并条机PLC电气控制虚拟仿真实验

并条机PLC电气控制虚拟仿真实验

实验要求

1.专业与年级要求

本实验属于无锡职业技术学院机电一体化专业核心专业课程《PLC技术应用》,该课程面向全校工科专业大二和大三的学生任选。

2.基本知识和能力要求

由于PLC技术是智能制造的核心技术,随着“中国制造2025”国家战略的推进工业生产企业对具有创新能力的既懂得软件编程又能动手操作的复合型技能人才极度匮乏,本课程的教学内容培养具有PLC软件编程、动手调试设备,同时具备创新精神的学生,所以本课程的先导课程为工控类的基础课程《电路基础》、《模拟电子技术》《数字电子技术》以及专业基础课程《电气控制系统安装与调试》。

学生学习本门课程之前所需掌握的主要能力和知识结构包括:

要求学生具有扎实的电路基础知识以及模拟电路、数字电路相关知识,要求学生掌握低压电器的选型、工作原理,常见典型控制线路原理和设计方法,具备阅读电气图纸和动手安装与调试的能力。

通过本课程的学习,学生能够掌握PLC基本结构和原理、阅读和分析PLC程序、能够根据生产实际需要进行PLC控制系统的分析和设计并能够完成调试和排故。本实验通过虚拟实验和视频教程,通过理论与实践相结合,拓展学生的知识和技能水平,培养学生的创新能力和团队协作精神。



教学成果

实验背景

项目三——“并条机条干均匀度的PLC控制”,连续16个学时,根据并条机纺纱的生产工艺的控制,结合棉条质量提升控制点,分为4个项目,根据工作实际由简到难,形成了并合、牵伸、绕卷和整机调试与运行四个任务,每个任务分为两到三个学习子任务,如图1。

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设计原则

针对学情,按照建构主义学习理论、问题连续体理论、成果导向教育的金字塔结构,围绕“原理讲授—协作实践—工厂调试”三步骤,构建了以成果为导向、以学习为中心的线上线下混合式教学模式,实现“认同专业悟初心,用心学习促成果,成果总结增信心”。

1.构建专业素养与职业精神相融合的内容体系

在“服务产业,对标岗位,智造强国”课程整体教学目标引领下,紧扣企业职业岗位中PLC技术的实际应用和企业职业岗位工作内容,如选择纺纱设备—并条机棉条的质量控制为教学载体,以PLC控制条干均匀度的质量提升为目标,精准安排知识和技能要点,增强专业认同感,融入责任意识,服务特色产业,形成精益求精的科学素养,实现特色文化与专业发展二维融合。

2.多样化教学手段鼓励学生参与过程

采用任务驱动教学法引导学生形成学习成果,采用合作探究教学法、支架式教学法等形成团队合作的意识,在团队互动中互相帮助,不断获得成就感;面对设备运行与调试中的问题,采用鱼骨图分析教学法等,如图2,鼓励学生参与讨论,解决问题,化解教学难点,提升责任意识。

3.“成果导向、任务驱动、精准定位”的教学策略

各模块每个任务“理论原理当堂测—虚拟接线跟踪测—实物控制平台测”,实时反馈;在成果导向教育的金字塔结构理念下,采取任务驱动、情境教学、合作探究式等教学法,创生结构控制原理动画、PLC接线仿真软件、并条机半实物仿真平台等多样化资源,化解教学难点,达成了“学以致用、用知促行、行以致远”的教学目标。



实验目标

根据国家电气自动化技术专业教学标准、学校人才培养方案及学情分析,结合服务的纺织企业设备工作要求,融入《1+X可编程控制器系统应用编程》职业技能等级标准内容,制定了包括知识、能力和素质的三维教学目标,要求学习本模块后,具备课程后续四个模块的PLC技术知识,将知识内容应用于工作实践的能力和可能涉及的价值观,达到“学以致用、以知促行、行以致远”的教学目标。

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成绩评定

课程采取过程性评价,评价主体包括平台自测、互评及企业评价。满分为100分,其中项目一、项目二、项目三占比为25%、项目四占比为25%;以项目三为例,包括四个任务,任务一(20%)+任务二(20%)+任务三(20%)+任务四(40%),其中任务四为企业工程师结合电控板整体功能检测与运行评判。任务一考核要点为:

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