教案課程名稱：PLC應(yīng)用技術(shù)專業(yè)：電氣自動化技術(shù)班級：計劃學(xué)時：80主講教師：

大學(xué)教案21授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目3.2FB的編程及應(yīng)用→3.2.2FB的調(diào)用方式3.2.3多重背景課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺

3.自動沖水設(shè)備模型（紅外傳感器+電磁閥）

4.微課視頻《多重背景數(shù)據(jù)塊在自動沖水設(shè)備中的應(yīng)用（視頻）》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握FB基本調(diào)用

2.對實(shí)例類型選擇存在困惑

3.缺乏多設(shè)備協(xié)同編程經(jīng)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握FB三種調(diào)用方式區(qū)別（表3-8）

2.理解多重背景減少DB碎片原理技能目標(biāo)：1.能配置靜態(tài)變量作定時器背景（圖3-32）

2.會使用多重實(shí)例實(shí)現(xiàn)設(shè)備復(fù)用

3.能診斷DB資源沖突素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)資源優(yōu)化意識

2.強(qiáng)化多設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)思維課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過公共設(shè)施資源浪費(fèi)案例，強(qiáng)調(diào)"綠色工控"的可持續(xù)發(fā)展理念3分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.多重實(shí)例配置流程（圖3-33）

2.靜態(tài)變量共享機(jī)制（#TON_DB）教學(xué)難點(diǎn)：1.IEC_TIMER類型變量作多重背景

2.三種實(shí)例的應(yīng)用場景選擇與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》中級證書：

-7.1復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

-7.3資源優(yōu)化配置教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.實(shí)例類型對比1.動畫演示三種實(shí)例存儲差異：

-單個實(shí)例：獨(dú)立DB

-多重實(shí)例：父FB靜態(tài)區(qū)

-參數(shù)實(shí)例：InOut傳遞

2.展示DB碎片問題：10個定時器→10個DB完成實(shí)例類型對照表12分鐘3.FB的調(diào)用方式和多層背景精講1.程序結(jié)構(gòu)：

-解析三重定時需求（3s/5s/8s）

2.多重背景：

1.演示FB1創(chuàng)建（圖3-32）：

-Static添加#TON_DB等3個IEC_TIMER

2.關(guān)鍵步驟示范（圖3-33）：

-TON指令選擇"多重實(shí)例"

-綁定#TON_DB靜態(tài)變量學(xué)生聽講并跟隨老師進(jìn)行跟練20分鐘3.自動沖水控制精講函數(shù)塊FB：

1.編寫圖3-34程序邏輯

2.重點(diǎn)說明：

-定時器背景數(shù)據(jù)共享機(jī)制

-DB資源節(jié)省率計算（3→1）記錄靜態(tài)變量配置要點(diǎn)15分鐘4.沖水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)操作1.下發(fā)任務(wù)書（紅外+電磁閥I/O表）

2.分組實(shí)操指導(dǎo)：

-階段1：創(chuàng)建FB1配置靜態(tài)變量

-階段2：添加三重定時邏輯（TON/TP/TOF）

-階段3：OB1調(diào)用生成單一背景DB

3.故障注入：

-錯誤配置"單個實(shí)例"觸發(fā)DB沖突小組完成：

-自動沖水程序編寫

-在線調(diào)試時序

-DB資源占用記錄20分鐘5.系統(tǒng)擴(kuò)展挑戰(zhàn)1.提出進(jìn)階任務(wù)："如何支持兩個沖水裝置？"

2.方案對比：

-方案A：復(fù)制FB1→DB碎片

-方案B：多重實(shí)例優(yōu)化

3.展示產(chǎn)線級應(yīng)用案例討論優(yōu)化方案，繪制雙設(shè)備控制架構(gòu)圖8分鐘5.總結(jié)測試1.隨堂測試（掃碼）：

-多重實(shí)例數(shù)據(jù)存儲在____區(qū)

-自動沖水程序節(jié)省了____%DB資源

2.歸納設(shè)計準(zhǔn)則：

"多設(shè)備一FB，定時器靜態(tài)化"提交沖水時序監(jiān)控報告2分鐘課后作業(yè)1.實(shí)現(xiàn)雙沖水裝置控制（【一起說】任務(wù)）

2.撰寫技術(shù)報告：《多重背景在樓宇自動化中的節(jié)能價值》改進(jìn)與提高增加"DB碎片監(jiān)測"實(shí)驗(yàn)：對比實(shí)例類型的存儲占用

大學(xué)教案22授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目3.2FB的編程及應(yīng)用→任務(wù)使用多重背景實(shí)現(xiàn)的兩組電機(jī)順序啟動控制課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺（帶6臺電機(jī)模型）

3.產(chǎn)線控制模擬套件（按鈕×4，指示燈×6）

4.DB資源監(jiān)視插件

5.微課視頻《多重背景實(shí)現(xiàn)的兩組電動機(jī)組順序控制》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握單FB多重背景技術(shù)

2.對FB嵌套調(diào)用不熟悉

3.缺乏多產(chǎn)線協(xié)同控制經(jīng)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.理解父FB-子FB架構(gòu)原理

2.掌握多重實(shí)例數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)技能目標(biāo)：1.能創(chuàng)建父FB管理多重子FB實(shí)例

2.會配置Static變量作子FB背景

3.能實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)線獨(dú)立參數(shù)配置素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)產(chǎn)線級系統(tǒng)架構(gòu)思維

2.強(qiáng)化工業(yè)程序模塊化設(shè)計能力課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過中國智能制造2025多產(chǎn)線協(xié)同案例，強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新對國家產(chǎn)業(yè)升級的支撐作用3分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.父FB靜態(tài)區(qū)聲明子FB實(shí)例（圖3-37）

2."多重實(shí)例"調(diào)用選項(xiàng)配置（圖3-38）教學(xué)難點(diǎn)：1.子FB參數(shù)與父FB接口的映射關(guān)系

2.多層級背景數(shù)據(jù)管理與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》高級證書：

-8.1復(fù)雜系統(tǒng)模塊化設(shè)計

-8.3大型程序資源優(yōu)化教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.產(chǎn)線需求導(dǎo)入1.展示單組vs雙組電機(jī)DB占用對比：

-傳統(tǒng)：2組→2個背景DB

-多重背景：2組→1個父DB

2.提問："汽車廠10條產(chǎn)線如何優(yōu)化？"分析多產(chǎn)線控制痛點(diǎn)，討論DB優(yōu)化方案7分鐘2.硬件電路精講硬件電路：

-解析表3-9I/O分配（雙組獨(dú)立控制）-分析接線圖理解硬件電路輸入輸出的接線方式18分鐘3.架構(gòu)搭建精講多重背景創(chuàng)建：

1.演示父FB2創(chuàng)建（圖3-37）：

-Static添加"1組電機(jī)DB"/"2組電機(jī)DB"

-數(shù)據(jù)類型選"3臺電機(jī)順序啟動FB"

2.關(guān)鍵操作示范：

-調(diào)用選項(xiàng)選"多重實(shí)例"（圖3-38）

-綁定靜態(tài)變量實(shí)例繪制父FB-子FB數(shù)據(jù)流圖15分鐘4.雙產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)1.下發(fā)任務(wù)書（兩組電機(jī)參數(shù)表）

2.分組實(shí)操指導(dǎo)：

-階段1：創(chuàng)建子FB1（3臺電機(jī)控制）

-階段2：父FB2靜態(tài)區(qū)聲明雙實(shí)例

-階段3：OB1調(diào)用父FB2（圖3-40）

3.核心挑戰(zhàn)：

-實(shí)現(xiàn)雙組獨(dú)立時間參數(shù)（MD20/MD44）

-DB資源占用驗(yàn)證（預(yù)期：僅1個父背景DB）小組完成：

-父-子FB架構(gòu)搭建

-參數(shù)獨(dú)立配置

-產(chǎn)線異步啟動調(diào)試30分鐘5.工業(yè)級調(diào)試1.極端測試：

-第1組運(yùn)行中啟動第2組

-單組急停干擾測試

2.展示汽車總裝線應(yīng)用案例

3.拋出終極挑戰(zhàn)：

"如何動態(tài)增加產(chǎn)線？"記錄跨產(chǎn)線干擾現(xiàn)象，探討解決方案7分鐘6.總結(jié)升華1.隨堂測試（掃碼）：

-父FB靜態(tài)變量存儲____實(shí)例數(shù)據(jù)

-N條產(chǎn)線僅需____個背景DB

2.歸納黃金法則：

"父FB作容器，子FB為模塊，靜態(tài)區(qū)即產(chǎn)線"提交雙產(chǎn)線時序分析報告2分鐘課后作業(yè)1.實(shí)現(xiàn)【單獨(dú)練】任務(wù)：電機(jī)抱閘制動FB（帶延時控制）

2.設(shè)計三產(chǎn)線控制系統(tǒng)架構(gòu)圖改進(jìn)與提高1.增加"熱插拔產(chǎn)線"案例：用InOut參數(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)例添加

2.引入AI預(yù)測：根據(jù)訂單量自動配置產(chǎn)線實(shí)例

大學(xué)教案23授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目3.3OB的編程及應(yīng)用→組織塊任務(wù)1啟動組織塊OB100在初始化程序中的應(yīng)用任務(wù)2延時中斷組織塊OB20在電機(jī)延時控制中的應(yīng)用任務(wù)3循環(huán)中斷組織塊OB30在方波程序中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺（CPU1215CDC/DC/Rly）

3.電機(jī)控制套件（按鈕×3，接觸器×1）

4.方波發(fā)生器示教板

5.微課視頻《延時中斷組織塊OB20在電機(jī)延時控制中的應(yīng)用》

6.中斷指令速查手冊學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握基本PLC編程

2.對中斷概念模糊

3.缺乏實(shí)時控制編程經(jīng)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握7類組織塊功能（表3-10）

2.理解中斷優(yōu)先級機(jī)制

3.掌握SRT_DINT/SET_CINT指令技能目標(biāo)：1.能配置啟動/延時/循環(huán)中斷OB

2.會編寫高精度定時控制程序

3.能調(diào)試多級中斷系統(tǒng)素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)實(shí)時控制思維

2.強(qiáng)化毫秒級精確操作意識課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過高鐵信號控制系統(tǒng)案例，強(qiáng)調(diào)實(shí)時中斷技術(shù)對國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的重要性3分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.延時中斷參數(shù)配置（DTIME精度1ms）

2.循環(huán)中斷周期設(shè)置（相移機(jī)制）教學(xué)難點(diǎn)：1.中斷優(yōu)先級嵌套邏輯

2.時間錯誤中斷觸發(fā)條件與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》高級證書：

-9.1實(shí)時控制系統(tǒng)設(shè)計

-9.3中斷事件處理教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.組織塊核心精講1.動畫演示7類組織塊觸發(fā)機(jī)制（表3-10）

2.重點(diǎn)解析：

-啟動OB100：STOP→RUN執(zhí)行1次

-延時OB20：精確到1ms

-循環(huán)OB30：周期可調(diào)+相移防沖突

3.對比普通定時器與中斷定時精度差異完成組織塊功能對照表15分鐘2.任務(wù)1：啟動OB實(shí)戰(zhàn)硬件電路：

-單按鈕接入I0.0（圖3-41）

程序設(shè)計：

1.演示OB100添加流程（圖3-41）

2.編寫初始化程序（圖3-42）：

-MW100強(qiáng)制清零

-I0.0=1時MW102賦200

調(diào)試技巧：

-STOP→RUN模式切換監(jiān)控實(shí)操添加OB100，記錄初始化數(shù)據(jù)變化12分鐘3.任務(wù)2：延時中斷硬件電路：

-電機(jī)啟停標(biāo)準(zhǔn)電路（參考圖2-11）

關(guān)鍵指令：

1.解析SRT_DINT參數(shù)（圖3-45）：

-OB_NR=20（調(diào)用OB20）

-DTIME=10000ms（10s）

2.CAN_DINT取消機(jī)制

程序設(shè)計：

-OB1：邊沿觸發(fā)延時

-OB20：電機(jī)啟動邏輯（圖3-46）

工業(yè)價值：

-對比普通定時器±100ms誤差vs中斷定時±1ms精度編寫電機(jī)延時程序，在線測試10s精度20分鐘4.任務(wù)3：循環(huán)中斷硬件電路：

-按鈕I0.0+指示燈Q0.0

周期配置：

1.演示OB30創(chuàng)建（圖3-47）：

-循環(huán)時間=500ms

-相移時間=0（防沖突）

高級控制：

1.OB30方波程序（圖3-48）：

-0.5s亮/0.5s滅（1Hz）

2.SET_CINT動態(tài)改參（圖3-49）：

-I0.0觸發(fā)周期改為1s（2Hz）

現(xiàn)象對比：

-默認(rèn)：快速閃爍（1Hz）

-按鈕按下：慢速閃爍（0.5Hz）實(shí)現(xiàn)動態(tài)頻率方波，記錄周期切換響應(yīng)時間23分鐘5.中斷對抗實(shí)驗(yàn)1.設(shè)計沖突場景：

-OB20（10ms延時）執(zhí)行中觸發(fā)OB30（1ms周期）

2.展示優(yōu)先級解決：

-OB30優(yōu)先級8>OB20優(yōu)先級3

-高優(yōu)先中斷可打斷低優(yōu)先

3.引出時間錯誤中斷OB80觀察中斷嵌套現(xiàn)象，分析監(jiān)控數(shù)據(jù)5分鐘課后作業(yè)某生產(chǎn)線因OB1超時未觸發(fā)OB80導(dǎo)致停機(jī)的事故的原因分析改進(jìn)與提高在PLCSIMAdvanced中模擬OB80時間錯誤中斷構(gòu)建多中斷壓力測試場景（硬件中斷+循環(huán)中斷）

大學(xué)教案24授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目3.3OB的編程及應(yīng)用→任務(wù)4硬件中斷組織塊OB40在兩臺水泵間歇控制中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺（CPU1215CDC/DC/Rly）

3.雙水泵控制模型（接觸器×2，熱繼電器×2）

4.微課視頻《硬件中斷組織塊OB40在兩臺水泵間歇控制中的應(yīng)用》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握基礎(chǔ)中斷概念

2.缺乏多中斷協(xié)同編程經(jīng)驗(yàn)

3.對硬件中斷事件組態(tài)不熟悉教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握硬件中斷OB40事件綁定機(jī)制

2.理解循環(huán)中斷OB30時間累積原理

3.熟悉中斷優(yōu)先級沖突解決方案技能目標(biāo)：1.能配置數(shù)字量輸入硬件中斷

2.會編寫水泵交替運(yùn)行時序邏輯

3.能實(shí)施時間比例縮放調(diào)試法素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)系統(tǒng)安全中斷意識

2.強(qiáng)化實(shí)時控制精度思維課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過三峽水利工程水泵控制系統(tǒng)案例，強(qiáng)調(diào)可靠中斷對民生設(shè)施的重要性3分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.硬件中斷事件組態(tài)（圖3-53）

2.循環(huán)中斷時間累積算法（MW100計數(shù)）教學(xué)難點(diǎn)：1.多中斷優(yōu)先級協(xié)調(diào)（OB40優(yōu)先級18>OB30優(yōu)先級8）

2.時間比例動態(tài)縮放技術(shù)與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》高級證書：

-9.2多中斷協(xié)同控制

-10.1工業(yè)安全保護(hù)機(jī)制教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.展示供水系統(tǒng)運(yùn)行視頻（2h/1h循環(huán)）

2.提問："急停信號為何需要硬件中斷？"

3.對比方案：

-普通掃描控制（響應(yīng)延遲≥100ms）

-中斷控制（響應(yīng)延遲≤10μs）分析實(shí)時性需求，討論安全保護(hù)機(jī)制8分鐘2.硬件電路搭建核心配置：

1.解析表3-11I/O分配：

-急停信號：I0.1（SB2）

-過載信號：I0.2/I0.3（FR1/FR2）

2.強(qiáng)調(diào)安全回路設(shè)計：

-熱繼電器常閉觸點(diǎn)串聯(lián)

-硬件中斷直接切斷輸出繪制電氣原理圖，標(biāo)注中斷信號點(diǎn)10分鐘3.中斷系統(tǒng)構(gòu)建循環(huán)中斷OB30：

1.演示創(chuàng)建流程（圖3-47）：

-循環(huán)時間=60000ms（實(shí)際調(diào)試設(shè)為1000ms）

2.解析時間累積程序（圖3-51）：

-MW100每分鐘+1（調(diào)試時每秒+1）

-180→10（比例縮放）

硬件中斷OB40：

1.組態(tài)關(guān)鍵步驟（圖3-53）：

-啟用I0.1/I0.2/I0.3上升沿檢測

-綁定OB40中斷組織塊

2.急停程序解析（圖3-54）：

-MW100復(fù)位+M30.0急停標(biāo)志實(shí)操完成：

-OB30周期配置

-OB40事件綁定22分鐘4.核心編程實(shí)戰(zhàn)主程序邏輯（圖3-55）：

1.比例縮放調(diào)整：

-2h→7s（120→7）

-1h→3s（60→3）

2.運(yùn)行邏輯：

-MW100≤7：Q0.0=1（水泵1）

-MW100>7：Q0.1=1（水泵2）

3.急停覆蓋：

-OB40觸發(fā)時強(qiáng)制復(fù)位編寫調(diào)試程序：

-實(shí)現(xiàn)7s/3s交替運(yùn)行

-模擬過載觸發(fā)急停30分鐘5.安全沖突測試1.設(shè)計極端場景：

-OB30執(zhí)行中觸發(fā)OB40

2.驗(yàn)證中斷優(yōu)先級：

-OB40（優(yōu)先級18）中斷OB30（優(yōu)先級8）

3.展示工業(yè)案例：

-某水廠因中斷沖突導(dǎo)致的安全事故記錄中斷嵌套現(xiàn)象，分析監(jiān)控數(shù)據(jù)7分鐘6.工業(yè)縮放法則1.推導(dǎo)時間比例公式：

縮放系數(shù)=實(shí)際時間/調(diào)試時間

（例：2h/7s≈1028）

2.應(yīng)用場景延伸：

-月級周期控制（比例縮放至分鐘級調(diào)試）計算3h→10s的縮放系數(shù)3分鐘課后作業(yè)拓展任務(wù)：實(shí)現(xiàn)【單獨(dú)練】流水燈控制（OB30周期1s，移位指令應(yīng)用）改進(jìn)與提高在PLCSIMAdvanced中模擬多中斷壓力場景構(gòu)建OB80超時保護(hù)測試平臺

大學(xué)教案25授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)模塊4模擬量和順序功能圖的應(yīng)用→項(xiàng)目4.1模擬量的應(yīng)用→4.1.1模擬量模塊4.1.2轉(zhuǎn)換指令課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺（CPU1215C+SM1234模塊）

3.溫度/壓力模擬實(shí)訓(xùn)套件（變送器+執(zhí)行器）

4.萬用表/信號發(fā)生器

5.微課視頻《認(rèn)識模擬量模塊》、《模擬量輸入輸出模塊SM1234》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握數(shù)字量控制基礎(chǔ)

2.缺乏模擬量信號處理經(jīng)驗(yàn)

3.對標(biāo)準(zhǔn)化/縮放指令理解困難教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握三類模擬量模塊特性（表4-2/3/4）

2.理解NORM_X/SCALE_X算法原理

3.熟悉信號抗干擾配置（濾波/噪聲抑制）技能目標(biāo)：1.能組態(tài)SM1234模塊參數(shù)（圖4-7）

2.會編寫溫度/壓力標(biāo)定程序（圖4-10/11）

3.能實(shí)施信號完整性調(diào)試素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)過程精確控制思維

2.強(qiáng)化信號安全處理意識課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過航天器溫控系統(tǒng)案例，強(qiáng)調(diào)高精度模擬控制對國家科技自立自強(qiáng)的重要性3分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.模擬量模塊組態(tài)流程（量程/濾波/診斷）

2.轉(zhuǎn)換指令應(yīng)用（NORM_X→SCALE_X）教學(xué)難點(diǎn)：1.浮點(diǎn)數(shù)處理（圖4-8顯示格式）

2.標(biāo)定算法：OUT=VALUE×(MAX-MIN)+MIN與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《工業(yè)過程自動化控制》中級證書：

-3.1模擬信號處理

-4.2PLC過程控制編程教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.工業(yè)場景導(dǎo)入1.展示儲氣罐壓力控制需求（0~5.0MPa）

2.對比數(shù)字量/模擬量控制差異：

-開關(guān)控制vs連續(xù)調(diào)節(jié)

3.解析信號鏈路：

傳感器→SM1234→CPU→執(zhí)行器討論過程控制痛點(diǎn)，分析連續(xù)調(diào)節(jié)價值8分鐘2.模塊組態(tài)實(shí)戰(zhàn)核心配置（圖4-5~7）：

1.添加SM1234模塊（2號插槽）

2.輸入通道組態(tài)：

-類型：4~20mA（圖4-7a）

-濾波：弱（4周期平均）

-診斷：啟用溢出/下溢

3.輸出通道組態(tài)：

-類型：±10V

-STOP模式替代值：0

安全規(guī)范：

-屏蔽雙絞線接線演示（圖4-2）

-電流信號優(yōu)先原則實(shí)操完成模塊組態(tài)，記錄關(guān)鍵參數(shù)20分鐘3.轉(zhuǎn)換指令精講核心算法：

1.NORM_X：

OUT=(VALUE-MIN)/(MAX-MIN)

2.SCALE_X：

OUT=VALUE×(MAX-MIN)+MIN

標(biāo)定演示：

-溫度案例：-30~70℃→0~27648（圖4-10）

-壓力案例：0~5.0MPa→0~27648（圖4-11）編寫標(biāo)定程序段，計算13824對應(yīng)值（20℃/2.5MPa）25分鐘4.抗干擾調(diào)試信號完整性實(shí)驗(yàn)：

1.干擾場景：

-50Hz工頻干擾（未啟用噪聲抑制）

-強(qiáng)電磁環(huán)境（未屏蔽）

2.優(yōu)化方案：

-啟用50Hz噪聲抑制（積分20ms）

-增加強(qiáng)濾波（16周期平均）

工業(yè)標(biāo)定挑戰(zhàn)：

-給定13824數(shù)字量，實(shí)測輸出偏差≤0.5%測試不同濾波等級下的信號波動，記錄最優(yōu)配置20分鐘5.航天級精度驗(yàn)證1.極端條件測試：

-4mA（-30℃）→27648（70℃）邊界值

2.展示火箭燃料溫度控制案例：

-±0.1℃精度要求

-三重信號冗余設(shè)計

3.引出陸游名句：

"紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行"分析邊界值處理方案，提交精度測試報告3分鐘課后作業(yè)實(shí)戰(zhàn)任務(wù)：設(shè)計庫房溫度控制系統(tǒng)（-10~50℃→4~20mA）故障分析：某化工廠因信號干擾導(dǎo)致壓力失控的技術(shù)報告創(chuàng)新設(shè)計：用SCALE_X指令實(shí)現(xiàn)變頻器頻率精確控制（0~50Hz）改進(jìn)與提高在PLCSIMAdvanced中模擬信號干擾場景構(gòu)建多通道標(biāo)定測試平臺

大學(xué)教案26授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目4.1模擬量的應(yīng)用→任務(wù)1模擬量在儲氣罐壓力控制中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺（CPU1215C+SM1234模塊）

3.儲氣罐壓力控制模型（空壓機(jī)+電動調(diào)節(jié)閥）

4.壓力變送器（0-2MPa）

5.微課視頻《模擬量在儲氣罐壓力控制中的應(yīng)用》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握模擬量基礎(chǔ)編程

2.缺乏分段控制策略實(shí)施經(jīng)驗(yàn)

3.對工程值轉(zhuǎn)換理解不夠深入教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握壓力-電流-數(shù)字量映射關(guān)系（表4-11）

2.理解分段控制算法原理

3.熟悉報警閾值設(shè)定規(guī)范技能目標(biāo)：1.能配置壓力控制系統(tǒng)硬件

2.會編寫多段閥門控制程序（圖4-14）

3.能實(shí)施工程值雙向轉(zhuǎn)換調(diào)試素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)過程安全控制思維

2.強(qiáng)化壓力容器安全操作意識課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過化工企業(yè)壓力爆炸事故案例，強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)控制對工業(yè)安全的國家意義爆炸事故案例：2019年江蘇化工廠壓力失控事故（3死5傷）工匠代表：李萬君（焊接火箭燃料箱，0.01MPa精度保障）5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.分段控制策略實(shí)現(xiàn)（0/1/1.5MPa閾值）

2.工程值轉(zhuǎn)換：

-壓力→開度（SCALE_X）

-開度→輸出電壓（NORM_X）教學(xué)難點(diǎn)：1.邊界值處理（1.0MPa精確切換）

2.報警延遲響應(yīng)設(shè)計（1.9MPa閃爍）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《工業(yè)過程自動化控制》高級證書：

-5.1過程控制策略實(shí)施

-6.3安全聯(lián)鎖編程教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.安全案例導(dǎo)入1.播放化工廠儲氣罐爆炸事故視頻（控制失靈導(dǎo)致）

2.解析任務(wù)需求（圖4-12）：

-0-1MPa→27°

-1-1.5MPa→54°

->1.5MPa→90°

3.強(qiáng)調(diào)安全紅線：

-1.9MPa必須報警

-急停按鈕冗余設(shè)計討論壓力失控后果，繪制安全控制邏輯圖10分鐘2.硬件系統(tǒng)構(gòu)建電路設(shè)計（圖4-13）：

1.關(guān)鍵接線演示：

-壓力變送器→SM1234(0+/0-)

-SM1234(0/0M)→電動閥

2.安全規(guī)范：

-兩線制變送器接線要點(diǎn)

-屏蔽層單端接地原則

I/O分配（表4-10）：

-DI：啟動(I0.1)/停止(I0.2)

-DO：空壓機(jī)(Q0.0)/報警燈(Q0.1)完成接線圖標(biāo)注，設(shè)計急停冗余電路10分鐘3.模塊組態(tài)實(shí)戰(zhàn)SM1234配置（圖4-5~7）：

1.輸入通道：

-類型：4~20mA電流

-量程：0~27648

2.輸出通道：

-類型：0~10V電壓

-STOP模式值：0V

3.診斷設(shè)置：

-啟用溢出/下溢報警

映射表構(gòu)建（表4-11）：

-指導(dǎo)計算：

27°→(27/90)×27648=8294→3V

1.0MPa→(1/2)×27648=13824實(shí)操完成：

-模塊參數(shù)配置

-壓力-開度映射表制作20分鐘4.分段控制編程程序解析（圖4-14）：

1.程序段2：壓力采集轉(zhuǎn)換

NORM_X+SCALE_X實(shí)現(xiàn)IW96→MPa

2.程序段3：分段策略

[CMP<=1.0]→27°

[CMP<=1.5]→54°

[CMP>1.5]→90°

3.程序段4：開度輸出

SCALE_X將27°→8294→QW96

4.程序段5：報警邏輯

1.9MPa觸發(fā)閃爍（TOF定時器）

安全強(qiáng)化：

-壓力>2.0MPa時增加空壓機(jī)自動停機(jī)編寫調(diào)試：

-分段控制程序

-邊界值測試（1.0MPa±0.01）

-報警響應(yīng)測試25分鐘5.工業(yè)級調(diào)試調(diào)試方法：

1.電流源模擬：

-8mA→0.5MPa→27°（預(yù)期3V）

-16mA→1.5MPa→90°（預(yù)期10V）

2.故障注入：

-斷線測試（觸發(fā)下溢報警）

-超壓測試（1.95MPa急停）

安全驗(yàn)證：

-萬用表實(shí)測輸出電壓偏差≤2%

-報警響應(yīng)延遲≤100ms執(zhí)行測試計劃：

-三階段壓力模擬

-報警響應(yīng)記錄

-安全急停驗(yàn)證8分鐘6.工匠精神傳承1.展示大國工匠事跡：

-某工程師0.01MPa精度避免爆炸事故

2.分析控制誤差：

-0.5MPa實(shí)測3.02V→合格

-邊界切換無振蕩→優(yōu)秀提交誤差分析報告，反思安全操作要點(diǎn)2分鐘課后作業(yè)實(shí)戰(zhàn)任務(wù)：實(shí)現(xiàn)【單獨(dú)練】庫房溫度控制系統(tǒng)（40/50/60℃分段）改進(jìn)與提高虛擬調(diào)試升級：

-在PLCSIMAdvanced模擬超壓事故場景

-構(gòu)建數(shù)字孿生壓力模型大學(xué)教案27授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目4.2順序功能圖的應(yīng)用→4.2.1順序功能圖4.2.2啟保停電路的編程方法4.2.3置位復(fù)位指令的編程課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺

3.運(yùn)料小車模型/機(jī)械手模型

4.順序功能圖繪制工具（Visio/繪圖板）

5.微課視頻《順序功能圖》、《順序功能圖編程方法》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握基礎(chǔ)梯形圖編程

2.缺乏結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計經(jīng)驗(yàn)

3.對狀態(tài)轉(zhuǎn)移邏輯理解模糊教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握SFC三要素（步/轉(zhuǎn)移/動作）

2.理解三種序列特性（單/選擇/并行）

3.熟悉啟保停與置位復(fù)位編程法差異技能目標(biāo)：1.能繪制多工況SFC圖（含初始步閉環(huán)）

2.會實(shí)現(xiàn)選擇序列分支控制

3.能調(diào)試并行序列同步動作素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)系統(tǒng)化工程設(shè)計思維

2.強(qiáng)化邏輯分解與綜合能力課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過高鐵自動門控制系統(tǒng)案例，強(qiáng)調(diào)順序控制在國家重大裝備中的關(guān)鍵作用5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.轉(zhuǎn)移條件實(shí)現(xiàn)規(guī)則（雙條件原則）

2.選擇序列分支處理（圖4-20）教學(xué)難點(diǎn)：1.并行序列合并同步（圖4-23）

2.保持型動作與非保持型動作區(qū)別與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《工業(yè)自動化系統(tǒng)集成》高級證書：

-7.1復(fù)雜邏輯分解

-8.2狀態(tài)機(jī)編程教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.工業(yè)痛點(diǎn)導(dǎo)入1.展示機(jī)械手誤動作視頻（經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法缺陷）

2.對比兩種方法：

-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法（雜亂梯形圖）

-SFC設(shè)計法（圖4-15直觀結(jié)構(gòu)）

3.解析高鐵車門控制案例：

-開門→延時→關(guān)門→閉鎖的嚴(yán)謹(jǐn)序列3人小組列舉經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法缺陷：

1.分析教師提供故障視頻

2.記錄梯形圖交叉引用問題

3.總結(jié)"調(diào)試難/擴(kuò)展難/維護(hù)難"三難10分鐘2.SFC核心精講組成要素：

1.步：

-初始步M10.0（雙線框）

-活動步動作執(zhí)行（Q0.2）

2.轉(zhuǎn)移條件：

-I0.1·I0.3與門條件

序列結(jié)構(gòu)：

1.單序列：圖4-16(a)線性流程

2.選擇序列：圖4-16(b)分支決策

3.并行序列：圖4-16(c)同步動作

轉(zhuǎn)移規(guī)則：

-前級步活動+轉(zhuǎn)移條件滿足→步轉(zhuǎn)移繪制運(yùn)料小車SFC：

1.標(biāo)注初始步

2.設(shè)計3步單序列

3.添加轉(zhuǎn)移條件15分鐘3.編程實(shí)戰(zhàn)-啟保停法1.單序列實(shí)現(xiàn)（圖4-19）：

-啟動=前級步·轉(zhuǎn)移條件

-停止=后續(xù)步常閉觸點(diǎn)

2.選擇序列處理（圖4-20）：

-分支：多后續(xù)步常閉觸點(diǎn)串聯(lián)

-合并：多前級步觸點(diǎn)并聯(lián)任務(wù)1：用啟保停法實(shí)現(xiàn)圖4-18單序列20分鐘4.編程實(shí)戰(zhàn)-置位復(fù)位法1.單序列轉(zhuǎn)換（圖4-24）：

-S后續(xù)步&R前級步

2.并行序列同步（圖4-28）：

-分支：同時置位M1.1/M1.2

-合并：M5.0·M5.2·I0.5置位M5.3任務(wù)2：用置位復(fù)位法實(shí)現(xiàn)圖4-26選擇序列20分鐘5.課堂小結(jié)1.展示"復(fù)興號"車門控制系統(tǒng)SFC圖：

-三級安全冗余設(shè)計

-0.1秒精準(zhǔn)響應(yīng)

2.分析學(xué)生作品：

-嚴(yán)謹(jǐn)性對比（有無閉環(huán)設(shè)計）

-安全性對比（急停處理）

3.強(qiáng)調(diào)設(shè)計鐵律：

"步步有轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移必有步"修改SFC增加安全急停步，提交優(yōu)化報告10分鐘課后作業(yè)同步訓(xùn)練啟保停法（傳統(tǒng)可靠）與置位復(fù)位法（現(xiàn)代高效）對比兩種方法在復(fù)雜序列中的優(yōu)劣改進(jìn)與提高通過"繪圖→編程→調(diào)試→優(yōu)化"四階訓(xùn)練，將抽象的SFC理論轉(zhuǎn)化為可觸摸的工程能力。結(jié)合國家重大工程案例，培養(yǎng)兼具技術(shù)創(chuàng)新能力與安全責(zé)任意識的新時代工程師。

大學(xué)教案28授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目4.2順序功能圖的應(yīng)用→任務(wù)1單序列在運(yùn)料小車中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV17軟件

2.S7-1200PLC實(shí)訓(xùn)臺

3.運(yùn)料小車模型（電機(jī)×1，電磁閥×2）

4.行程開關(guān)模擬套件

5.微課視頻《單序列在運(yùn)料小車中的應(yīng)用》學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握基礎(chǔ)SFC概念

2.缺乏單序列編程實(shí)操經(jīng)驗(yàn)

3.對安全互鎖機(jī)制理解不足教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握單序列SFC四要素（步/轉(zhuǎn)移/動作/有向線段）

2.理解電機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖原理

3.熟悉RESET_BF指令功能技能目標(biāo)：1.能繪制運(yùn)料小車單序列SFC圖

2.會實(shí)現(xiàn)定時器與動作聯(lián)動

3.能添加急停安全功能素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)設(shè)備安全設(shè)計思維

2.強(qiáng)化流程化編程意識課程思政及時間分配融入點(diǎn)：

通過物流分揀中心事故案例，強(qiáng)調(diào)設(shè)備互鎖對安全生產(chǎn)的國家意義物流中心事故分析（安全生產(chǎn)警示）事件：2022年某快遞分揀線事故-原因：小車電機(jī)正反轉(zhuǎn)未互鎖-后果：電機(jī)短路起火，損失500萬元?安全標(biāo)準(zhǔn)：-GB/T5226.1-2019機(jī)械電氣安全-條款8.11：正反轉(zhuǎn)接觸器必須機(jī)械互鎖5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.單序列SFC實(shí)現(xiàn)（圖4-32）

2.動作-定時器聯(lián)動（裝料10s/卸料8s）教學(xué)難點(diǎn)：1.電機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖（KM1/KM2常閉觸點(diǎn)）

2.運(yùn)行模式切換（單周期→連續(xù)）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《工業(yè)自動化系統(tǒng)集成》初級證書：

-3.1順序控制編程

-4.2安全互鎖實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放運(yùn)料小車工作視頻（圖4-30場景）

2.解析控制流程：

-裝料(10s)→左行→卸料(8s)→右行

3.拋出安全問題：

"為何KM1/KM2需互鎖？"（圖4-31）3人小組分析圖4-31：

1.拆解KM1/KM2互鎖原理

2.對比FR接入方案：

-方案A：觸發(fā)PLC程序保護(hù)

-方案B：直接切斷主電路

3.制作安全對比表格8分鐘2.硬件系統(tǒng)構(gòu)建電路設(shè)計：

1.解析表4-14I/O分配：

-SQ1右限位(I0.2)/SQ2左限位(I0.3)

-裝料(Q0.2)/卸料(Q0.3)

2.關(guān)鍵安全設(shè)計：

-KM1/KM2常閉觸點(diǎn)互鎖（防短路）

-FR熱繼電器接入輸入回路

對比實(shí)驗(yàn)：

-方案A：FR接PLC輸入（程序保護(hù)）

-方案B：FR接主電路（硬件保護(hù)）繪制電氣圖：

-標(biāo)注互鎖觸點(diǎn)

-設(shè)計FR雙保護(hù)方案17分鐘3.SFC編程實(shí)戰(zhàn)單序列設(shè)計（圖4-32）：

1.五步分解：

-M10.0：初始待機(jī)

-M10.1：裝料(Q0.2)+T1計時

-M10.2：左行(Q0.1)

-M10.3：卸料(Q0.3)+T2計時

-M10.4：右行(Q0.0)

2.閉環(huán)實(shí)現(xiàn)：

-右限位(I0.2)觸發(fā)返回初始步

模式升級：

-單周期→連續(xù)：刪除返回初始步轉(zhuǎn)移

增加"右限位→裝料步"轉(zhuǎn)移在TIA中：

1.搭建圖4-32SFC

2.修改為連續(xù)模式

3.添加T1/T2定時器25分鐘4.安全功能強(qiáng)化急停實(shí)現(xiàn)：

1.RESET_BF指令應(yīng)用：

-停止按鈕(I0.1)觸發(fā)復(fù)位所有步

2.硬件互鎖：

-程序段中串聯(lián)KM1/KM2常閉觸點(diǎn)

調(diào)試要點(diǎn)：

-模擬危險場景：

同時觸發(fā)左右行

-驗(yàn)證互鎖效果：

KM1動作時KM2自動斷電任務(wù)：

1.添加RESET_BF急停程序

2.測試互鎖功能

3.記錄安全響應(yīng)時間10分鐘5.運(yùn)行調(diào)試四階驗(yàn)證法：

1.初始態(tài)：

-同時按I0.0(啟動)+I0.2(右限位)→Q0.2亮

2.裝料階段：

-10s后Q0.1亮（左行）

3.卸料階段：

-觸發(fā)I0.3(左限位)→Q0.3亮

-8s后Q0.0亮（右行）

4.急停測試：

-運(yùn)行中按I0.1→所有動作停止執(zhí)行完整測試流程，錄制調(diào)試視頻15分鐘課后作業(yè)設(shè)計任務(wù)：增加超時報警功能（任一動作超時30%觸發(fā)）改進(jìn)與提高1.停止功能缺失：//急停程序段I0.1（停止按鈕）→RESET_BF（復(fù)位所有步標(biāo)志）2.單周期改連續(xù)

大學(xué)教案29授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目4.2順序功能圖的應(yīng)用→任務(wù)2選擇序列在多工作方式運(yùn)料小車中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIA博途軟件、S7-1200仿真器

2.實(shí)物模型：三相異步電機(jī)、按鈕、行程開關(guān)、單刀四擲選擇開關(guān)

3.課件（含圖4-34~4-36）、PLC編程手冊

4.電工工具套件、萬用表學(xué)情分析學(xué)生已掌握PLC基礎(chǔ)指令和順序功能圖設(shè)計，但對多工作方式切換和選擇序列的編程實(shí)現(xiàn)缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，需通過項(xiàng)目強(qiáng)化邏輯整合能力。教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.理解手動/單步/單周期/連續(xù)4種工作方式的控制邏輯差異

2.掌握選擇序列在順序功能圖中的實(shí)現(xiàn)方法

3.熟悉置位復(fù)位指令在多工作方式程序中的應(yīng)用技能目標(biāo)：1.能獨(dú)立編寫帶工作方式切換的PLC程序

2.完成硬件組態(tài)與調(diào)試

3.解決“停止后完成流程再停機(jī)”的編程問題素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)工業(yè)安全責(zé)任意識

2.強(qiáng)化系統(tǒng)調(diào)試的嚴(yán)謹(jǐn)性課程思政及時間分配案例：結(jié)合“停止按鈕需完成流程后停機(jī)”要求，引入工業(yè)安全規(guī)范：

-化工生產(chǎn)中緊急停機(jī)需完成安全步驟（如泄壓、復(fù)位），避免二次事故

-類比運(yùn)料小車“完成當(dāng)前流程”的設(shè)計體現(xiàn)“安全第一”的職業(yè)素養(yǎng)通過“停止需完成流程”對比化工安全規(guī)程，強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計的責(zé)任意識，避免機(jī)械臂急停導(dǎo)致工件墜落等事故。5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.選擇序列在順序功能圖中的分支條件（SA開關(guān)狀態(tài)）

2.單步控制中M10.5的掃描周期機(jī)制教學(xué)難點(diǎn)：1.連續(xù)/單周期工作方式的狀態(tài)轉(zhuǎn)移差異（M10.0與M10.1的切換）

2.停止按鈕延遲響應(yīng)功能的程序修改與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接PLC應(yīng)用技術(shù)（中級）

證書考點(diǎn)：

-多工作方式程序架構(gòu)設(shè)計

-選擇序列的編程實(shí)現(xiàn)

對接自動化生產(chǎn)線裝調(diào)賽項(xiàng)：

-運(yùn)料小車的多模式控制要求教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入展示工廠物料轉(zhuǎn)運(yùn)視頻，提問：“如何用同一PLC實(shí)現(xiàn)4種控制模式？”解析材料中4種工作方式的定義，強(qiáng)調(diào)安全停止需求。分組討論不同工作方式的應(yīng)用場景（如單步用于檢修，連續(xù)用于批量生產(chǎn)），記錄關(guān)鍵控制要求。10分鐘2.硬件電路精講演示圖4-34電路圖，解析SA開關(guān)（I0.4~I0.7）與工作方式對應(yīng)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)右限位(I0.2)的定位作用。根據(jù)I/O分配表繪制電路圖，標(biāo)注SA開關(guān)、按鈕、行程開關(guān)的地址，完成硬件接線模擬。15分鐘3.硬件組態(tài)指導(dǎo)創(chuàng)建S7-1215C項(xiàng)目，配置DI（按鈕/開關(guān)）/DO（KM1/KM2）模塊地址，演示設(shè)備組態(tài)上傳。分組完成PLC硬件組態(tài)，驗(yàn)證I0.2（右限位）、Q0.0（右行）等關(guān)鍵信號狀態(tài)。10分鐘4.程序設(shè)計關(guān)鍵演示：

1.解析圖4-35順序功能圖的選擇分支（M10.4→M10.1/M10.0）

2.單步控制中M10.5的脈沖生成邏輯

3.

停止功能改進(jìn)：

-方案1：在FC2中增加“停止鎖存位”，在M10.4步檢測該位決定跳轉(zhuǎn)M10.0/M10.1

-方案2：用全局變量記錄停止請求，流程結(jié)束后復(fù)位所有步修改FC2程序：

-在程序段2后插入停止鎖存程序

-在M10.4轉(zhuǎn)移條件中串聯(lián)“非停止鎖存”信號

-調(diào)試單周期模式下停止按鈕的延遲效果25分鐘5.運(yùn)行調(diào)試根據(jù)任務(wù)書進(jìn)行調(diào)試：

-手動模式右行無響應(yīng)

-連續(xù)模式無法循環(huán)

指導(dǎo)監(jiān)控M10.0~M10.4狀態(tài)分組調(diào)試：

1.通過監(jiān)控表強(qiáng)制I/O信號

2.修復(fù)手動模式聯(lián)鎖缺失（補(bǔ)全FC1的限位觸點(diǎn)）

3.驗(yàn)證停止后完成流程再停機(jī)的功能15分鐘課后作業(yè)1.基礎(chǔ)：繪制改進(jìn)后的順序功能圖（含停止鎖存）

2.提高：增加“急停立即停機(jī)”功能，說明與任務(wù)停止的區(qū)別改進(jìn)與提高問題：原程序停止功能未區(qū)分安全等級

改進(jìn)：

-普通停止：完成流程后停機(jī)（當(dāng)前方案）

-急停：立即切斷輸出（新增紅色按鈕）

行業(yè)銜接：符合ISO13850急停設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)

大學(xué)教案30授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目4.2順序功能圖的應(yīng)用→任務(wù)3氣動機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.PPT課件（含機(jī)械手動作動畫）

2.TIAPortalV17仿真平臺

3.氣動機(jī)械手實(shí)訓(xùn)臺（含S7-1200PLC）

4.安全操作微課視頻學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握PLC基礎(chǔ)指令和順序功能圖繪制；

2.對結(jié)構(gòu)化編程（FB塊）應(yīng)用不熟練；

3.多傳感器協(xié)同調(diào)試經(jīng)驗(yàn)不足，安全規(guī)范意識待強(qiáng)化。教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握氣動機(jī)械手12步順序功能圖設(shè)計方法（選擇序列）；

2.理解停止標(biāo)志位M50.3的安全邏輯原理。技能目標(biāo)：1.能完成I/O分配及電磁閥電路搭建（含續(xù)流二極管）；

2.會使用FB塊編寫帶工件計數(shù)的結(jié)構(gòu)化程序；

3.能通過PLC監(jiān)控表診斷傳感器故障。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)精益求精的工匠精神（《道德經(jīng)》“天下大事必作于細(xì)”）；

2.強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識（周期完成前不可強(qiáng)制停機(jī)）；

3.提升團(tuán)隊協(xié)作與工程創(chuàng)新能力。課程思政及時間分配1.解析《道德經(jīng)》“必作于細(xì)”：對比傳感器接線精度（0.1mm誤差導(dǎo)致失效案例）；

2.安全責(zé)任意識：分析工廠急停致氣缸爆裂事故，強(qiáng)調(diào)“完成周期后停止”的安全意義；

3.工匠精神：以機(jī)械手分毫不差的動作比喻職業(yè)操守精度要求。5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.選擇序列在停止邏輯中的應(yīng)用（M11.4→M10.0）；

2.雙線圈電磁閥的互鎖編程（Q0.2/Q0.3）。教學(xué)難點(diǎn)：1.停止標(biāo)志位M50.3的保持與復(fù)位時機(jī)；

2.多傳感器（磁性開關(guān)）信號干擾處理。與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》證書：

?任務(wù)3.2氣動系統(tǒng)PLC控制（電磁閥電路設(shè)計/順序功能圖編寫）

對接機(jī)電一體化賽項(xiàng)：

?評分點(diǎn)：停止響應(yīng)時間≤0.5s，定位精度±1mm教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放汽車廠機(jī)械手工作視頻；

2.提問引導(dǎo)：

-“為何停止后需完成整個周期？急?？赡軐?dǎo)致什么風(fēng)險？”

-解析《道德經(jīng)》“天下大事必作于細(xì)”的工匠精神；

3.展示傳感器接線0.1mm誤差導(dǎo)致機(jī)械手失效的案例。1.觀看視頻并記錄關(guān)鍵問題；

2.分組討論急停事故后果（氣缸爆裂/工件損壞）；

3.分析“必作于細(xì)”對機(jī)械手精度的重要性。8分鐘2.硬件電路設(shè)計1.引導(dǎo)分析I/O分配表（表4-16）：

-輸入：8個傳感器+2按鈕

-輸出：7個繼電器（KA1-KA7）；

2.實(shí)物演示：

-雙線圈電磁閥互鎖接線（Q0.2左轉(zhuǎn)/Q0.3右轉(zhuǎn)）

-續(xù)流二極管防反沖實(shí)驗(yàn)（有/無二極管對比）。1.完成電路接線任務(wù)：

-主電路（圖4-39）

-PLC輸出接中間繼電器；

2.故障模擬實(shí)操：

-故意遺漏續(xù)流二極管

-記錄電磁閥異?，F(xiàn)象及PLC報錯代碼。12分鐘3.順序功能圖編程1.動態(tài)演示圖4-42順序功能圖：

-紅色高亮選擇分支M11.4→M10.1連續(xù))/M10.0(停止)

-停止邏輯：M50.3=1且I0.3=1時跳轉(zhuǎn)；

2.逐步調(diào)試FB1程序（圖4-44）：

-初始步三條件代碼實(shí)現(xiàn)

-演示TIAPortal強(qiáng)制表操作（M50.3=1）。1.程序修改任務(wù)：

-補(bǔ)充“未回原點(diǎn)強(qiáng)制復(fù)位”邏輯

-添加工件計數(shù)復(fù)位功能；

2.仿真調(diào)試：

-在PLCSIM中模擬M50.3=1

-監(jiān)控M10.0激活條件變化。20分鐘4.運(yùn)行調(diào)試1.發(fā)布分組競賽任務(wù)：

-基礎(chǔ)任務(wù)：實(shí)現(xiàn)“抓取20工件無故障”

-挑戰(zhàn)任務(wù)：運(yùn)行中按停止需精準(zhǔn)回原點(diǎn)；1.分組調(diào)試競賽：

-最快完成無故障組獲“精益求精”徽章

-記錄工件計數(shù)誤差數(shù)據(jù)；

2.故障排查訓(xùn)練：

-故意設(shè)置I0.4(上升到位)失效

-通過監(jiān)控表分析程序卡頓點(diǎn)。20分鐘5.總結(jié)評價1.點(diǎn)評競賽結(jié)果：

-分析常見錯誤（續(xù)流二極管遺漏/傳感器屏蔽缺失）

-頒發(fā)優(yōu)勝組徽章；

2.凝練核心公式：

-

安全停止=M50.3·I0.3·當(dāng)前周期完

-

工匠精度=程序掃描周期+傳感器響應(yīng)時間。1.完成三維評價表：

-知識掌握（順序功能圖）

-技能表現(xiàn)（調(diào)試速度）

-素養(yǎng)體現(xiàn)（團(tuán)隊協(xié)作）；

2.提出優(yōu)化建議：

-如何減少0.2秒停止延遲。10分鐘課后作業(yè)【單獨(dú)練】并行序列在鉆床中的應(yīng)用改進(jìn)與提高①增加緊急回原點(diǎn)程序：

-在OB100（啟動組織塊）中編寫限位搜索邏輯

-通過SM0.1觸發(fā)自動復(fù)位

②添加急停分級響應(yīng)：

-一級急停（按鈕）：完成周期后停止

-二級急停（斷路器）：立即斷電（僅用于火災(zāi)等極端情況）

大學(xué)教案31授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)模塊5工藝功能和通信功能應(yīng)用項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→5.1.1高速計數(shù)器任務(wù)1高速計數(shù)器的組態(tài)及基本配置課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV18軟件

2.S7-1214CPLC實(shí)訓(xùn)臺（含增量編碼器）

3.高速計數(shù)器接線圖（圖5-6）

4.微課視頻《高速計數(shù)器》、《高速計數(shù)器的組態(tài)及基本配置》學(xué)情分析優(yōu)勢：已掌握普通計數(shù)器原理

不足：

1.高頻脈沖采集概念模糊

2.硬件組態(tài)操作不熟練

3.對精度控制重要性認(rèn)識不足教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：1.掌握4種高速計數(shù)器工作模式差異

2.理解濾波時間對計數(shù)精度的影響技能目標(biāo)：1.能完成HSC硬件組態(tài)（含A/B相四倍頻配置）2.會設(shè)置比較輸出脈沖參數(shù)素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)精益求精的工匠精神（0.1μs精度要求）課程思政及時間分配1.案例：高鐵軌道編碼器檢測系統(tǒng)（±0.1mm精度保障安全）→體現(xiàn)"大國工匠"

切入點(diǎn)：

-對比6.4ms與0.8μs濾波時間對計數(shù)的影響

-分析精度缺失導(dǎo)致機(jī)械定位偏差事故2.工匠精神量化-將0.8μs濾波時間設(shè)置為"精度門檻線"-作業(yè)評分增加"參數(shù)優(yōu)化創(chuàng)新性"指標(biāo)5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.A/B四倍頻模式組態(tài)（圖5-8）

2.比較輸出脈沖參數(shù)設(shè)置（周期500ms/脈寬50%）教學(xué)難點(diǎn)：1.外部設(shè)備地址%ID1000:P的應(yīng)用

2.門輸入(I0.3)與同步輸入(I0.2)功能區(qū)分與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)（高級）》：

-考點(diǎn)3.1：高頻信號采集

-考點(diǎn)4.2：位置閉環(huán)控制

對接自動化產(chǎn)線裝調(diào)賽項(xiàng)：

-編碼器安裝精度評分（±1°偏差扣分）教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.課堂導(dǎo)入1.播放高鐵軌道檢測視頻：

-展示編碼器檢測鋼軌接縫（±0.1mm精度）

2.提問互動：

-"普通計數(shù)器為何無法檢測100kHz脈沖？"

-"0.1mm誤差會導(dǎo)致什么后果？"

3.引入工匠精神：解讀高鐵"毫米級"標(biāo)準(zhǔn)1.計算掃描周期影響：

-10ms周期下100kHz脈沖丟失量（1000個）

2.分組討論：

-列舉精度缺失導(dǎo)致的事故案例（如機(jī)械臂撞件）10分鐘2.高速計數(shù)器精講1.動態(tài)演示4種模式差異：

-單相/雙相/A-B相/A-B四倍頻（圖5-1~5-4）

2.關(guān)鍵參數(shù)解析：

-最高頻率（1217C：1MHz）

-外部設(shè)備地址%ID1000:P的作用

3.對比普通計數(shù)器局限1.填寫特征對比表：

-工作模式|最高頻率|相位關(guān)系

2.實(shí)操驗(yàn)證：

-用示波器測量I0.0/I0.1的90°相位差（旋轉(zhuǎn)編碼器）20分鐘3.組態(tài)配置實(shí)操步驟1：硬件組態(tài)

-演示啟用HSC1（圖5-7）

步驟2：功能配置

-選"A/B四倍頻"+計數(shù)類型（圖5-8）

步驟3：參數(shù)設(shè)置

-初始值=7000（圖5-9）

-濾波時間→0.8μs（圖5-15）

步驟4：脈沖配置

-比較輸出：周期500ms/脈寬50%（圖5-11）

步驟5：調(diào)試要點(diǎn)

-強(qiáng)調(diào)門輸入(I0.3)使能必要性1.逐步跟隨操作：

-完成HSC1基礎(chǔ)配置

-修改通道0/1濾波時間

2.故障預(yù)埋訓(xùn)練：

-故意保留6.4ms濾波→觀察計數(shù)丟失

-斷開I0.3→分析監(jiān)控表數(shù)據(jù)異常

3.參數(shù)創(chuàng)新嘗試：

-將7000改為3000測試響應(yīng)35分鐘4.課堂小結(jié)1.凝練知識框架：

-工作模式→精度關(guān)系：四倍頻>普通A/B相

-安全公式：可靠檢測=硬件支持×參數(shù)優(yōu)化

2.點(diǎn)評典型問題：

-濾波未修改（70%錯誤率）

3.頒發(fā)"精密測量師"電子徽章1.完成三維自評：

-知識測驗(yàn)（4種模式區(qū)別）

-技能評價（脈沖觸發(fā)成功率）

2.提出優(yōu)化方案：

-"如何實(shí)現(xiàn)多段比較輸出？"10分鐘課后作業(yè)1.擴(kuò)展程序：增加2號參考值（ID1000=3000時觸發(fā)Q0.1）

2.調(diào)研工業(yè)編碼器IP防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（如汽車產(chǎn)線IP67要求）改進(jìn)與提高開發(fā)虛擬編碼器：PLCSIMAdvanced模擬高頻脈沖

大學(xué)教案32授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→任務(wù)2高速計數(shù)器在速度檢測中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV172.S7-1214CPLC實(shí)訓(xùn)臺、3.NPN編碼器、皮帶輪傳動模型4.微課視頻《高速計數(shù)器在速度檢測中的應(yīng)用》學(xué)情分析優(yōu)勢：已掌握HSC基礎(chǔ)組態(tài)

不足：頻率轉(zhuǎn)換計算能力弱、工程單位轉(zhuǎn)換不熟練教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：掌握速度檢測原理（角速度→線速度）技能目標(biāo)：能配置頻率測量模式并編程實(shí)現(xiàn)工程計算素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)處理的職業(yè)素養(yǎng)課程思政及時間分配案例：快遞分揀系統(tǒng)速度校準(zhǔn)（±1%誤差導(dǎo)致爆倉）

切入點(diǎn)：公式

中π值的精度影響京東物流±0.5%速度精度保障雙11某快遞公司因2%速度偏差導(dǎo)致1萬件包裹延誤"每0.1cm/s的精準(zhǔn)，守護(hù)每件包裹的承諾"5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：頻率→轉(zhuǎn)速→線速度轉(zhuǎn)換計算（程序段2/3）教學(xué)難點(diǎn)：NPN編碼器接線邏輯（1M接正極）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接依據(jù)《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》初級1.2/2.2；中級3.3/5.2教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放快遞分揀中心視頻：

-展示傳送帶速度不匹配導(dǎo)致包裹堆積

2.提出問題：

-"±1%速度誤差對分揀系統(tǒng)的影響？"

-"如何檢測3.2cm皮帶輪線速度？"

3.引入工匠精神：

-對比π取3.14vs3.1416的精度差異1.計算誤差影響：

-1%速度偏差在8小時工作周期的包裹積壓量

2.分組討論：

-列舉速度檢測失準(zhǔn)的工業(yè)事故案例（如物流爆倉）8分鐘2.硬件電路1.解析圖5-16接線圖：

-強(qiáng)調(diào)NPN編碼器特性（1M接+24V）

-對比PNP/NPN接線差異（實(shí)物演示）

2.安全警示：

-錯誤接線導(dǎo)致脈沖丟失風(fēng)險1.完成電路搭接：

-按表5-9連接I0.0(A相)/I0.1(B相)

-用萬用表驗(yàn)證NPN信號邏輯

2.故障預(yù)演：

-故意反接1M線→記錄脈沖檢測失敗現(xiàn)象15分鐘3.HSC組態(tài)步驟1：啟用HSC

-演示頻率測量模式激活（圖5-17）

步驟2：參數(shù)設(shè)置

-測量周期=1s（關(guān)鍵?。?/p>

步驟3：濾波優(yōu)化

-通道0/1濾波時間→0.8μs（圖5-15）1.跟隨操作：

-創(chuàng)建"HSC_Frequency"項(xiàng)目

-配置測量周期1s

2.創(chuàng)新嘗試：

-測試0.1s周期對速度波動的影響15分鐘4.程序設(shè)計1.解析圖5-18程序：

-

程序段1：電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制（Q0.0/Q0.1互鎖）

-

程序段2：角速度計算

-

程序段3：線速度計算

2.強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)：

-直徑單位轉(zhuǎn)換（cm→m）1.編程實(shí)現(xiàn)：

-在TIAPortal編寫計算公式

-增加符號注釋（如MD208="AngularVel"）

2.調(diào)試優(yōu)化：

-將π值從3.14改為3.1416→對比速度精度差異15分鐘5.運(yùn)行調(diào)試1.發(fā)布任務(wù)：

-正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)時監(jiān)測MD208/MD220值

-驗(yàn)證負(fù)速度值邏輯

2.引入1-X考點(diǎn)：

"如何擴(kuò)展為速度超限報警？"1.分組實(shí)驗(yàn)：

-正轉(zhuǎn)→記錄角速度/線速度

-反轉(zhuǎn)→驗(yàn)證負(fù)值生成

2.故障排查：

-模擬SB3停止失效→修改程序增加急停優(yōu)先級20分鐘6.課堂小結(jié)1.凝練知識框架：

工業(yè)測速=精準(zhǔn)采集×精確計算

2.點(diǎn)評典型問題：

-單位未統(tǒng)一（cm/m混淆）

-π值精度不足

3.頒發(fā)"速度校準(zhǔn)師"電子徽章1.完成三維自評：

-知識測驗(yàn)（公式推導(dǎo)）

-技能評價（速度誤差≤2%）-素養(yǎng)評價

2.提出優(yōu)化：

-"如何增加速度實(shí)時顯示？"2分鐘課后作業(yè)1.擴(kuò)展程序：增加速度超限報警（>50cm/s觸發(fā)Q0.2）

2.調(diào)研不同直徑皮帶輪對檢測精度的影響（如3.2cmvs32cm）改進(jìn)與提高教學(xué)改進(jìn)：

1.增加π值精度實(shí)驗(yàn)：對比3.14/3.1416/3.1415926的計算誤差

2.開發(fā)速度波動分析工具：TIAPortal記錄速度變化曲線

大學(xué)教案33授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→任務(wù)3高速計數(shù)器在定點(diǎn)加工中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV172.S7-1214CPLC、NPN編碼器、皮帶輪模型（周長10cm）3.三工位加工演示動畫4.微課視頻《高速計數(shù)器在定點(diǎn)加工中的應(yīng)用》學(xué)情分析優(yōu)勢：已掌握HSC基礎(chǔ)組態(tài)

不足：硬件中斷編程不熟、多工位協(xié)同邏輯薄弱教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：掌握AB四倍頻脈沖計算（1脈沖=0.025mm）技能目標(biāo)：能配置硬件中斷OB40更新參考值素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)精密制造的工匠精神課程思政及時間分配案例：高鐵軸承定點(diǎn)加工（±0.01mm精度）

切入點(diǎn)：50/100/150mm定位誤差對零件質(zhì)量的影響5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：脈沖值計算（2000/4000/6000）教學(xué)難點(diǎn)：OB40中斷更新參考值（圖5-26）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接中級證書要求（《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》）：

?3.3運(yùn)動控制參數(shù)檢測

?4.1多工位協(xié)同編程教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放高鐵軸承加工視頻：

-展示50mm工位沖壓精度要求

2.提出問題：

-"±1mm定位誤差會導(dǎo)致什么后果？"

3.引入公式：

1脈沖=10cm/4000=0.025mm1.計算誤差影響：

-1mm偏差在萬件生產(chǎn)中的廢品率

2.分組討論：

-精密加工中的"差之毫厘，謬以千里"案例8分鐘2.HSC組態(tài)精講1.逐步演示：

-啟用AB四倍頻模式（圖5-21）

-設(shè)初始參考值2000（對應(yīng)50mm）

2.關(guān)鍵操作：

-硬件中斷OB40配置（圖5-22~5-25）1.跟隨操作：

-完成工位1中斷配置

2.計算驗(yàn)證：

-推導(dǎo)100mm/150mm脈沖值（4000/6000）20分鐘3.程序設(shè)計核心邏輯解析：

1.OB40中斷程序（圖5-26）：

-MW50計數(shù)中斷次數(shù)

-MD60動態(tài)更新參考值（2000→4000→6000）

2.主程序（圖5-27）：

-CTRL_HSC指令更新參考值（M3.0觸發(fā)）

-工位互鎖邏輯（Q0.2~Q0.4互鎖）1.編程實(shí)現(xiàn)：

-編寫OB40中斷計數(shù)邏輯

-添加工位加工定時器（沖壓10s/鉆孔15s）

2.調(diào)試：

-模擬MW50=3時參考值復(fù)位為200025分鐘4.運(yùn)行調(diào)試1.發(fā)布分層任務(wù)：

-基礎(chǔ)：完成50mm工位觸發(fā)

-進(jìn)階：三工位全流程聯(lián)動

2.故障注入：

-故意設(shè)錯參考值（如150mm→5000脈沖）1.分組實(shí)操：

-監(jiān)控ID1000值驗(yàn)證定位精度

-記錄加工時間偏差

2.故障排查：

-MD60值錯誤導(dǎo)致工位跳躍20分鐘5.課堂小結(jié)1.凝練公式：

精準(zhǔn)定位=(目標(biāo)距離/10cm)×4000

2.點(diǎn)評典型問題：

-中斷未更新參考值

-加工時未停止傳送帶（Q0.1）

3.頒發(fā)"精密定位師"徽章1.完成自評：

-定位誤差≤±2mm

-加工程序無互鎖缺失2分鐘課后作業(yè)1.擴(kuò)展四工位系統(tǒng)（新增200mm工位）

2.優(yōu)化停止邏輯：加工中急停時完成當(dāng)前操作改進(jìn)與提高1.增加虛擬孿生調(diào)試：TIAPortal模擬工件運(yùn)動軌跡

2.開發(fā)精度補(bǔ)償算法：溫度對皮帶輪周長的影響修正大學(xué)教案34授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→5.1.2S7-1200PLC的運(yùn)動控制任務(wù)1組態(tài)軸工藝對象課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV172.S7-1215CPLC、3ND583步進(jìn)驅(qū)動器、絲杠工作臺模型、限位開關(guān)3.《大國重器·伺服電機(jī)》視頻片段學(xué)情分析優(yōu)勢：熟悉PLC基礎(chǔ)編程

不足：運(yùn)動控制概念模糊、工藝對象組態(tài)操作不熟教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：掌握PTO/PWM區(qū)別及運(yùn)動控制三要素（位置/速度/方向）技能目標(biāo)：能獨(dú)立完成軸工藝對象組態(tài)（含7大參數(shù)）素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)精密運(yùn)動控制的工匠精神課程思政及時間分配案例：《大國重器》伺服電機(jī)技術(shù)突破

切入點(diǎn)：0.01mm定位精度對高端制造的意義5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：軸工藝對象參數(shù)配置（圖5-32~5-44）教學(xué)難點(diǎn)：脈沖當(dāng)量計算（脈沖數(shù)/位移關(guān)系）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》中級證書：

?4.1運(yùn)動控制工藝組態(tài)

?4.2定位控制編程教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放《大國重器》片段（05:00-07:30）：

-展示國產(chǎn)伺服電機(jī)精密定位（±0.01mm）

2.提出問題：

-"為何需要軸工藝對象？"

-"5mm螺距的定位精度如何實(shí)現(xiàn)？"1.分組討論：

-列舉高精度定位的工業(yè)應(yīng)用（如芯片封裝）

2.推導(dǎo)公式：

目標(biāo)位移脈沖數(shù)=目標(biāo)距離(mm)÷5×10008分鐘2.運(yùn)動控制基礎(chǔ)精講1.對比演示PTO/PWM波形（圖5-30）：

-PTO：50%占空比脈沖串（步進(jìn)/伺服控制）

-PWM：占空比可調(diào)（電機(jī)調(diào)速）

2.解析硬件限制：

-晶體管型PLC支持4路PTO（100kHz）1.填寫特征對比表：

類型

|

應(yīng)用場景

|

輸出特性

2.計算脈沖當(dāng)量：

絲杠螺距5mm/1000脈沖→1脈沖=0.005mm10分鐘3.硬件組態(tài)

（圖5-31~5-32）步驟1：啟用PTO

-演示圖5-32操作：

①雙擊CPU→屬性→脈沖發(fā)生器

②啟用PTO1，選"PTO（脈沖A和方向B）"

③設(shè)Q0.0脈沖/Q0.1方向

步驟2：安全強(qiáng)調(diào)

-限位開關(guān)接線（I0.6上限/I0.7下限）1.跟隨操作：

-創(chuàng)建"步進(jìn)電機(jī)控制"項(xiàng)目

-配置PTO信號類型

2.電路驗(yàn)證：

-用萬用表檢測I0.5/I0.6/I0.7通斷狀態(tài)20分鐘4.軸工藝對象組態(tài)

（圖5-33~5-44）關(guān)鍵步驟演示：

1.

基本參數(shù)（圖5-34）：

-添加"TO_PositioningAxis"

-測量單位選"mm"

2.

驅(qū)動器（圖5-35）：

-關(guān)聯(lián)Pulse_1

-方向輸出Q0.1

3.

機(jī)械（圖5-36）：

-設(shè)1000脈沖/轉(zhuǎn)

-螺距5.0mm

4.

回原點(diǎn)（圖5-41）：

-原點(diǎn)開關(guān)I0.5（高電平）

-逼近速度20mm/s，回原點(diǎn)速度5mm/s1.逐步組態(tài)：

-完成7大參數(shù)配置

2.難點(diǎn)突破：

-修改"電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)"（500→1000），觀察位移變化

3.記錄要點(diǎn)：

軟限位生效條件：必須先回原點(diǎn)?。ㄐ√崾荆?5分鐘5.運(yùn)行與調(diào)試1.發(fā)布"伺服精度對抗賽"：

-任務(wù)1：完成20mm定位（誤差≤±0.1mm）

-任務(wù)2：急停響應(yīng)（觸發(fā)I0.6限位）

2.1-X考點(diǎn)融入：

"組態(tài)急停減速度（圖5-40）"1.分組實(shí)操：

-監(jiān)控實(shí)際位移vs理論值

-記錄急?；瑒泳嚯x

2.故障排查：

-故意設(shè)錯螺距（10mm）→分析定位超差原因10分鐘6.課堂小結(jié)1.凝練知識框架：

精密運(yùn)動=精準(zhǔn)組態(tài)×可靠執(zhí)行

2.頒發(fā)"微米級工程師"認(rèn)證卡（誤差≤0.1mm組）1.完成自評表：

-參數(shù)配置完整度

-定位精度誤差值

2.提交優(yōu)化方案：

"如何提升200Hz以上運(yùn)動穩(wěn)定性？"2分鐘課后作業(yè)1.擴(kuò)展三軸聯(lián)動：新增XY工作臺組態(tài)

2.優(yōu)化回原點(diǎn)邏輯：逼近方向自適應(yīng)（正/反向）改進(jìn)與提高部分學(xué)生機(jī)械參數(shù)換算超時，下次預(yù)置計算器工具。

大學(xué)教案35授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→任務(wù)2使用“軸控制面板”調(diào)試運(yùn)動軸課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV172.S7-1215CPLC、3ND583步進(jìn)驅(qū)動器、絲杠工作臺模型、限位開關(guān)3.微課視頻《使用軸控制面板調(diào)試運(yùn)動軸》學(xué)情分析優(yōu)勢：已完成軸工藝對象組態(tài)

不足：調(diào)試工具操作不熟、運(yùn)動狀態(tài)診斷能力弱教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：掌握軸控制面板三大功能（點(diǎn)動/定位/回零）技能目標(biāo)：能獨(dú)立完成運(yùn)動軸調(diào)試及故障診斷素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)調(diào)試職業(yè)素養(yǎng)課程思政及時間分配案例：高鐵轉(zhuǎn)向架裝配線調(diào)試工藝

切入點(diǎn)：0.01mm級重復(fù)定位精度對安全的意義以高鐵轉(zhuǎn)向架案例詮釋"調(diào)試即制造品質(zhì)守護(hù)神"將±0.05mm誤差設(shè)為"工匠入門線"5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：絕對定位操作流程（圖5-47）教學(xué)難點(diǎn)：狀態(tài)診斷信息解讀（圖5-49）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》中級證書：

?4.3運(yùn)動控制系統(tǒng)調(diào)試

?5.2系統(tǒng)故障診斷教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.發(fā)放任務(wù)書，講解任務(wù)要求以及前置知識

2.提問互動：

-"為何調(diào)試比編程更重要？"

-"0.01mm精度如何驗(yàn)證？"

3.強(qiáng)調(diào)工匠精神："調(diào)試是制造的顯微鏡"1.分組討論、明確任務(wù)，準(zhǔn)備完成任務(wù)的知識儲備：

2.記錄要點(diǎn)：

精密制造=精準(zhǔn)組態(tài)×嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)試8分鐘2.激活控制面板

（圖5-45）關(guān)鍵步驟演示：

1.路徑導(dǎo)航：

項(xiàng)目樹→PLC_1→工藝對象→軸_1→調(diào)試

2.安全警示：

-激活前確認(rèn)機(jī)械固定

-設(shè)置監(jiān)視時間3000ms

3.錯誤處理：

"正常"狀態(tài)才可激活1.跟隨操作：

-打開軸控制面板

-完成安全確認(rèn)

2.故障預(yù)演：

-故意松開絲杠固定→觀察急停報警12分鐘3.核心功能實(shí)訓(xùn)分層教學(xué)：

1.

點(diǎn)動控制（圖5-46）：

-啟用軸→設(shè)速度50mm/s→正/反向測試

2.

定位控制（圖5-47）：

-絕對定位50mm@12.5mm/s

-強(qiáng)調(diào)必須先回零！

3.

回零操作（圖5-48）：

-設(shè)參考點(diǎn)0mm→觸發(fā)回零1.逐步實(shí)操：

-完成點(diǎn)動速度調(diào)節(jié)（30→80mm/s）

-執(zhí)行20mm絕對定位（記錄實(shí)際值）

2.創(chuàng)新嘗試：

-修改回零速度（5mm/s→2mm/s）→觀察定位精度變化30分鐘4.診斷實(shí)戰(zhàn)

（圖5-49）1.解析診斷界面三要素：

-狀態(tài)和錯誤位（紅色報警）

-運(yùn)動狀態(tài)（速度/位置）

-動態(tài)設(shè)置（實(shí)時參數(shù)）

2.故障模擬：

-觸發(fā)I0.6硬限位→解讀"已逼近硬限位開關(guān)"錯誤1.診斷訓(xùn)練：

-故意遮擋原點(diǎn)開關(guān)→分析"未歸位"狀態(tài)

2.故障排除：

-根據(jù)紅色方框提示修復(fù)限位故障

3.填寫診斷報告：

故障現(xiàn)象

|

錯誤代碼

|

解決方案20分鐘5.認(rèn)證總結(jié)1.發(fā)布"金手指調(diào)試師"挑戰(zhàn)：

-任務(wù)：重復(fù)定位20mm（誤差≤±0.05mm）

-認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)3次達(dá)標(biāo)

2.凝練口訣：

調(diào)試三必須：安全確認(rèn)、先回零、讀診斷1.分組競技：

-最快達(dá)成精度要求組獲獎

2.完成三維評價：

-功能完成度|定位精度|診斷速度5分鐘課后作業(yè)1.編寫調(diào)試手冊：整理點(diǎn)動/定位/回零操作要點(diǎn)

2.分析不同加速度下的定位超調(diào)現(xiàn)象改進(jìn)與提高進(jìn)一步加強(qiáng)軸運(yùn)動控制面板的實(shí)踐

大學(xué)教案36授課班級24電氣301、302、303授課章節(jié)項(xiàng)目5.1工藝功能的組態(tài)及應(yīng)用→任務(wù)3步進(jìn)電機(jī)在單軸機(jī)械手定位控制中的應(yīng)用課時2教材名稱及出版社《PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）（微課版）》，人民郵電出版社教學(xué)資源1.TIAPortalV172.S7-1215CPLC、步進(jìn)驅(qū)動器、絲杠機(jī)械手模型、限位開關(guān)3.微課視頻《單軸機(jī)械手定位控制的安裝與

調(diào)試》學(xué)情分析優(yōu)勢：掌握軸工藝組態(tài)基礎(chǔ)

不足：多指令協(xié)同編程不熟練、定位精度優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)缺乏教學(xué)目標(biāo)和要求知識目標(biāo)：掌握7大運(yùn)動控制指令功能（MC_Power/MC_Home等）技能目標(biāo)：能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精準(zhǔn)定位（±0.05mm）素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)智能裝備集成能力課程思政及時間分配案例：《中國制造2025》機(jī)器人技術(shù)突破

切入點(diǎn)：±0.05mm定位精度對芯片制造的意義5分鐘教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：絕對/相對定位指令應(yīng)用（圖5-51程序段6/7）教學(xué)難點(diǎn)：回原點(diǎn)邏輯優(yōu)化（左/右側(cè)尋原策略）與“1+X”證書及技能賽項(xiàng)內(nèi)容對接《可編程控制系統(tǒng)集成及應(yīng)用》中級證書：?4.2定位控制編程?4.3多指令協(xié)同調(diào)試教學(xué)策略和方法（靈活多樣、有效的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)活動設(shè)計）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間分配1.任務(wù)導(dǎo)入1.播放《中國制造2025》機(jī)械手視頻（02:30-04:15）：

-展示±0.05mm芯片拾取精度

2.提出問題：

-"為何回原點(diǎn)必須先于絕對定位？"

3.解析公式：

1脈沖=5mm/1000=0.005mm1.計算精度影響：

-0.1mm誤差導(dǎo)致芯片破損率

2.分組討論：

-高精度定位在半導(dǎo)體工業(yè)的核心價值8分鐘2.指令精講核心指令解析：

1.MC_Power（程序段1）：軸使能控制（M10.0）

2.MC_Home（程序段4）：Mode=3主動回零（左/右側(cè)尋原策略）

3.MC_MoveAbsolute（程序段6）：

-絕對定位60mm（MD104/MD108）

-負(fù)值反向運(yùn)動1.填寫指令功能表：

指令

|

功能

|

關(guān)鍵參數(shù)

2.編程演練：

-修改MD104=-60mm→觀察反向運(yùn)動20分鐘3.編程實(shí)戰(zhàn)分層任務(wù)：

1.基礎(chǔ)層：

-實(shí)現(xiàn)回原點(diǎn)（M11.1=1）

-點(diǎn)動控制（M11.4/M11.5）