快速导航栏
电气自动化技术专业核心课程标准-《小型综合自动化系统集成》课程标准
发布时间:2016-07-18  点击量:
《小型综合自动化系统集成》课程标准
 
课程代码:
课程性质:必修
开设学期:第5学期
适用专业: 电气自动化技术
编写执笔人及编写日期:
陈冬东
2015-4
计划学时:132
学分:7
审定负责人及审定日期: 
 
 
授课单位:自动化工程系电气自动化教研室
教学单位主任及审定日期: 
 
 
合作企业:
企业参加编写人员:
 
一、课程定位和设计
1.性质与作用
(1)课程的性质
《小型综合自动化系统集成》课程是电气自动化技术专业的专业核心课程,是基于工作过程的教、学、做一体化的项目化课程。
(2)课程的作用
本课程培养具有自动化系统综合应用能力的高技能人才,使其可从事集PLC、变频器、组态、触摸屏于一体的自动化系统的调试、维护、运行、销售等工作。
(3)与其他课程的关系
本课程的前导课程有《电工基础》、《PLC控制系统项目设计与实施》、《电机及拖动技术应用》、《计算机辅助绘图》、《传感器与自动化仪表》,通过前导课程的学习,学生已经对基本电工电路有了较深理解,掌握了电机控制与调速的基本理,而且掌握了PLC编程与调试的技能和技巧。后续课程《顶岗实习、毕业设计及答辩》是本课程学习的进一步深化与实践。
2.设计思路
老师边讲解,边演示,学生边学习、边实践、边提问,实现“教、学、做”一体化教学。在教学内容的安排上,将课程内容项目化,配合以“角色扮演”的方式,在教学过程中不断地用“项目”来引导学生使学生自主学习,使学生变被动地接受知识到主动地寻求知识,使他们完成由“学会”到“会学”的转变。以实际应用为最终目标,引领整个课程的学习。
将学生按实训台数量进行分组,每组学生尽量做到有一到两名优秀学生。在教学过程中这名学生可以起到带头作用。
考虑到要最大限度的增加每个学生的兴趣和动手机会,加其大参与程度,以及每个学生基础和能力的不同,要在分组的基础之上再分配任务不同的角色给各个同学,一是为了提高学习兴趣,二是为因材施教。擅长硬件的先负责硬件,擅长编程的先负责软件,并且学生角色在教学中是要随着项目的不同进行轮换的。
学习情境设定:学生们已经参加工作,每组学生为一个自动化系统设计安装调试团队,以承接自动化系统工程项目为工作。
教师角色为项目甲方,学生角色可为监理师,以及乙方项目经理,工程师。
甲方:将项目任务提出给乙方执行
乙方:项目经理制定工作计划,负责项目整体调试
软件工程师负责编写控制程序并调试
硬件工程师负责控制系统接线以及设备配置调试
监理:根据甲方下达的项目任务书要求,全程监控乙方进度、技术以及安全,对乙方完成项目的功能进行验收并向甲方报告。
每个项目按照实际工作顺序都分为准备、设计、实施、验收四个阶段。
二、课程总体目标
1.专业能力:能够正确地按照项目要求进行系统设计,能够熟练地完成PLC编程,能够熟练地对变频器进行参数设置,掌握应用于具体项目的组态设计方法和思路,能对自动化系统进行整体安装调试。
2.方法能力:能够自主学习、自我思考探讨;具有制定工作计划的能力;能充分利用各种媒体工具获取有用信息。
3.社会能力:具有同学间的技术探讨和技术合作能力,具有工作责任心和社会责任感,能够利用专业知识节约能源和保护环境,懂得尊重他人的思想感情。
三、学习情境(或项目、任务、单元)学时分配
项目名称
子项目
参考学时
项目一 焦罐运载车控制系统设计、安装与调试
1.1西门子420变频器初识
8
48
1.2焦罐运载车手动运行功能设计
12
1.3多段速主令控制调速功能设计
12
1.4焦罐运载车无级调速功能的实现
16
项目二 典型盾构机控制系统设计、安装与调试
2.1典型盾构机挖掘功能的手动调试
10
84
2.2基于PLC的典型盾构机挖掘速度的多段调节
10
2.3基于PLC的典型盾构机开/闭环速度控制
16
2.4典型盾构机控制系统的运行设计
18
2.5典型盾构机控制系统的组态触摸屏控制
30
合      计
132
四、项目教学设计
1、 项目一教学设计
子项目1.1西门子420变频器初识
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.了解变频器基本操作面板(BOP)的功能。
2.掌握用操作面板(BOP)改变变频器参数的步骤。
3.掌握用基本操作面板(BOP)快速调试变频器的方法
1.基本操作面板(BOP)功能说明
2.用基本操作面板更改参数的数值
3.变频器快速调试
 
西门子420变频器的基础知识和参数设置
讲授、演示
1.教学过程组织与实施思路
讲授西门子420变频器基础知识
演示西门子420变频器参数设置和调试方法
学生制定工作计划
学生选用器件
学生按计划进行实践操作
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅西门子420变频器的相关知识
课后训练:按照计划,参考实训指导书对变频器进行操作学习
评价标准:
1.接线准确、牢固、整洁
2.参数选择正确,参数值设定正确
3.调试运转正常
4.实训场地卫生保持良好
子项目1.2焦罐运载车手动运行功能设计
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.了解变频器外部控制端子的功能,掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
2.能按照项目要求制定工作计划并执行
3.能够设计变频控制系统
4.会绘制电气控制原理图
1.焦罐运载车走行电机的点动控制
2.焦罐运载车走行电机的方向控制
 
 
变频器外部控制端子的功能
 
 
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示焦罐运载车的工作过程、
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅焦罐运载车的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
 
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.参数选择正确,参数值设定正确
5.调试实现项目要求的功能
6.实训场地卫生保持良好
子项目1.3多段速主令控制调速功能设计
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.了解变频器外部控制端子的功能,掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
2.能按照项目要求制定工作计划并执行
3.能够设计变频控制系统
4.会绘制电气控制原理图
焦罐运载车走行电机运行的多段速选择
 
 
 
 
变频器固定频率的选择方法
 
 
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示焦罐运载车多段速运行的工作过程
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅主令控制器、变频器多段速选择的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.参数选择正确,参数值设定正确
5.调试实现项目要求的功能
6.实训场地卫生保持良好
子项目1.4焦罐运载车其他调速功能的实现
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.变频器操作面板(BOP)的功能及使用方法
2.进一步熟练进行参数的设定
3.掌握利用模拟量对变频器进行速度控制的方法
焦罐运载车走行电机的无级调速
焦罐运载车走行电机的模拟量调速
 
 
变频器无级调速、模拟量调速的操作
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示焦罐运载车调速运行的工作过程
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅模拟量调速、无级调速的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.参数选择正确,参数值设定正确
5.调试实现项目要求的功能
6.实训场地卫生保持良好
 
2、项目二教学设计
子项目2.1典型盾构机挖掘功能的手动调试
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1. 了解PLC控制变频器外部端子的方法。
2.掌握PLC+变频器的自动化控制系统的典型设计方法
1.设置变频器的输出值
2.盾构机挖掘电机方向和手动控制功能实现
 
西门子420变频器的设置
小型自动化系统设计思路
 
讲授
1.教学过程组织与实施思路
复习西门子PLC编程知识
讲授系统工作要求
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:复习西门子PLC的编程方法,通过网络等媒介查阅盾构机的相关知识
课后训练:按照计划,设计并调试项目要求的控制系统
评价标准:
1.接线准确、牢固、整洁
2.参数选择正确,参数值设定正确
3.编程准确、简洁
4.调试运转正常
5.实训场地卫生保持良好
子项目2.2基于PLC的典型盾构机挖掘速度的多段调节
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.了解变频器外部控制端子的功能,掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
2.熟悉PLC编程
3.会绘制电气控制原理图
1.盾构机的多段速控制
 
 
变频器外部控制端子的功能
PLC编程
 
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示工作过程
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅盾构机运行过程的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.编程准确、简洁
5.参数选择正确,参数值设定正确
6.调试实现项目要求的功能
7.实训场地卫生保持良好
子项目2.3基于PLC的典型盾构机开/闭环速度控制
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.了解变频器外部控制端子的功能,掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
2.能按照项目要求制定工作计划并执行
3.熟悉PLC与变频器的通讯编程
4.会绘制电气控制原理图
盾构机进给电机和挖掘电机运行速度的开/闭环控制
 
 
 
 
模拟量/通讯变频开环速度控制
模拟量/通讯变频闭环速度控制
 
 
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示工作过程
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅变频开闭环速度控制的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.编程准确、简洁
5.参数选择正确,参数值设定正确
6.调试实现项目要求的功能
7.实训场地卫生保持良好
子项目2.4典型盾构机控制系统的总体设计
项目准备:多媒体、实训台、电工工具
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.能自行设计小型自动化控制系统
2.进一步熟练PLC+变频器的综合应用
典型盾构自动控制系统总体设计
 
 
PLC模拟量输入输出的应用
 
 
讲授、演示
 
 
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示工作过程
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅盾构机运行现场条件的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.编程准确、简洁
5.参数选择正确,参数值设定正确
6.调试实现项目要求的功能
7.实训场地卫生保持良好
子项目2.5典型盾构机控制系统的组态触摸屏控制
项目准备:多媒体、实训台、电工工具、组态软件
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
1.熟练使用组态触摸屏软件
2.掌握触摸屏的使用方法及其与PLC的通讯方式
典型盾构机控制系统的组态触摸屏控制方式
组态软件的使用
PLC编程
讲授、演示
 
1.教学过程组织与实施思路
讲授、演示项目要求
学生制定工作计划
学生选用器件
学生绘制电气控制原理图
学生进行系统组态设计
学生进行实践操作
进行项目总结报告
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前准备:通过网络等媒介查阅盾构机运行现场条件的相关知识
课后训练:按照计划,进行操作学习
评价标准:
1.工作计划制定合理
2.电气控制原理图绘制正确
3.接线准确、牢固、整洁
4.编程准确、简洁
5.参数选择正确,参数值设定正确
6.组态画面功能实现全面,组态正确
7.触摸屏与PLC通讯正确
8.调试实现项目要求的功能
9.实训场地卫生保持良好
 
 
五、课程建议
1.教学条件
(1)软硬件条件
自动化工程系变频实训区
计算机、投影仪
(2)师资条件
对任课教师职业能力和知识结构要求:拥有电气系统的理论知识;熟悉电气控制的国家标准或行业标准;能够熟练设计安装调试自动化控制系统;同时具有丰富的教学经验。
对专任教师和兼职教师组成的具有“双师”结构特点的教学团队要求:具有本专业教师资格和本专业技师以上职业资格。
2.考核方式
本课程是考试课,采用百分制,由过程性考核和终结性考核组成,其中过程性考核占50%,终结性考核占50%。
(1过程性考核(占比50%)    
考核构成
比例(%)
说明
出勤
15
每堂课的出勤情况
学习态度
15
求知欲望,学习热情,严谨程度
任务完成情况
20
各个项目的完成情况
 
(2)终结性考核(占比50%)
考核构成
比例(%)
题型
主要考核点
变频器设置
10
实训
变频器参数设定是否正确
PLC梯形图编程
10
实训
程序是否合理可行、是否简洁
触摸屏组态设计
5
实训
是否实现所需组态控制功能
系统整体安装调试
20
实训
接线正确与否、整个系统是否能正常运行
安全文明生产
5
实训
实训服装、实训区卫生
 
3.推荐教材及参考资料
(1)推荐教材
李智明.《电气控制与PLC及变频器技术应用》.大连理工大学出版社. 2013.01
(2)参考资料及其它
《西门子420变频器官方手册》
《西门子S7-200PLC编程手册》
版权所有:唐山工业职业技术学院 冀ICP备字10014572号 开发维护:中共唐山工业职业技术学院委员会
地址:河北省唐山市曹妃甸大学城渤海大道25号 邮政编码:063200  电话:15030500108