自动化生产线安装与调试课程建设研究

杨帆 杨洁

（正德职业技术学院，江苏 南京 211106）

1 课程标准

通过对机电类专业对口岗位的能力要求，制订了该课程的课程标准：

1.1 课程定位

自动化生产线安装与调试课程是高职机电类专业的一门职业技能训练课，以期通过该课程掌握自动生产线的机械、电气、气路的安装与调试，伺服、变频的调试，组态控制、PLC程序的设计与调试；为从事操作、调试、安装、维修自动生产线相关工作奠定基础。

1.2 课程衔接

《自动生产线安装与调试》的先导课程有：电机与电力拖动、PLC技术应用、电气控制技术、变频器技术应用、传感器与自动检测技术、工控组态控制技术，该课程没有后续课程。所以该课程在课程体系中起巩固加深前导课程知识理解，培养学生综合应用先修课程知识能力的作用；并为相关比赛选拔人才，最直接的就是省教育厅举办的“自动生产线安装与调试技能大赛”。

2 课程目标

2.1 职业技能目标

具有安装及调试自动生产线机械、电气、传感器、气路、伺服、变频的能力；

具有设计和调试自动生产线PLC程序和组态监控的能力。

2.2 职业素养目标

对从事自动生产线的维护、安装和调试工作充满热情；

养成良好的职业素养和强烈的责任感。

2 课程内容设计

2.1 课程内容选取原则

1）针对性：针对企业对自动线安装与调试的岗位需求；

2）职业性：重视学生职业素养养成；

3）适用性：内容由简单到复杂，由单一到综合；

4）实践性：以学生为主体，强调实践动手能力。

2.2 课程内容选取过程

与自动生产线相关的工作岗位有：生产线操作员、生产线控制编程员、生产线安装调试员、生产线维修员、生产线维护与管理员。根据这些岗位的典型工作任务，我们重构出完成任务的能力需求，进而制定出相应的学习任务，制定出7个项目:1）自动生产线认知（2课时）；2）供料单元安装与调试（6课时）；3）加工单元安装与调试（6课时）；4）装配单元安装与调试（6课时）；5）分拣单元安装与调试（6课时）；6）输送单元安装与调试（6课时）；7）自动生产线整机调试（10课时）。

2.3 课程内容组织与安排

表1是设计的7个项目和相应学时，组织安排上遵循从简单到复杂，从单一到综合的原则。其中，项目二至项目四是针对供料站、加工站、装配站三个子站设置的，由于三个站的基本内容相似，难度依次递增。所以这三个项目只需根据自己的知识掌握水平选择一个完成即可，也就是说每组学时需完成5个项目。

2.4 课程重难点及解决办法

课程重点为：

1）生产线机械、电气、传感器的安装与调试；

2）伺服、变频驱动设计，组态监控的设计。

课程难点为：

1）PLC程序调试；

2）5个分站联机调试。

针对以上重难点，我们的解决办法是：

1）根据认知规律，由简单到复杂、由单一到综合设计项目；

2）配合任务，讲解关联知识；配合进度，训练技能方法；

3）理论与实践相结合，加深对知识的理解。

3 教材及教学参考资料

3.1 教材及参考资料

教材选用的是中国铁道出版社、张同苏主编的《自动生产线安装与调试》。该主编也是实训载体YL335B生产线的设计者，及相应省赛的出题人，研究生产线多年，具有丰富的经验。

此外还有两本教学参考书，教参一是电子工业出版社出版的《自动化生产线安装与调试》。教参二是机械工业出版社出版的《自动化生产线安装与调试》，为高等职业教育规划教材。

为了拓展学生的知识面、满足不同层次学生的需求，还向学生了推荐了自动化学报、中国测试技术、测控技术、传感器世界等杂志。网络资源方面，推荐了网易电气、中国工控网、传感器世界等网站。

3.2 实训条件

实训设备方面，我系机电一体化实训室配备了四条YL-335B自动生产线，另有PLC综合实训室。

4 学生学情与学法指导

4.1 学生学情

1）该课程为理实一体化课程，且生产线运作时可观赏性强，学生兴趣相对较浓厚；

2）已完成PLC、变频器、传感器、组态监控等课程的学习，但对综合性较高的生产线安装与调试内容首次接触；

3）对简单任务如机械拆装很快能完成，对难度较大的任务如程序调试不愿动手。

4.2 学习指导方法为

1）先梳理系统控制思路，再动手完成任务；

2）针对想学但基础知识较弱的学生，及时提供设计参考资料；

3）软硬件联调出现问题时用GX软件监控功能有助于快速找出问题所在。

5 教学方法与手段

5.1 教学方法

该课程综合采用项目教学法、实物演示法、模拟仿真教学法和小组竞赛法四种教学方法。全程在实训室教学，每节课的教学都是边讲边练，让学生学习的环境与日后的工作环境相接近。

5.2 教学手段

本课程采多媒体教学法，以提高教学生动性和效率。同时，充分利用网络资源，将课堂教学延伸到课外。此外，还积极组织学生参与比赛和考证，通过比赛和考证促进教学效果的提高。

5.3 考核标准

用过程性评价代替与终结性评价，将压力从期末向平时分散。

6 教学程序设计

整个教学过程的设计遵循以学生为主体、教师为指导的原则，分为四个阶段：项目导入、项目分析、项目实施及项目评价。以项目四分拣单元安装与调试为例来说明一个项目的教学程序设计。

项目导入：教师将学生分组，布置任务并发放相关资料，包括分拣单元的电气原理图、电气接线图、三菱FR-E700变频器相关参数、FR-E700使用手册、FX0N-3A扩展模块手册等。学生领取任务书，明确要完成的任务。（10分钟）

项目分析：教师讲解主要知识点及注意事项，包括：1）分拣单元的机械安装、光纤传感器的安装及灵敏度调整、节流阀安装及调整；2）分析分拣单元的电气接线图，并特别强调主电路的输入、输出端不能反接，否则会损坏变频器。学生除学习讲授内容外，还可通过查阅相关资料获取更多知识。

项目实施：教师指导学生安全规范操作、讲解实施过程中遇到问题。学生分工完成任务：负责安装的成员完成分拣站机械、电气、传感器等的装配；负责软件的同学学习程序，并最终同负责硬件的同学一起完成系统调试。编程功底较强的学生也可尝试自己编写程序。项目评价：教师对学生的完成情况进行点评，对项目完成的不足之处提出改进要求。学生完善任务，总结完成任务及团队合作的经验。

7 课程特色与不足

7.1 课程特色

1）基于工作过程设计课程，教学与实际贴切；

2）过程性考核代替终结性考核，实施全过程监控。

7.2 课程不足

对不同层次的学生没有很好地区别对待，对优秀的学生应按省自动化生产线大赛水平培养。

[1]张毅.基于自动生产线的仿真教学系统设计与研究[D].南京理工大学,2014.

[2]周晓旭.基于 PLC和组态软件的自动生产线设备开发[J].数字技术与应用,2011(2):91-93.