机电一体化技术《PLC技术及应用》课程标准

《PLC技术及应用》

课程标准

二级学院：煤炭与化工产业学院

执笔人：董青青

审核人：

制定日期：2022年7月

陕西能源职业技术学院

一、课程信息

表1课程信息表

课程名称PLC技术及应用开课院部煤炭与化工产业学院

课程代码0420099考核性质考试

前导课程《电工电子技术》、《电机技术与维修》

后续课程《智能煤矿机械设备电气控制技术》

理论课是□

实践课是□

总学时56理实教学+24实训课程类型

理论+实践是□

理实一体化是√

适用专业机电一体化

二、课程性质与功能定位

1.概要性地阐述课程类型、课程功能两个方面的内容，在撰写时可以参考一

下示例。

本课程是机电一体化专业重要的一门专业核心课,是在学习了《电工电子技

术》、《电机技术与维修》等课程，具备了电气识图、电工电子基本电路分析与

设计、电气设备及仪表的操作与控制等专业基础知识和基本技术技能的基础

上，开设的一门理实一体化课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向电气

系统设计、电工电气技术人员、电气设备安装工、生产线操作工、电气设备管

理、电气设备维护维修等工作岗位，培养控制系统设计、程序编制、硬件接

线、电气设备调试和排障等能力，为后续《智能煤矿机械设备电气控制技术》

课程的学习奠定基础的专业核心课程。

2.课程功能定位

表2课程功能定位

对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力

能对电气系统进行分析、设计与实施；

电气系统设计能根据控制要求提出正确的电气系统设计

方案；

能进行硬件系统设计，会进行硬件选型与

硬件配置；

能进行软件系统设计，会设计及调试软件

程序。

具有较强的硬件识图和实践动手能力，能

够进行生产线设备的分析、测试与调试；

能使用CAD绘图软件绘制电气原理图、布置

电工电气技术人员图、控制图；能进行现代电气控制系统升级

改造的辅助设计；能设计与调试简单程序；

能进行岗位安全标准、检修工艺、操作流程

制定；能进行电气设备的销售与售后服务。

具有常见电气设备的识图分析能力；能敷设

电力线路；能根据图纸安装生产线各组件，

安装与调试电气控制线路；能安装调试变频

电气设备安装工

调速系统；能安装调试智能传感器；能正确

安装使用常用监控系统软件和上位机组态软

件；能实现控制系统的数据通信与数据处理。

能安装生产线组件装置、检测监控仪器仪表；

能按照操作规程进行开停车；能进行过程运

生产线操作工

行参数的设置与整定；能及时发现生产线运

行的常见软硬件故障。

熟悉常用电控设备工作原理和运营管理；

电气设备管理具备电气设备的分析、实施、管理与评价能

力。

能使用、维护与保养常用电工测量仪器仪表

和电工工具；能检测维修常见电工电子电路；

电气设备维护维修能检修常用高低压电气设备；能拆装与检修

电动机；能检修电力线路和照明线路；能对

电气控制系统进行测试与检修。

三、课程目标与内容

1.课程总目标

本课程的总目标是培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，

能对简单的可编程控制系统进行程序设计、运行、调试与维护，满足生产现场可

编程控制系统应用的需要。通过该课程，培养学生的实际动手能力和分析与解决

工程实际问题的能力，进一步培养学生理论联系实际的工作作风，为实际应用可

编程序控制器打下良好的基础。

2.课程具体目标

（1）知识目标

1）能根据PLC的性能、特点及控制功能正确选用PLC、懂得PLC的组成及

基本工作原理；

2）能够熟练链接PLC的输入输出设备、懂得PLC内部存储器分配情况；

3）能够使用位逻辑指令及定时器/计数器指令编写逻辑控制程序、使用跳

转指令、步进指令编写步进系统的应用程序、能够熟练使用传送指令、比较指令、

移位指令、算术逻辑运算指令、转移指令来编写控制程序，懂得PLC的指令寻址

方式；

4）能够使用高速计数器功能处理有关高速事件、能够利用脉冲串输出功能

处理有关步进电动机的控制问题、能够利用脉宽调制功能处理电压调节问题，懂

得高速计数器指令的功能及应用、懂得PLC的高速输出功能；

5）能够使用输入中断、定时中断、高速计数器中断处理有关现场问题，懂

得各类型中断的使用方法；

6）能够正确使用模拟量I/O模块、编写模拟量处理的有关程序及使用PLC

的PID功能，懂得模拟量输入/输出模块性能及在系统中的地址分配、懂得模拟

量输入输出数据的处理方法、懂得PLC实现PID控制的方法；

7）能够连接PLC网络、能够利用PLC网络实现连机控制，懂得PLC的通信

方法；

8）能够进行PLC控制系统的硬软件设计，懂得PLC控制系统设计的基本原

则及步骤。

（2）能力目标

1）通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学

生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问

题的能力；

2）能够通过一种类型PLC的应用迁移到另一种类型的PLC应用，对不同类

型PLC的内存分配、输入输出端子及指令系统具有较强的理解运用能力；

3）能够对生产现场的各类机械设备进行电气控制要求的分析，并能通过分

析提出PLC解决方案，开展PLC系统的设计、调试工作能力；

4）面对PLC控制的各类机械设备，能够很快了解其工作过程，了解其电气

接线，能够诊断、处理各类系统故障能力；

5）具有独立进行电气系统分析、设计、实施、评价能力；

6）具有获取、分析、归纳、使用新技术能力；

7）具有理论与实践相结合的综合运用能力；

8）能根据控制要求，提出正确的控制方案；能根据控制方案，正确选用可

编程控制器及其它器件；能根据控制方案，正确设计、调试PLC程序；能根据控

制方案及设计、安装规范，正确进行线路设计与安装；能依据调试规程，对控制

系统进行最终调试；能根据GB4728-00等标准，进行技术文档的撰写。

（3）素质目标

1）对从事PLC应用设计工作，充满热情；

2）有较强的求知欲，乐于、善于使用所学PLC技术解决生产实际问题。具

有克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦；

3）具有实事求是的科学态度，乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种技

术问题；

4）在工作实践中，有与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，

也勇于放弃或修正自己的错误观点。有服务于人类的意识，有理想，有抱负，热

爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感；

5）具有良好的职业道德和敬业精神；

6）具有团队协作精神；

7）具有计划组织能力。

上述三个层面的目标互相渗透、有机联系，共同构成PLC应用设计课程的培

养目标，在具体的教学活动中，要引导学生在应用PLC技术的过程中，实现知识

与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调

发展。

表3课程教学目标与内容

素质目

序号毕业要求指标点知识目标技能目标教学内容

标

PLC功能特点、

了解PLC功能特点、

熟悉PLC的性能、应用及发展；培养良

应用及发展；

特点及控制功PLC的组成结好的职1.PLC概述

了解PLC的硬件组

1能；构；业道德2.PLC基本结

成及功能特性；

熟悉PLC的基本PLC控制系统与和敬业构

初步掌握PLC的安

结构组成；继电器控制系精神

装配线

统的比较；

了解PLC的基本工

熟练操作PLC编了解S7-1200培养综

作原理；1.S7-1200系

程软件；系列PLC系统；合分析

熟悉S7-1200系列列PLC工作原

会进行简单的程熟悉PLC工作能力和

2PLC系统及其输入输理；

序开发及程序的原理；软件实

出设备；2.博途编程

下载、调试和运掌握博途编程践操作

熟练使用S7-1200软件介绍

行软件的使用能力

系列PLC编程软件

了解PLC编程树立规

1.PLC编程语

语言；熟练应用PLC梯形范操作

言；

熟悉PLC常用的了解PLC数据图编程语言；意识，具

32.S7-

编程语言存储类型、元件懂得PLC内部存储有充足

1200PLC的内

功能及地址分器分配情况的细心

部元件

配和耐心

熟悉梯形图的编程

1.基本位逻

规则；

能熟练应用梯形掌握触点、线圈标准化辑指令及应

掌握基本逻辑指令

图编程语言进行指令及应用；工作意用

的应用；

4简单电气控制系了解梯形图的识，程序2.梯形图设

能够熟练运用梯形

统的程序设计和特点与编程规设计能计

图编程语言对三相

调试则；力3.编程注意

异步电动机控制系

事项及编程

统进行设计

技巧

熟悉定时器指令的

掌握定时器的

用法；

种类及基本用

掌握计数器指令的

掌握定时器及计法；

应用；

数器的基本用掌握定时器常

认识并掌握计数器

法；见的基本应用综合分1.定时器指

的设定值与当前值

了解联锁控制的电路；析能力、令

5的区别与作用；

意义，并掌握PLC掌握计数器的系统设2.计数器指

运用定时器指令和

联锁控制的设计种类及基本用计能力令

计数器指令设计实

要点法；

现交通信号灯的控

掌握计数器常

制，并且能够熟练运

见的基本应用

用编程软件进行联

电路；

机调试

熟悉传送指令、了解数据传送掌握数据传送指令形成细1.数据传送

6

移位指令，能应指令的种类及的应用；心观察，指令介绍

用指令进行霓虹其在编程中的掌握移位指令的应认真分2.移位指令

灯的控制程序设应用；用；析和综介绍

计了解移位指令运用数据处理指令合研判

的种类及其在

设计PLC程序，以实的能力

编程中的应用；

现对霓虹灯的控制。

了解数据比较

指令的种类及掌握数据比较指令对从事

其在编程中的的应用；PLC应用

熟悉数据比较、1.数据比较

应用；掌握数据转换指令设计工

数据转换、算数指令及应用

了解数据转换的应用；作，充满

运算指令，能运指令的种类及2.数据转换

7掌握算术运算指令热情；培

用所学指令设计其在编程中的指令

的应用；养认真

LED数码显示控应用；2.算术逻辑

能运用所学指令设严谨的

制程序了解算术逻辑运算指令

运算指令的种计LED数码显示控工作精

类及其在编程制程序神

中的应用；

熟悉各类型程序控

掌握跳转/标号制类指令的使用方乐于通

指令的功能及法；过亲历1.跳转/标号

熟悉各类型程序应用；掌握采用子程序调实践实指令

8控制类指令的使掌握循环指令用实现的PLC程序现，检2.循环指令

用方法的功能及应用；设计；验、判断3.子程序指

子程序指令的能运用子程序调用各种技令

设计；指令实现机械手控术问题

制程序及其调试；

有较强

的求知

熟悉模拟量模块

欲，乐

能根据实际控制掌握模拟量模EM231、EM232、EM2351.模拟量输

于、善于

要求进行简单的块EM231、的功能及使用方法；入/输出模块

9使用所

模拟量控制系统EM232、EM235能根据实际控制要2.模拟量数

学PLC技

设计的使用方法求编写模拟量控制据的处理

术解决

系统的程序。

生产实

际问题

对从事

PLC应用

了解PLC控制设计工

1.PLC系统设

会综合应用PLC系统的软硬件了解控制系统设计作，充满

计的主要内

程序设计方法；设计；的一般步骤；热情；具

10容

会进行控制系统熟悉PLC控制会综合应用PLC程有团队

2.PLC程序设

程序设计和调试系统设计的基序设计方法；协作精

计的方法

本原则及步骤神；具有

计划组

织能力

尝试改

会利用博途编程软进，尝试1.自动生产

能够进行每个

能根据控制要求件进行PLC程序的运用技线各站的PLC

分站程序设计

进行程序的设计设计；术和研程序的设计

及问题调试；

11和调试；能针对每个分站设究方法及调试

会进行整个自

具有分析、解决计PLC程序并调试；解决一2.整个自动

动生产线的通

问题的能力能进行整个自动生些工程生产线的通

信及整体调试

产线的通信及总调；实践问信及总调

题

表4课程教学安排

学

序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点、考核点课程思政元素

时

科技强国，激发爱国热情，文化

任务1可编程控制器1.PLC概述PLC功能特点；

自信，坚定中国只有走科技强国4

概述2.PLC基本结构PLC基本结构；

的道路才能自强不息

模块1PLC的

1

认知初步

任务2S7-1200系列1.S7-1200系列PLC工作原理；PLC工作原理；端正学习态度，求真务实，严谨

4

PLC介绍2.STEP7编程软件介绍博途编程软件的熟练操作；认真

任务1S7-1200系列PLC梯形图及语句表编程语言；

1.PLC编程语言；培养学生实事求是，踏实认真的

PLC编程语言及内部数据存储类型；4

2.S7-1200PLC的内部元件学习态度

元件元件功能及地址分配；

1.基本位逻辑指令及应用基本位逻辑指令的使用方法和

模块2PLC基任务2三相异步电动

22.梯形图设计应用；踏实认真，独立高效，兢兢业业8

本指令的应用机的PLC正反转控制

3.编程注意事项及编程技巧梯形图语法规定；

任务3三相异步电动

1.定时器指令TON定时器指令的使用；

机的星三角降压启动节能减排，传递节能和环保意识12

2.计数器指令计数器指令的使用；

控制

任务1彩灯的PLC1.数据传送指令介绍数据传送指令的使用方法；发挥学习的主观能动性，勤于思

模块3数据处6

控制2.移位指令介绍移位指令的使用方法；考，激发创新意识、创新思维

3理功能指令的

1.数据比较指令及应用

应用任务2数据处理的数据比较指令使用方法；技术为人类提供便捷，解决社会6

2.数据转换指令

PLC控制2.算术逻辑运算指令算术逻辑运算指令使用方法；问题

1.跳转/标号指令跳转指令的使用；

任务1机电一体化弘扬工匠精神，精益求精，至善

2.循环指令循环程序的设计方法；2

设备的PLC控制至美,匠心独具，不断创新

模块4特殊功3.子程序指令子程序控制指令的使用方法

4

能指令的应用

任务2PLC高速处理1.中断处理指令中断指令的使用方法；技术带来自信，国家智能制造带

2

指令的应用2.高速处理指令高速计数器指令使用方法；来民族自信

模拟量输入输出模块的工作原

模块5模拟量技术为人类提供便捷，解决社会

任务恒压供水的1.模拟量输入/输出模块理；

5处理功能的应问题，培养不怕苦、不怕累、不4

PLC控制系统2.模拟量数据的处理模拟数据的处理方法及其程序

用怕脏的优秀品质

设计；

模块6PLC应任务多种液体混合1.PLC系统设计的主要内容PLC控制系统设计的基本原则；发挥学生的主观能动性，鼓励学

64

用系统设计装置的PLC控制系统2.PLC程序设计的方法PLC程序设计方法及其应用；生积极思考，创新思维

1.基于PLC控制系统硬件系

统各分站工作原理及过程认知各传感器/电机等设备的正确使

基于PLC控制系统硬2.各传感器/电机等设备的正用及安装；学习大国工匠的吃苦耐劳、精益

12

确认知及使用安装求精优秀品质

基于PLC控制件线路安装与校验基于PLC控制系统各部分的硬件

3.基于PLC控制系统各部分

7系统安装与调线路安装及综合联调

的硬件线路安装及综合联调

试实训1.基于PLC控制系统各站的

基于PLC控制系统软

PLC程序的设计及调试PLC程序的调试；培养学生实践实力鼓励小发明

件程序设计与综合调12

2.基于PLC控制系统的通信整个控制系统的通信及总调；好点子付出行动，自主创新

试及总调

四、课程考核

本课程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。

本课程的总成绩由理论考试（闭卷）成绩和实验实训操作成绩、平时成绩

三部分组成。

期末考试成绩：期末考试采用笔试，考题设计的指导思想是注重能力的考

核。期末考试占总成绩的40%。

平时成绩：以课堂纪律、讨论发言情况及课后练习为评分依据，缺课不得分。

平时成绩占总成绩的40%。

实训实验操作成绩：在实训实验环节按项目每二人分为一组，设组长一人。

教师对组进行考核，依据为实训过程中的合作情况、项目完成结果、所撰写设计

说明书的质量及设计答辩情况。组员分工合理、设计说明书完整、PLC程序已调

试完成、答辩中能熟练应用技术术语的组为合格（60-70分）；符合上条且控制

对象已调试完毕能正常运行、答辩过程中对设计能做正确描述并合理回答提问的

组为良好（71-85分）；符合上量条且组员间讨论充分、程序有独特设计、外部

器件安装规范美观、答辩过程中对设计能做详细描述并合理回答提问的组为优秀

（86-100分）。每组得分为该组组员的最高得分，各组组长视各组员的平时表现

给出得分系数，两者相乘即为该学生在本项目的得分。实验实训操作成绩占总成

绩的20%

五、实施要求

1.授课教师基本要求

《PLC技术及应用》课程教学，要求一支专兼教师比例，学缘结构，年龄结

构，职称及职业资格结构合理的教学团队。

（一）课程负责人：要求“双师型”素质，具备硕士研究生或以上学历或学

位，讲师或以上职称，五年以上教学经历，三年以上可编程控制器系统开发与设

计经历。

（二）任课教师：具备相关专业本科或以上学历，助教或以上职称，熟悉PLC

控制系统的软硬件设计。

（三）企业特聘教师：要求“双师型”素质，具备本科或以上学历或学位，

助理工程师或以上职称，有讲台教学或培训经历，五年以上可编程控制器系统开

发与设计经历。

通过各种渠道，提升教师职教理论水平和专业技术水平，培养教师综合职教

能力；结合“工读交替”，鼓励教师企业实践与挂职锻炼；鼓励教师参加国内进

修培训；走出去、请进来相结合；鼓励青年教师参加各种教学竞赛；密切校企合

作，优化师资结构。

2.实践教学条件要求

（1）校内实训室

表5PLC实训室

实训室（中心）名称可编程控制器实训室面积200m2

序号核心设备数量备注

1西门子PLC实验装置26台

2计算机26台

（2）校外实习基地

表6《PLC技术及应用》课程校外实习基地

接纳学生

序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能备注

人数

洛阳中信重工

洛阳中信重工机械认识实习、顶岗实

1机械股份有限90

股份有限公司习

公司

煤矿电气方向校外铜川矿务局陈认识实习、顶岗实

280

实习基地家山煤矿习

煤矿电气方向校外西安煤矿机械认识实习、顶岗实

380

实习基地设备制造公司习

吉利汽车有限认识实习、顶岗实

4吉利汽车有限公司100

公司习

3.教学方法与策略

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

操作紧密结合，做到理论为实践服务，充分调动学生学习兴趣。实验实训过程中

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，

会自己解决问题。本课程应采用多种教学方法。

（1）“项目驱动”教学法

在一体化教学过程中，以“任务驱动”为主线，将策划、任务分解、“教学

做”有机结合起来。

（2）现场教学法

在实训场、生产一线进行现场教学，理论与实践有机结合，进行一体化教学，

增强学生的感性认识，建立控制系统的现场感，提高学生的理解能力，易于学生

掌握较抽象的知识点。

（3