机外引脚功能 4. 51单片机内部结构 5.单片机仿真与编程软件介绍及51单片机最小系统介绍 6. 51单片机程序设计基础 1.以单灯控制设计为例,掌握单片机软硬件的基础知识 2.以单灯控制程序为例,掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 18 情景2单片机基础实训 子情景2-1 流水灯控制 1.利用软硬件设计控制端口上的8个灯从左到右依次点亮 2. 利用软硬件设计控制端口上的8个灯从右到左依次点亮 3. 利用软硬件设计控制端口上的8个灯按照设计好的亮灯表格依次点亮 1.单片机设计中软硬件关系 2.掌握控制程序中的C语言相关知识点和语句 1.掌握单片机软硬件的基础知识 2.掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 3.掌握C语言知识点和相关语句 12 子情景2-2 数码管静态与动态显示控制 1.利用软硬件设计控制端口上的7端数码管以静态方式点亮 2. 利用软硬件设计控制端口上的7段数码管以动态方式点亮 1.7段数码管在实训中点亮原理、结构 2.静态显示与动态显示的显示原理、结构、区别 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握单片机软硬件的基础知识 2.掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 3.掌握C语言知识点和相关语句 4.掌握7段数码管的显示原理与结构 5. 掌握静态显示与动态显示的显示原理、结构、区别 6.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情景2-3 步进电机控制 1.步进电动机正反转控制原理及分析; 2.利用软硬件设计控制步进电机正转、反转 1.步进电动机正反转控制原理及分析; 2. C语言相关知识点与语句 1.掌握直流电动机"正—停—反"控制原理及分析; 2.掌握步进电动机"正—反—停"控制原理及分析; 3. C语言相关知识点与语句 6 子情景2-4 A/D和D/A转换电路 1. 数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.模拟转换成数字的原理,结构及分析. 1. 数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.模拟转换成数字的原理,结构及分析. 3.C语言相关知识点与语句 1. 掌握数字转换成模拟的原理,结构及分析 2.掌握模拟转换成数字的原理,结构及分析. 3.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情景2-5 用定时器的电子钟(秒表) 1.单片机定时器原理及分析; 2. 利用定时完成秒表的制作 1.单片机定时器原理、结构、分析及应用; 2. 秒表的制作过程 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握单片机定时器原理、结构、分析及应用; 2. 掌握秒表的制作过程 3.掌握C语言相关知识点与语句 6 子情境2-6 一键多功能键盘控制设计 1.键值的原理,应用及分析 2.不同的功能模块放置在一个键上 1.键值的原理,应用及分析 2.不同的功能模块放置在一个键上 3.C语言相关知识点与语句 1.掌握键值的原理,应用及分析 2.掌握不同的功能模块放置在一个键上 3.掌握C语言相关知识点与语句 情景3单片机综合典型应用实例 子情景3-1 电压与温度测量与控制 1.电压信号测量 2.热电阻温度测量处理 3.温度变送输出 4.多参数巡回测量 1.电压信号测量 原理及应用 2.热电阻温度测量处理原理及应用 3.温度变送输出原理 1.掌握电压信号测量原理及应用 2.掌握热电阻温度测量处理原理及应用 3.掌握温度变送输出原理 4.掌握C语言相关知识点与语句 4 子情景3-2 C650车床电气控制 1. C650车床电气控制电路工作原理与分析; 2.C650车床电气控制电路简单故障分析. 1)C650车床结构、控制要求; 2)C650车床结构电气控制电路工作原理与分析; 3)C650车床电 器控制电路简 单故障分析. (1)掌握车床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他车床的电器线路. 6 子情景3-3 情景3-3 Z3040摇臂钻床电气控制 1. Z3040摇臂钻床 电气控制原理与分析; 2. Z3040摇臂钻床 电气控制柜的设计与装配 1)摇臂钻床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求; 2)Z3040摇臂钻床主电路分析控制电路分析、辅助电路分析. 3)Z3040摇臂钻床电气控制柜的设计安装. (1)掌握钻床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他钻床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-4 X6132万能铣床 电气控制 1.X62W万能铣床拖动及控制要求分 析; 2. .X62W万能铣床电气控制系统故 障分析. 1)X62W万能铣床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求. 2)X62W万能铣床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析. 3)X62W万能铣床电气控制线路的设计安装. (1)掌握铣床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他铣床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-5 T68卧式镗床电气控制 1.T68卧式镗床拖动及控制要求分析; 2. T68卧式镗床 电气控制系统故障分析. 1)镗床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求. 2)镗床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析. 3)镗床电气控制线路设计安装. (1)掌握镗床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他镗床机床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 子情景3-6 M7120平面磨床 电气控制 1. M7120平面磨床的工作原理与分析; 2.M7120平面磨床砂轮电动机控制电气的参数选择与控制线路安 装1)M7120平面磨床的工作原理与分析; 2)M7120磨床的砂轮电动机功率为3 kW,选择合理的保护和接触器; 3)M7120平面磨床基本控制线路的安装 (1)掌握磨床的电力拖动及控制特点,会分析其控制线路,对一般现场故障会查找并排除故障. (2)会应用所学知识分析其他磨床的电气线路. (3)掌握电气控制设备的使用及维修,培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力. (4)掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法,并会安装与调试. 6 情景4其它电机子情景4-1 其它电机1.单相异步电动机 2.直流电机 3.伺服电机 4.步进电机 5.检测电机 1)单相异步电动机结构、原理、使用维护与检修、型号的选择和安装、拆装一般实验 2)伺服电动机、步进电机工作原理、用途及类型 3)测速发动机、旋转变压气的工作原理、用途及类型 (1)了解单相异步电动机的类型及原理. (2)掌握直流电机的基本结构、工作原理. (3)掌握定子、转子的作用与组成. (4)了解电枢电动势、电磁转矩的公式. (5)了解他励直流电机的机械特性方程曲线. (6)掌握他励直流电机的启动、反转、制动方法. (7)掌握他励直流电机的调速方法、性能. (8)熟悉步进电动机的特点,掌握步进电动机的原理,理解交、直流伺服电动机的工作原理,掌握交流伺服电动机如何消除"自转",了解交、直流伺服电动机控制方式. (9)理解测速发电机的用途. (10)掌握步进电动机的原理,理解交、直流伺服电动机的工作原理,掌握交流伺服电动机如何消除"自转",了解交、直流伺服电动机控制方式. (11)理解测速发电机的用途. 12 94学时 本学习领域课程包括电脑钟的设计与制作和单片机与液晶显示接口应用 两个项目的主要教学 内容、学习目标、参考学时等见表2—3—1. 表2—3—1 课程项目结构与学时分配表 项目 编号 项目 名称 项目 内容 主要教学内容 学习目标 学时 P3—1 单灯控制设计 利用软硬件设计控制端口上的单灯间隔一段时间进行闪烁 1.单片机概述 2. 51单片机引脚与内部结构 3. 51系列单片机外引脚功能 4. 51单片机内部结构 5.单片机仿真与编程软件介绍及51单片机最小系统介绍 6. 51单片机程序设计基础 1.以单灯控制设计为例,掌握单片机软硬件的基础知识 2.以单灯控制程序为例,掌握PROTUES和KEILC51两个仿真软件 18 P3—2 单片机与液晶显示接口应用 训练液晶显示接口的应用能力,训练LCD应用软、硬件设计与综合调试能力. 1.总体设计 2.硬件设计 3.软件设计 4.系统调试与脱机运行 1.单片机液晶显示接口应用编程与调试 2.显示方式的扩展应用 3.显示时钟应用 14 五、学习资源的选用 1.教材选取的原则 方便学生自学和教师教学,同社会相关行业相结合. 2.推荐教材 李秀忠 单片机应用技术 中国劳动社会保障出版社 2006 3.参考的教学资料 李传军 单片机原理及应用 河南科学技术传版社 2006 张永枫 单片机应用实训教程 西安电子科技大学出版社 2005 六、教师要求 1.具有丰富的单片机硬件系统设计知识和经验. 2.具有丰富的单片机软件系统设计知识和经验. 3.熟悉工业生产中单片机的应用. 4.具备基于生产过程项目教学法的应用能力. 七、考核方式与标准 对学生实行以职业能力为中心的考核,激发学生自主学习的积极性,在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. (一) 对学生的考核 考核形式:本课程考核成绩以实践操作考试为主,兼顾平时成绩和实训报告成绩. 成绩评定方式:平时成绩(含实训报告等)占30%,实际操作考核占70%. 要求学生在进行完本实践课程后,通过中级维修电工技能考证,直接引入社会评价. 实训报告内容: 实训名称、日期、班别、学号、姓名、同组人姓名、实训台号. 实训目的及要求. 实训设备、电器元件型号规格. 原理图、主要实训过程及步骤. 源程序、流程图等 实训总结及心得体会. 实际操作评分标准表 序号 主要内容考核要求评分标准配分 扣分 得分 1 正确编写程序 编写程序正确 编写程序不正确扣2分15 2 录入程序 正确录入程序 程序录入不正确扣3分15 3 调试程序 能正确调试程序 调试不正确扣2分50 4 运行程序 实训结果与理论分析相一致 实训结果与理论分析不符扣3分20 九、学习情境设计 学习情境是学习领域课程进行知识与技能传授的纽带,本学习领域课程安排电压表设计等两个学习情境,每个学习情境从项目目标、项目任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料、使用工具、实施步骤提出了要求. 1.基于项目教学重组课程实践内容,并建设了特色教材 通过项目内容辐射整个课程.内容选择上力求实用.体现高职高专办学特色,集装配、试验、课程设计到实训基地实习为一体的实践性教学思想.根据毕业生的能力和素质要求制定实践教学标准,制定出实践教学计划,统筹安排实践性教学内容,将基本技能和技术应用能力训练贯穿于教学全过程,形成系列实践环节. 2.项目驱动等教学方法贯穿实践教学全程 体现了一条主线,点面结合,螺旋上升的设计思路.通过项目实践,建立了以学生为主体、教师参与教学的开放教学系统.打破原有教学体系,采用新的教学模式.转变传统教学观念,把以教师操作为主的实践教学过程变为以学生自己动手为主的学习过程,把主动权交给学生. 3.借助校内实验设备实施模拟训练 结合课程教学,在不同的阶段,我们引入不同的实训项目,让学生自己设计、编程、调试,提高学生的动手能力. 《电气控制技术》课程标准 一、课程性质与目的 ????《电气控制技术》课程是电气工程及其自动化专业的一门限选课,本课程实践性强,与生产实际联系紧密,知识的覆盖面较宽,是强电与弱电的结合,机、电、液的结合.本课程主要介绍由常用低压控制电器的基本结构、原理与选用,电气控制线路的原理和应用. 二、课程简介 ????本课程要求学生熟悉常用低压控制电器的基本原理、规格及选用;掌握继电器控制的基本原理、线路分析与设计. 三、教学内容 1?.绪论(?2?学时)? 主要内容:电气控制的发展及现状,本课程的性质、内容、任务及学习方法. 学习要求:了解电气控制的发展及现状,本课程的性质、内容、任务及学习方法. 2?.常用低压电器(?6?学时)? 主要内容:接触器、继电器、保护电器、主令电器及人机界面等常用低压电器的结构、原理、规格及选用、电器的现状与发展趋势. 学习要求:掌握接触器、继电器、保护电器、主令电器及人机界面等常用低压电器的结构、原理、规格及选用.电器的现状与发展趋势. 3?.继电器控制的基本原理与线路分析(?8?学时) 主要内容:点动与自锁、联锁与互锁的基本概念及应用、掌握位置原则、时间原则、速度原则等控制线路、一般电器线路的设计、典型设备电器控制线路分析方法、故障分析与排除方法.?? 学习要求:掌握点动与自锁、联锁与互锁的基本概念及应用、掌握位置原则、时间原则、速度原则等控制线路,?掌握一般电器线路的设计,掌握典型设备电器控制线路分析方法、故障分析与排除方法. 4.?电气控制设计基础(?4?学时)主要内容:电气控制设计的基本原则、基本内容和设计方法,控制线路设计的方法与步骤,主要参数的计算及常用电器的选择等. 学习要求:掌握设计方法、参数计算、电器元件选择等. 实验教学内容概况:本课程的实验是学习工厂电气控制技术的一个重要环节.实验目的是让学生掌握与巩固课堂所学知识,培养灵活运用所学知识来分析和解决实际系统运行中出现各种问题的能力,学会处理实验数据和编写实验报告的方法. 实验报告要求:1、每次实验前必须根据实验指导书结合讲课内容进行预习,明确实验目的. 2、实验报告要书写整齐,图表要整齐规范. 主要仪器设备:工厂电气控制技术实验装置(包括各实验项目所需的挂件)1套、双踪示波器1台,万用表1块,导线若干. 实验指导书名称:《电气控制技术实验指导书》自编 实验项目一览表 四、教学基本要求 1、低压控制电器的结构、原理以电磁式电器为核心进行介绍;介绍各种电器时应该侧重于其规格、符号及选用,多采用电器实物示教,注意新型电器的介绍. 2、讲授电器控制线路时,应该注意培养学生设计电路的方法及其严谨态度,强调电路的可靠性.重点分析、介绍按行程原则、时间原则、速度原则、电流原则等不同形式的电路. 3、常用机械设备的电器控制应从生产加工工艺出发,充分运用控制线路基本环节,引出完整的控制线路.对于各种机械设备控制要抓住各自特点进行教学,着重注意机、电、液三者的配合.这一部分教学可适当安排一定的时间到工厂参观或现场教学. 4、?要加强实践,通过实验提高动手能力;从实际应用的角度去分析和掌握各种典型电路. 五、教学方法 ????本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法.共开设有关实验12个学时,具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求. 六、参考教材和阅读书目 参考教材: 待定 阅读书目: 1、邓则名.?电器与可编程控制器应用技术?第二版.?机械工业出版社,1997年1月2、方承远.?工厂电气控制技术?第二版.?机械工业出版社,2000年3、袁涤非.?电器控制.?轻工业出版社,1993年4、徐德等.?可编程序控制器(PLC)应用技术?第二版.?山东科技出版社,2001年5、陈克定等.?电气控制与可编程序控制器.?华南理工大学出版社,2001年七、本课程与其它课程的联系与分工 《电气控制技术》是《PLC可编程控制器》课程的前续课程.