第一部分 概述篇

项目1 认识S7-1200 PLC 2

参考学时：2

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解S7-1200 PLC的基本结构和硬件组成，包括CPU、输入/输出模块等。

2.掌握S7-1200 PLC的程序结构和工作原理，包括梳理程序执行流程和逻辑。

3.了解S7-1200 PLC CPU的扩展功能，包括数字和模拟信号处理、通信接口等。

4.理解技能型人才在PLC应用中的角色和需求，包括工程实践中的应用技术和问题解决能力。

1.能够使用Step 7软件进行S7-1200 PLC的程序编写和调试。

2.具备进行PLC硬件安装和布线、输入/输出模块配置的基本能力。

3.能够根据实际需求设计和实施S7-1200 PLC的控制逻辑，包括逻辑图和程序设计。

4.具备故障诊断和维护S7-1200 PLC系统的能力，包括系统问题定位和解决。

1.培养学生的团队协作和沟通能力，使其能够在工作中更好地与他人合作和交流。

2.提升学生的问题解决能力和创新意识，鼓励他们在面对挑战时勇于思考和创新解决方案。

教学重点难点

重点：S7-1200 PLC的程序结构和工作原理、CPU的扩展功能、PLC在技能型人才培养中的应用。

难点：对于一些学生来说，理解PLC的程序结构和工作原理可能是比较困难的，同时对于硬件的布线和配置也可能存在一定的难度。

项目2 TIA博图V15软件介绍

参考学时：4

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解TIA博图V15软件作为开发平台的基本概念和功能，包括其在工业自动化中的应用优势。

2.掌握TIA博图V15软件的基本组成和主要模块，如PLC编程软件和HMI设计软件等。

3.了解TIA博图V15软件在工程开发中的工作流程和步骤，包括项目创建、设备配置和程序编写等。

4.理解通过入门实例学习TIA博图软件的方法和意义，能够运用软件进行基础实践。

1.能够使用TIA博图V15软件进行PLC程序编写、调试和在线监控。

2.具备通过TIA博图V15软件进行PLC硬件配置和设备连接的基本能力。

3.能够运用TIA博图V15软件设计基本的HMI界面和操作逻辑。

4.具备在TIA博图V15软件中进行实例演练和问题排查的能力。

1.培养学生的创新思维和解决问题的能力，使其能够在工程开发中灵活地运用TIA博图软件。

2.提升学生的团队协作意识和互助精神，使他们能够在实践中相互学习和分享经验。

教学重点难点

重点：TIA博图V15软件的开发平台、软件基本组成和工程开发流程，以及入门实例的学习。

难点：对有些学生来说，理解和掌握TIA博图软件的工程开发流程和模块功能可能存在一定的难度；同时，在实际应用中运用软件进行实践和问题排查也可能是挑战之一。

第二部分 基础篇

项目3   8路抢答器

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解项目导入和分析的过程，包括抢答器项目的基本需求和功能分析。

2.掌握S7-1200 PLC的编程语言（国际标准），包括语法结构和常用指令的使用。

3.了解系统存储器的概念和功能，包括变量的声明和使用。

4.理解数据类型的概念和应用，包括整数、浮点数、布尔值等不同类型的数据存储和操作。

1.能够进行硬件电路设计，包括连接PLC模块和输入/输出装置的布线。

2.具备软件设计的能力，能够使用S7-1200 PLC的编程语言编写抢答器项目的程序。

3.能够进行程序调试，包括对程序中的逻辑错误进行定位和修复。

4.具备使用仿真工具对抢答器项目进行模拟和测试的能力。

1.培养学生的创新意识和问题解决能力，鼓励他们在项目实施过程中寻找创新性解决方案。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，使其能够在团队中有效地合作，完成项目任务。

教学重点难点

重点：项目导入和分析、S7-1200 PLC的编程语言和数据存储器的应用、硬件电路设计和程序调试。

难点：对学生来说，可能难点在于理解S7-1200 PLC的编程语言和数据类型的概念和具体应用，另外，硬件电路设计和程序调试的操作也可能存在一定的难度。

项目4 三相异步电动机的星―三角降压启动

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解三相异步电动机的星-三角降压启动的原理和目的，包括电机启动过程中的电压变化和相序切换。

2.掌握脉冲定时器指令、接通延时定时器指令、断开延时定时器指令和保持型接通延时定时器指令的功能和使用方法。

3.了解定时器指令的应用举例，包括在电机启动控制中的具体应用场景和程序逻辑。

4.理解电机启动项目的硬件电路设计，包括接线、元件连接等方面的知识。

1.能够进行电机启动项目的硬件电路设计，包括选择合适的电气元件和进行正确的接线。

2.具备使用定时器指令进行软件设计的能力，能够编写适用于电机启动控制的PLC程序。

3.能够进行程序的调试运行，包括检查和修复程序中的逻辑错误。

4.具备对电机启动项目进行拓展和优化的能力，能够根据实际需求进行功能扩展和改进。

1.培养学生的系统思维和解决问题的能力，使其能够综合运用所学知识解决实际的电机启动控制问题。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，鼓励他们在项目实施过程中积极参与团队合作，并能够有效地表达和传达自己的想法。

教学重点难点

重点：三相异步电动机的星-三角降压启动的原理和目的、定时器指令的功能和使用方法、电机启动项目的硬件电路设计。

难点：对学生来说，掌握定时器指令的具体功能和使用方法可能是一项较为困难的任务，此外，设计和调试电机启动项目的硬件电路也可能存在一定的难度。

项目5 运料小车往返控制

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解运料小车往返控制项目的基本任务和功能，包括小车往返运动中的控制逻辑和运行要求。

2.掌握顺序控制设计法，包括控制程序的逻辑顺序安排和实现方式。

3.了解计数器指令的功能和应用，包括在运料小车控制系统中实现小车来回运动的计数逻辑设计。

4.理解项目实施中的硬件电路设计，包括传感器、执行机构等硬件设备的选型和连接设计。

1.能够进行运料小车往返控制项目的硬件电路设计，包括选择合适的传感器和执行机构，并进行正确的接线布置。

2.具备使用顺序控制设计法进行软件设计的能力，能够编写符合控制逻辑的PLC程序。

3.能够根据实际需求设计和应用计数器指令，实现对小车往返运动的合理计数和控制。

4.具备对运料小车往返控制项目进行拓展和优化的能力，能够根据实际需求进行功能扩展和改进。

1.培养学生的创新意识和问题解决能力，使其能够在项目实施过程中寻找创新性的控制方案。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，鼓励他们在项目实施过程中积极参与团队合作，并能够有效地表达和传达自己的想法。

教学重点难点

重点：运料小车往返控制项目的基本任务和功能、顺序控制设计法和计数器指令的应用、项目实施中的硬件电路设计。

难点：对学生来说，掌握顺序控制设计法和合理设计计数器指令的具体逻辑可能是一项较为困难的任务，此外，设计和调试运料小车往返控制项目的硬件电路也可能存在一定的难度。

项目6 十字路口交通信号灯的控制

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解S7-1200十字路口交通信号灯控制项目的基本任务和功能，包括信号灯的控制逻辑和交通流量的模拟。

2.掌握功能、功能块和数据块的概念和使用方法，包括在S7-1200 PLC编程中的应用场景和操作方式。

3.了解数据指令的功能和应用，包括在交通信号灯控制项目中实现信号灯状态切换和定时控制的方法。

4.理解项目实施中的硬件电路设计，包括选择合适的电气元件和进行正确的接线安装。

1.能够进行交通信号灯控制项目的硬件电路设计，包括选择合适的电气元件和进行正确的接线安装。

2.具备使用功能、功能块和数据块进行软件设计的能力，能够编写符合交通信号灯控制逻辑的PLC程序。

3.能够根据实际需求设计和应用数据指令，实现对交通信号灯状态的控制和切换。

4.具备对交通信号灯控制项目进行拓展和优化的能力，能够根据实际需求进行功能扩展和改进。

1.培养学生的创新思维和问题解决能力，鼓励他们在项目实施过程中寻找创新性的信号灯控制方案。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，使其能够在团队中有效地合作，完成项目任务，并能够有效地与他人进行沟通和交流。

教学重点难点

重点：S7-1200十字路口交通信号灯控制项目的基本任务和功能、功能、功能块和数据块的概念和使用方法、项目实施中的硬件电路设计。

难点：对学生来说，理解功能、功能块和数据块的概念和使用方法可能是一项较为困难的任务，此外，设计和调试交通信号灯控制项目的硬件电路也可能存在一定的难度。

项目7 电动机组的启停控制

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解S7-1200电动机组启停控制项目的基本任务和功能，包括电动机的启动、停止和保护等方面的控制逻辑。

2.掌握电动机组启停控制项目中的相关知识，例如电机保护装置、接线方法等，并了解其作用和应用。

3.了解S7-1200 PLC的硬件和软件基础知识，包括PLC的基本原理、输入输出模块和编程编辑软件等方面的内容。

4.理解项目实施中的硬件电路设计，包括电机组启停控制装置的选型、接线和安装。

1.能够进行电动机组启停控制项目的硬件电路设计，包括选择合适的电气元件和进行正确的接线安装。

2.具备使用S7-1200 PLC进行软件设计的能力，能够编写符合电动机组启停控制逻辑的PLC程序。

3.能够根据实际需求设计和应用电机保护装置，实现对电动机的安全保护和故障监测。

4.具备对电动机组启停控制项目进行拓展和优化的能力，能够根据实际需求进行功能扩展和改进。

1.培养学生的安全意识和工程规范意识，使其能够在项目实施过程中注重电动机组的安全控制和操作规范。

2.提升学生的自主学习和解决问题的能力，鼓励他们主动学习和探索相关知识，并能够独立解决实际问题。

教学重点难点

重点：S7-1200电动机组启停控制项目的基本任务和功能、电动机保护装置和接线方法、项目实施中的硬件电路设计。

难点：对学生来说，理解电动机保护装置的作用和应用可能是一项较为困难的任务，此外，设计和调试电动机组启停控制项目的硬件电路也可能存在一定的难度。

项目8 触摸屏控制的液体混合系统

参考学时：10

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解触摸屏控制的液体混合系统项目的基本任务和功能，包括通过触摸屏进行对液体混合系统的控制和参数调节。

2.掌握模拟量控制的基本原理和实现方式，包括对液体流量、温度等参数进行模拟量采集和控制的方法。

3.了解运算指令的功能和应用，包括在液体混合系统控制项目中实现运算逻辑和参数计算的方法。

4.了解PLC的硬件组态和输入/输出地址分配，以及HMI设备的选择与生成方法。

1.能够进行触摸屏控制的液体混合系统的硬件组态，包括PLC的输入/输出模块的选择和连接。

2.具备使用模拟量控制和运算指令进行软件设计的能力，能够编写符合液体混合系统控制逻辑的PLC程序。

3.能够利用SIMATIC精简系列面板进行人机界面的设计和生成，实现通过触摸屏对液体混合系统进行操作和参数调节。

4.具备对液体混合系统控制项目进行拓展和优化的能力，能够根据实际需求进行功能扩展和改进。

1.培养学生的创新能力和问题解决能力，使其能够在项目实施过程中提出创新性的液体混合系统控制方案。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，使其能够在团队中合作完成项目任务，并能够与他人进行有效的沟通和协商。

教学重点难点

重点：触摸屏控制的液体混合系统项目的基本任务和功能、模拟量控制的原理和实现方式、PLC的硬件组态和输入/输出地址分配、HMI设备的选择与生成方法。

难点：对学生来说，理解模拟量控制的原理和实现方式可能是一项较为困难的任务，此外，配置与调试液体混合系统的运行也可能存在一定的难度。

第三部分 提高篇

项目9 G120变频器的电动机控制

参考学时：8

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解G120变频器的电动机控制项目的基本任务和功能，包括通过G120变频器实现对电动机的速度调节、启停控制和保护等方面的控制。

2.掌握G120变频器的输入/输出模块和参数设置，包括对变频器的IOP和参数进行配置和调节的方法。

3.了解G120变频器在电动机控制中的应用，包括其在不同工况下的调速和控制策略。

4.了解项目实施中的硬件组态、PLC软件设计和HMI的画面设计，包括对变频器、PLC和HMI等设备进行协同控制和状态显示。

1.能够设置G120变频器的参数，进行变频器的基本配置和调节。

2.具备进行硬件组态的能力，包括选择合适的输入/输出模块和进行正确的接线安装。

3.能够通过PLC软件设计实现对G120变频器的控制，编写符合电动机控制逻辑的PLC程序。

4.具备进行HMI的画面设计的能力，实现电动机状态显示和操作界面的设计。

1.培养学生的创新思维和问题解决能力，鼓励他们在项目实施过程中寻找创新性的电动机控制方案。

2.提升学生的团队协作和沟通能力，使其能够在团队中有效合作，共同完成项目任务，并能够与他人进行有效的沟通和交流。

教学重点难点

重点：G120变频器的电动机控制项目的基本任务和功能、G120变频器的IOP和参数设置、硬件组态、PLC软件设计和HMI的画面设计。

难点：对学生来说，理解G120变频器的参数设置和调节可能是一项较为困难的任务，此外，协同控制多个设备的实现和调试也可能存在一定的难度。

项目10 S7-1200 PLC的以太网通信技术

参考学时：6

知识目标

技能目标

素养目标

1.理解S7-1200 PLC以太网通信的基本概念，包括以太网通信的原理、协议和网络结构等方面的知识。

2.掌握开放式用户通信，了解其在工业自动化中的应用，以及与S7-1200 PLC的集成方式。

3.了解S7通信技术，包括其协议和通信接口，以及与S7-1200 PLC的应用场景。

4.了解S7-1200 PLC与PROFINET IO device的通信方式，包括硬件接口、通信协议和数据交换的过程。

1.能够进行S7-1200 PLC以太网通信项目的硬件设计，包括选择合适的以太网通信模块和进行正确的接线安装。

2.具备使用S7-1200 PLC进行软件设计的能力，能够编写符合以太网通信需求的PLC程序。

3.能够通过HMI画面组态实现对以太网通信状态的监控和参数设置。

4.具备进行仿真调试的能力，能够对S7-1200 PLC以太网通信项目进行仿真和调试，确保通信正常运行。

1.培养学生的创新精神和技术感知能力，使其能够对新型通信技术进行创新应用和探索。

2.提升学生的问题解决能力和学习能力，鼓励他们独立解决实际问题，不断学习和掌握新知识。

教学重点难点

重点：S7-1200 PLC以太网通信的基本概念、硬件设计、软件设计和HMI画面组态。

难点：对学生来说，理解开放式用户通信和PROFINET IO device通信的原理和实现方式可能是一项较为困难的任务，此外，对于网络通信的故障排查和调试也可能存在一定的难度。