自動化生產線安裝與調試課程建設研究

楊帆 楊潔

（正德職業技術學院，江蘇 南京 211106）

1 課程標準

通過對機電類專業對口崗位的能力要求，制訂了該課程的課程標準：

1.1 課程定位

自動化生產線安裝與調試課程是高職機電類專業的一門職業技能訓練課，以期通過該課程掌握自動生產線的機械、電氣、氣路的安裝與調試，伺服、變頻的調試，組態控制、PLC程序的設計與調試；為從事操作、調試、安裝、維修自動生產線相關工作奠定基礎。

1.2 課程銜接

《自動生產線安裝與調試》的先導課程有：電機與電力拖動、PLC技術應用、電氣控制技術、變頻器技術應用、傳感器與自動檢測技術、工控組態控制技術，該課程沒有后續課程。所以該課程在課程體系中起鞏固加深前導課程知識理解，培養學生綜合應用先修課程知識能力的作用；并為相關比賽選拔人才，最直接的就是省教育廳舉辦的“自動生產線安裝與調試技能大賽”。

2 課程目標

2.1 職業技能目標

具有安裝及調試自動生產線機械、電氣、傳感器、氣路、伺服、變頻的能力；

具有設計和調試自動生產線PLC程序和組態監控的能力。

2.2 職業素養目標

對從事自動生產線的維護、安裝和調試工作充滿熱情；

養成良好的職業素養和強烈的責任感。

2 課程內容設計

2.1 課程內容選取原則

1）針對性：針對企業對自動線安裝與調試的崗位需求；

2）職業性：重視學生職業素養養成；

3）適用性：內容由簡單到復雜，由單一到綜合；

4）實踐性：以學生為主體，強調實踐動手能力。

2.2 課程內容選取過程

與自動生產線相關的工作崗位有：生產線操作員、生產線控制編程員、生產線安裝調試員、生產線維修員、生產線維護與管理員。根據這些崗位的典型工作任務，我們重構出完成任務的能力需求，進而制定出相應的學習任務，制定出7個項目:1）自動生產線認知（2課時）；2）供料單元安裝與調試（6課時）；3）加工單元安裝與調試（6課時）；4）裝配單元安裝與調試（6課時）；5）分揀單元安裝與調試（6課時）；6）輸送單元安裝與調試（6課時）；7）自動生產線整機調試（10課時）。

2.3 課程內容組織與安排

表1是設計的7個項目和相應學時，組織安排上遵循從簡單到復雜，從單一到綜合的原則。其中，項目二至項目四是針對供料站、加工站、裝配站三個子站設置的，由于三個站的基本內容相似，難度依次遞增。所以這三個項目只需根據自己的知識掌握水平選擇一個完成即可，也就是說每組學時需完成5個項目。

2.4 課程重難點及解決辦法

課程重點為：

1）生產線機械、電氣、傳感器的安裝與調試；

2）伺服、變頻驅動設計，組態監控的設計。

課程難點為：

1）PLC程序調試；

2）5個分站聯機調試。

針對以上重難點，我們的解決辦法是：

1）根據認知規律，由簡單到復雜、由單一到綜合設計項目；

2）配合任務，講解關聯知識；配合進度，訓練技能方法；

3）理論與實踐相結合，加深對知識的理解。

3 教材及教學參考資料

3.1 教材及參考資料

教材選用的是中國鐵道出版社、張同蘇主編的《自動生產線安裝與調試》。該主編也是實訓載體YL335B生產線的設計者，及相應省賽的出題人，研究生產線多年，具有豐富的經驗。

此外還有兩本教學參考書，教參一是電子工業出版社出版的《自動化生產線安裝與調試》。教參二是機械工業出版社出版的《自動化生產線安裝與調試》，為高等職業教育規劃教材。

為了拓展學生的知識面、滿足不同層次學生的需求，還向學生了推薦了自動化學報、中國測試技術、測控技術、傳感器世界等雜志。網絡資源方面，推薦了網易電氣、中國工控網、傳感器世界等網站。

3.2 實訓條件

實訓設備方面，我系機電一體化實訓室配備了四條YL-335B自動生產線，另有PLC綜合實訓室。

4 學生學情與學法指導

4.1 學生學情

1）該課程為理實一體化課程，且生產線運作時可觀賞性強，學生興趣相對較濃厚；

2）已完成PLC、變頻器、傳感器、組態監控等課程的學習，但對綜合性較高的生產線安裝與調試內容首次接觸；

3）對簡單任務如機械拆裝很快能完成，對難度較大的任務如程序調試不愿動手。

4.2 學習指導方法為

1）先梳理系統控制思路，再動手完成任務；

2）針對想學但基礎知識較弱的學生，及時提供設計參考資料；

3）軟硬件聯調出現問題時用GX軟件監控功能有助于快速找出問題所在。

5 教學方法與手段

5.1 教學方法

該課程綜合采用項目教學法、實物演示法、模擬仿真教學法和小組競賽法四種教學方法。全程在實訓室教學，每節課的教學都是邊講邊練，讓學生學習的環境與日后的工作環境相接近。

5.2 教學手段

本課程采多媒體教學法，以提高教學生動性和效率。同時，充分利用網絡資源，將課堂教學延伸到課外。此外，還積極組織學生參與比賽和考證，通過比賽和考證促進教學效果的提高。

5.3 考核標準

用過程性評價代替與終結性評價，將壓力從期末向平時分散。

6 教學程序設計

整個教學過程的設計遵循以學生為主體、教師為指導的原則，分為四個階段：項目導入、項目分析、項目實施及項目評價。以項目四分揀單元安裝與調試為例來說明一個項目的教學程序設計。

項目導入：教師將學生分組，布置任務并發放相關資料，包括分揀單元的電氣原理圖、電氣接線圖、三菱FR-E700變頻器相關參數、FR-E700使用手冊、FX0N-3A擴展模塊手冊等。學生領取任務書，明確要完成的任務。（10分鐘）

項目分析：教師講解主要知識點及注意事項，包括：1）分揀單元的機械安裝、光纖傳感器的安裝及靈敏度調整、節流閥安裝及調整；2）分析分揀單元的電氣接線圖，并特別強調主電路的輸入、輸出端不能反接，否則會損壞變頻器。學生除學習講授內容外，還可通過查閱相關資料獲取更多知識。

項目實施：教師指導學生安全規范操作、講解實施過程中遇到問題。學生分工完成任務：負責安裝的成員完成分揀站機械、電氣、傳感器等的裝配；負責軟件的同學學習程序，并最終同負責硬件的同學一起完成系統調試。編程功底較強的學生也可嘗試自己編寫程序。項目評價：教師對學生的完成情況進行點評，對項目完成的不足之處提出改進要求。學生完善任務，總結完成任務及團隊合作的經驗。

7 課程特色與不足

7.1 課程特色

1）基于工作過程設計課程，教學與實際貼切；

2）過程性考核代替終結性考核，實施全過程監控。

7.2 課程不足

對不同層次的學生沒有很好地區別對待，對優秀的學生應按省自動化生產線大賽水平培養。

[1]張毅.基于自動生產線的仿真教學系統設計與研究[D].南京理工大學,2014.

[2]周曉旭.基于 PLC和組態軟件的自動生產線設備開發[J].數字技術與應用,2011(2):91-93.