技校實訓(xùn)課程教學(xué)設(shè)計范例一、課程基本信息課程名稱PLC控制技術(shù)實訓(xùn)適用專業(yè)機電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)課程性質(zhì)專業(yè)核心實訓(xùn)課課時/學(xué)分40課時/2學(xué)分先修課程《電工基礎(chǔ)》《電氣控制技術(shù)》后續(xù)課程《工業(yè)機器人應(yīng)用》《自動化生產(chǎn)線調(diào)試》實訓(xùn)場地PLC綜合實訓(xùn)教室（配備西門子S7-200SMARTPLC實訓(xùn)裝置）參考教材《PLC控制技術(shù)理實一體化教程》（項目化版本）二、設(shè)計理念與思路本課程遵循“以職業(yè)能力為核心、以工作過程為導(dǎo)向、理實深度融合”的實訓(xùn)設(shè)計理念，聚焦機電一體化領(lǐng)域“PLC編程與調(diào)試”崗位能力要求，以企業(yè)真實生產(chǎn)任務(wù)為載體，采用“項目教學(xué)+任務(wù)驅(qū)動”模式，將PLC理論知識融入實踐操作，實現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”。設(shè)計思路：1.職業(yè)導(dǎo)向：對接企業(yè)“PLC程序員”“自動化設(shè)備調(diào)試員”崗位能力，選取“電動機控制改造”“物料分揀”“自動送料”等典型工作任務(wù)；2.理實融合：每個項目均包含“理論鋪墊-方案設(shè)計-實踐操作-總結(jié)拓展”環(huán)節(jié)，打破“理論與實踐脫節(jié)”的傳統(tǒng)模式；3.行動導(dǎo)向：通過“任務(wù)導(dǎo)入-分析-實施-評價”的行動過程，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力與職業(yè)素養(yǎng)；4.分層遞進：項目難度從“基礎(chǔ)指令應(yīng)用”到“復(fù)雜系統(tǒng)調(diào)試”逐步提升，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。三、課程目標（一）知識目標1.掌握PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及常用指令（如LD、LDI、OUT、SET、RST等）；2.理解PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計流程（需求分析-IO分配-接線設(shè)計-程序編寫-調(diào)試運行）；3.熟悉典型工業(yè)控制場景（如電動機控制、物料分揀、生產(chǎn)線聯(lián)動）的PLC應(yīng)用邏輯。（二）技能目標1.能獨立完成PLC硬件選型、IO點分配及接線操作；2.能運用基本指令編寫電動機點動/連續(xù)控制、正反轉(zhuǎn)控制等程序；3.能完成物料分揀系統(tǒng)、自動送料生產(chǎn)線等復(fù)雜系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計與調(diào)試；4.能使用編程軟件（如STEP7-Micro/WINSMART）進行程序輸入、監(jiān)控與修改。（三）職業(yè)素養(yǎng)目標1.樹立“安全第一”的操作意識（如斷電接線、規(guī)范使用工具）；2.培養(yǎng)團隊合作精神（如分組完成項目時的分工協(xié)作、溝通交流）；3.形成嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度（如接線前核對圖紙、調(diào)試時記錄問題與解決過程）；4.提升職業(yè)責(zé)任感（如保證設(shè)備運行穩(wěn)定性、遵守企業(yè)操作規(guī)程）。四、課程內(nèi)容設(shè)計本課程以“項目為載體、任務(wù)為單元”，選取3個典型項目，覆蓋PLC應(yīng)用的核心場景，每個項目包含2-3個任務(wù)，具體內(nèi)容如下：項目一：電動機點動與連續(xù)控制電路PLC改造（12課時）項目描述：將傳統(tǒng)繼電器控制的電動機點動/連續(xù)控制電路，改造為PLC控制電路，解決繼電器系統(tǒng)“接線復(fù)雜、故障率高”的問題。任務(wù)1：PLC硬件選型與IO接線（4課時）學(xué)習(xí)目標：能根據(jù)控制要求選擇PLC型號，完成IO點分配與硬件接線。工作任務(wù)：1.分析電動機點動/連續(xù)控制的輸入（啟動按鈕、停止按鈕、熱繼電器）與輸出（接觸器線圈）設(shè)備；2.選擇合適的PLC型號（如西門子S7-200SMARTSR40），進行IO點分配（輸入：X0=啟動按鈕、X1=停止按鈕、X2=熱繼電器；輸出：Y0=接觸器線圈）；3.繪制PLC接線圖（電源回路、輸入回路、輸出回路）；4.按照接線圖完成PLC與外圍設(shè)備的連接（注意電源極性、端子緊固）。相關(guān)知識：PLC硬件結(jié)構(gòu)（主機、IO模塊、電源）、IO點分配原則（輸入接常開/常閉、輸出接感性負載需加續(xù)流二極管）?？己艘c：IO點分配正確性（占30%）、接線規(guī)范性（占40%）、工具使用安全性（占30%）。任務(wù)2：基本指令編程與調(diào)試（6課時）學(xué)習(xí)目標：能運用基本指令編寫電動機點動/連續(xù)控制程序，并完成調(diào)試。工作任務(wù)：1.回顧繼電器控制電路的邏輯（點動：啟動按鈕直接控制接觸器；連續(xù)：啟動按鈕通過自鎖觸點保持）；2.用PLC基本指令（LD、OUT、SET、RST）編寫程序（點動：X0→Y0；連續(xù)：X0→SETY0，X1→RSTY0）；3.將程序輸入PLC（使用STEP7-Micro/WINSMART軟件），進行在線監(jiān)控（觀察IO狀態(tài)變化）；4.調(diào)試程序（模擬啟動/停止操作，檢查電動機運行狀態(tài)是否符合要求）。相關(guān)知識：PLC基本指令功能、程序編寫規(guī)則（梯形圖格式、指令順序）、在線監(jiān)控方法?？己艘c：程序邏輯正確性（占40%）、調(diào)試效率（占30%）、問題解決能力（占30%）。任務(wù)3：電路改造與運行驗證（2課時）學(xué)習(xí)目標：能完成傳統(tǒng)電路與PLC電路的切換，驗證改造效果。工作任務(wù)：1.斷開傳統(tǒng)繼電器控制電路的電源，拆除繼電器、按鈕等設(shè)備；2.連接PLC控制電路（按照任務(wù)1的接線圖）；3.通電測試（先測電源電壓，再測輸入輸出信號）；4.記錄改造前后的效果（如接線復(fù)雜度、故障率、維護便利性）?？己艘c：改造流程規(guī)范性（占40%）、運行穩(wěn)定性（占30%）、效果分析報告（占30%）。項目二：物料分揀系統(tǒng)PLC控制設(shè)計（16課時）項目描述：設(shè)計一套PLC控制的物料分揀系統(tǒng)，實現(xiàn)“識別物料顏色（紅、藍）-分揀到對應(yīng)料箱”的功能，模擬企業(yè)生產(chǎn)中的物料分類場景。任務(wù)1：系統(tǒng)需求分析與IO設(shè)計（4課時）學(xué)習(xí)目標：能分析復(fù)雜系統(tǒng)的控制需求，完成IO點設(shè)計。工作任務(wù)：1.了解物料分揀系統(tǒng)的組成（傳送帶、光電傳感器、顏色傳感器、分揀氣缸、料箱）；2.分析控制要求（傳送帶啟動后，物料到達檢測位置→顏色傳感器識別→分揀氣缸動作→將物料推入對應(yīng)料箱→傳送帶停止）；3.分配IO點（輸入：X0=啟動按鈕、X1=停止按鈕、X2=光電傳感器、X3=顏色傳感器（紅）、X4=顏色傳感器（藍）；輸出：Y0=傳送帶電機、Y1=分揀氣缸（紅）、Y2=分揀氣缸（藍））；4.繪制IO接線圖（標注傳感器、執(zhí)行器的連接方式）。相關(guān)知識：傳感器工作原理（光電、顏色）、執(zhí)行器（氣缸）控制方式、IO點擴展方法（如增加擴展模塊）?？己艘c：需求分析完整性（占30%）、IO點分配合理性（占40%）、接線圖規(guī)范性（占30%）。任務(wù)2：程序設(shè)計與仿真（8課時）學(xué)習(xí)目標：能運用順序控制指令（如SCR）編寫復(fù)雜系統(tǒng)程序，并通過仿真驗證。工作任務(wù)：1.設(shè)計系統(tǒng)工作流程（啟動→傳送帶運行→物料檢測→顏色識別→分揀→傳送帶停止）；2.用順序控制指令（SCR）編寫程序（步1：傳送帶啟動；步2：物料檢測；步3：顏色判斷；步4：分揀動作；步5：傳送帶停止）；3.使用PLC仿真軟件（如S7-200SMART仿真器）模擬運行（輸入模擬信號，觀察輸出狀態(tài)）；4.修改程序中的邏輯錯誤（如分揀氣缸動作延遲、傳送帶未及時停止）。相關(guān)知識：順序控制理念、SCR指令功能、仿真軟件使用方法?？己艘c：程序邏輯正確性（占40%）、仿真結(jié)果準確性（占30%）、程序可讀性（占30%）。任務(wù)3：系統(tǒng)安裝與調(diào)試（4課時）學(xué)習(xí)目標：能完成物料分揀系統(tǒng)的硬件安裝與現(xiàn)場調(diào)試。工作任務(wù)：1.按照IO接線圖安裝傳感器（光電傳感器固定在傳送帶一側(cè)，顏色傳感器固定在檢測位置）、執(zhí)行器（分揀氣缸固定在料箱上方）；2.連接PLC與外圍設(shè)備（注意傳感器的電源極性，氣缸的氣路連接）；3.通電調(diào)試（先測試傳感器信號是否正常，再測試執(zhí)行器動作是否準確）；4.優(yōu)化程序（如調(diào)整傳送帶速度、分揀氣缸動作時間，提高系統(tǒng)效率）?？己艘c：硬件安裝規(guī)范性（占30%）、調(diào)試效果（占40%）、系統(tǒng)優(yōu)化能力（占30%）。項目三：自動送料生產(chǎn)線PLC調(diào)試（12課時）項目描述：針對企業(yè)現(xiàn)有自動送料生產(chǎn)線（包含送料機、傳送帶、機械手、料倉），完成PLC程序的調(diào)試與優(yōu)化，解決“送料卡頓、機械手定位不準”的問題。任務(wù)1：現(xiàn)有系統(tǒng)分析與問題排查（4課時）學(xué)習(xí)目標：能分析現(xiàn)有PLC系統(tǒng)的問題，提出解決方案。工作任務(wù)：1.查看生產(chǎn)線的控制流程（送料機送料→傳送帶運輸→機械手抓取→放入料倉）；2.讀取現(xiàn)有PLC程序（使用編程軟件上傳程序），分析邏輯（如送料機的啟動條件、機械手的定位信號）；3.現(xiàn)場觀察生產(chǎn)線運行（記錄送料卡頓的時間點、機械手定位不準的位置）；4.排查問題原因（如送料機的傳感器信號延遲、機械手的脈沖輸出設(shè)置錯誤）?？己艘c：問題分析準確性（占40%）、解決方案合理性（占30%）、排查流程規(guī)范性（占30%）。任務(wù)2：程序修改與調(diào)試（6課時）學(xué)習(xí)目標：能修改現(xiàn)有PLC程序，解決生產(chǎn)線問題。工作任務(wù)：1.根據(jù)問題原因修改程序（如增加送料機的延遲啟動指令、調(diào)整機械手的脈沖數(shù)）；3.反復(fù)測試（模擬不同物料規(guī)格、不同運行速度，驗證程序穩(wěn)定性）；4.記錄調(diào)試過程（問題現(xiàn)象、修改內(nèi)容、解決效果）。相關(guān)知識：程序修改注意事項（如備份原程序、在線修改的安全性）、調(diào)試技巧（如分步測試、變量監(jiān)控）?？己艘c：程序修改正確性（占40%）、調(diào)試效果（占30%）、調(diào)試記錄完整性（占30%）。任務(wù)3：系統(tǒng)驗收與培訓(xùn)（2課時）學(xué)習(xí)目標：能向企業(yè)人員展示調(diào)試后的系統(tǒng)，并進行操作培訓(xùn)。工作任務(wù)：1.向企業(yè)師傅展示生產(chǎn)線運行效果（送料順暢、機械手定位準確）；2.講解程序修改的關(guān)鍵點（如延遲指令的作用、脈沖數(shù)的調(diào)整方法）；3.培訓(xùn)企業(yè)操作人員（如何啟動/停止生產(chǎn)線、如何處理常見問題）；4.提交調(diào)試報告（包含問題描述、解決方法、運行效果）?？己艘c：展示效果（占30%）、培訓(xùn)有效性（占30%）、調(diào)試報告規(guī)范性（占40%）。五、課程實施過程（一）教學(xué)方法選擇1.項目教學(xué)法：以項目為核心，學(xué)生通過完成真實任務(wù)學(xué)習(xí)知識與技能；2.任務(wù)驅(qū)動法：每個項目分解為具體任務(wù)，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下主動學(xué)習(xí)；3.理實一體化教學(xué)：理論講解與實踐操作同步進行（如講完基本指令后，立即進行程序編寫練習(xí)）；4.案例教學(xué)法：引入企業(yè)真實案例（如某工廠的物料分揀系統(tǒng)問題），提高學(xué)生的職業(yè)認知。（二）實施步驟（以項目一為例）步驟教師活動學(xué)生活動時間分配任務(wù)導(dǎo)入展示傳統(tǒng)繼電器控制電路的缺點（如接線復(fù)雜、故障率高），提出PLC改造的需求觀察傳統(tǒng)電路，思考改造的必要性0.5課時任務(wù)分析引導(dǎo)學(xué)生分析電動機點動/連續(xù)控制的輸入輸出設(shè)備，講解IO點分配原則分組討論，確定IO點分配方案1課時方案設(shè)計指導(dǎo)學(xué)生繪制PLC接線圖，講解接線注意事項繪制接線圖，提交教師審核1課時實踐操作巡視學(xué)生接線情況，及時糾正錯誤（如短路、接反極性）按照接線圖完成硬件連接，用萬用表檢查1.5課時程序編寫講解基本指令功能，演示程序編寫過程編寫電動機點動/連續(xù)控制程序2課時展示評價組織學(xué)生展示成果（如運行電動機、講解程序），點評優(yōu)缺點分組展示，回答教師與同學(xué)的問題1課時總結(jié)拓展總結(jié)PLC改造的關(guān)鍵步驟（IO分配、接線、編程、調(diào)試），拓展類似任務(wù)（如電動機正反轉(zhuǎn)控制改造）整理筆記，完成拓展任務(wù)（可選）1課時（三）教學(xué)資源準備1.硬件資源：PLC實訓(xùn)裝置（西門子S7-200SMART）、電動機控制實訓(xùn)臺、物料分揀系統(tǒng)實訓(xùn)設(shè)備、自動送料生產(chǎn)線實訓(xùn)設(shè)備；2.軟件資源：STEP7-Micro/WINSMART編程軟件、S7-200SMART仿真軟件、教學(xué)課件（PPT）、任務(wù)工單（包含任務(wù)描述、相關(guān)知識、實施步驟、考核要點）；3.其他資源：企業(yè)案例庫（如某工廠的PLC改造案例）、視頻資源（如PLC接線教程、程序調(diào)試教程）。六、課程評價設(shè)計本課程采用“過程性評價+結(jié)果性評價+職業(yè)素養(yǎng)評價”的多元化評價體系，突出“能力導(dǎo)向”，具體如下：（一）評價原則1.全面性：覆蓋知識、技能、職業(yè)素養(yǎng)三個維度；2.過程性：關(guān)注學(xué)生在項目實施中的表現(xiàn)（如參與度、問題解決過程）；3.客觀性：采用量化指標（如接線正確率、程序調(diào)試時間）與定性描述（如團隊合作態(tài)度）結(jié)合的方式；4.激勵性：通過表揚、獎勵（如“最佳調(diào)試小組”）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。（二）評價指標與權(quán)重評價維度評價指標權(quán)重過程性評價考勤（遲到/早退情況）5%任務(wù)工單完成情況（如接線圖、程序清單、調(diào)試記錄）15%課堂參與度（如討論發(fā)言、動手操作積極性）10%結(jié)果性評價項目成果（如PLC改造后的電路運行情況、物料分揀系統(tǒng)的準確性）30%技能考核（如程序編寫速度、調(diào)試效率）20%職業(yè)素養(yǎng)評價安全操作（如斷電接線、規(guī)范使用工具）10%團隊合作（如分組任務(wù)中的分工協(xié)作、溝通交流）5%工作態(tài)度（如嚴謹性、責(zé)任感）5%（三）評價方式1.教師評價：占60%（教師根據(jù)學(xué)生的任務(wù)完成情況、課堂表現(xiàn)進行評分）；2.學(xué)生自評：占20%（學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)過程、收獲進行自我評分）；3.同伴互評：占20%（分組學(xué)習(xí)時，組員之間根據(jù)彼此的貢獻進行評分）。七、課程保障條件（一）師資保障1.雙師型教師：授課教師需具備“教師職稱+工程師資格”，有3年以上企業(yè)PLC編程或調(diào)試經(jīng)驗；2.企業(yè)兼職教師：邀請企業(yè)“PLC程序員”“自動化設(shè)備調(diào)試員”進課堂，講解企業(yè)真實案例與最新技術(shù)（如PLC與工業(yè)機器人的聯(lián)動）。（二）場地設(shè)備保障1.實訓(xùn)場地：配備PLC綜合實訓(xùn)教室（面積不小于80平方米），每間教室設(shè)置10個實訓(xùn)工位（每個工位包含1臺PLC主機、1套實訓(xùn)臺、1臺電腦）；2.設(shè)備配置：每工位配備西門子S7-200SMARTPLC（SR40型號）、輸入輸出模塊（如EM223）、電動機控制設(shè)備（接觸器、按鈕、熱繼電器）、物料分揀系統(tǒng)（傳送帶、傳感器、氣缸）、自動送料生產(chǎn)線（送料機、機械手、料倉）。（三）教材與資源保障1.教材：選用理實一體化教材（以項目為單位，包含任務(wù)描述、相關(guān)知識、實施步驟、考核要點），如《PLC控制技術(shù)理實一體化教程》（機械工業(yè)出版社）；2.數(shù)字資源：建設(shè)課程在線平臺（如智慧職教），上傳教學(xué)課件、視頻教程、仿真軟件、企業(yè)案例等資源，方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)。（