機電工程學院教師教案****職業(yè)技術學院PAGE1PAGE1《PLC應用技術》教案課題名稱項目7：混合液體自動制備裝置主講授課類型項目化課程、一體化教學課次13-14教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.理解單序列步進順控的特點，掌握順序功能圖的畫法和轉換實現(xiàn)的條件。2.掌握單序列步進順控程序的設計方法。3．能應用步進順控程序設計的方法思路解決相應的工程實際問題。教學重點1、單序列步進順控的特點、順序功能圖的畫法。2.單序列步進順控程序的設計方法3．電磁閥、液位傳感器的工作特性。教學難點單序列步進順控結構的順序功能圖的繪制、電磁閥、液位傳感器的工作特性方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間[知識回顧]邊沿指令、定時器自復位電路、PLC控制項目經驗設計法的一般步驟提問10min[新課導入]案例項目：自動小車的往返運動控制某自動送料小車在初始位置時，限位開關SQ1被壓下，按下啟動按紐SB，小車按以下順序運動,完成一個工作周期。a）電機正轉，小車右行碰到限位開關SQ2后電機停轉、小車原地停留；b）5S后電機反轉，小車左行;c）碰到限位開關SQ3后，電機又開始正轉,小車右行至原位壓下限位開關SQ1，停在初始位置。引導分析控制要求講解10min[資訊準備1]步進順控法設計梯形圖程序1、順序功能圖步進順控概述三要素、有向連線等順序功能圖的畫法狀態(tài)繼電器講解、提問10min[計劃方案]擬定控制方案學生分組討論硬件設計方案（選擇輸入輸出設備、分配I/O地址、繪制I/O接線圖）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、課堂練習15min[計劃實施1]繪制順序功能圖（關鍵點：原地停留沒有輸出的動作，但要用定時器T作為轉換條件）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、設計20min【資訊準備2】步進梯形圖的編程方法1.轉換實現(xiàn)的條件2．轉換實現(xiàn)應完成的操作3.順序控制指令：講解、提問10min[計劃實施2]1、控制程序設計學生分組進行步進順控梯形圖程序設計教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、設計程序、調試操作20min[實訓項目6]混合液體自動制備裝置初始狀態(tài)，各閥門關閉，低液位指示燈L1點亮。按下啟動按鈕SB，電磁閥1打開，注入液體A；液面到達中液位I時，電磁閥1關閉、2打開注入液體B；到達高液位H時，電磁閥2關閉、攪拌電機工作；3s后攪拌結束，電磁閥3打開，液體往外排出，液面下降，2S后液體排空，低液位指示燈L1點亮，關閉閥門3，一個周期的工作結束，閥門1打開繼續(xù)工作。討論控制要求，制訂方案20min[控制要求分析及難點討論】如何設計低液位傳感器的指示燈信號、怎樣使其連續(xù)工作又能停留在初始位置？[資訊準備]電磁閥、液位傳感器的工作特性講解、討論、提問20min[項目實施]接線圖的設計順序功能圖的繪制控制程序設計程序調試分組討論、設計、調試70min[本課小結]驗收及點評：教師檢查驗收各組調試結果并給予評價討論、歸納20min實訓七：多個傳送帶的自動控制[課后分析]《PLC應用技術》教案課題名稱項目8：十字路口交通燈的自動控制主講授課類型項目化課程、一體化教學課次15-17教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)月日第周星期第節(jié)月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.理解并行序列、選擇序列步進順控結構的特點，掌握其順序功能圖的畫法。2.掌握并行序列、選擇序列步進順控程序的設計方法。3．能應用步進順控程序設計的方法思路進行相關的拓展學習及解決相應的工程實際問題。教學重點1.并行序列、選擇序列步進順控的特點、順序功能圖的畫法。2.并行序列、選擇序列步進順控程序的設計方法3．中斷停止的步進程序設計方法。教學難點并行序列、選擇序列順序功能圖的繪制、步進梯形圖的設計方法方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間分配[知識回顧]順序功能圖的三要素、狀態(tài)轉換實現(xiàn)的條件提問10min[新課導入]【案例項目】按鈕人行橫道交通燈控制在只需要縱向行使的交通系統(tǒng)中，也需要考慮人行橫道的控制。這種情況下人行橫道通常用按鈕進行啟動，交通情況如圖1所示，由圖可見，東西方向是車道，南北方向是人行橫道。正常情況下，車道上有車輛行駛，如果有行人要過交通路口，先要按動按鈕，等到綠燈亮時，方可通過，此時東西方向車道上紅燈亮。延時一段時間后，人行橫道的紅燈亮，車道上的綠燈亮。分組討論控制要求討論分析10min【資訊準備1】并行序列的結構特點及順序功能圖繪制1）并行序列的結構特點2）并行序列的順序功能圖繪制方法講解、提問10min[計劃方案]擬定控制方案學生分組討論硬件設計方案（選擇輸入輸出設備、分配I/O地址、繪制I/O接線圖）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論10min【資訊準備2】選擇序列的結構特點及順序功能圖繪制1）選擇序列的結構特點2）選擇序列的順序功能圖繪制方法講解、提問10min[項目實施1]繪制按鈕人行道控制的順序功能圖（關鍵點：并行序列的起始、合并處的畫法處理，合并處的步進指令編程）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、實踐20min【資訊準備3】并行序列的步進梯形圖圖繪制1）轉換實現(xiàn)的條件2）轉換實現(xiàn)應完成的操作及編程講解、提問20min[計劃實施2]編制按鈕人行道控制的步進梯形圖（關鍵點：并行序列的起始、合并處的步進指令編程）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、實踐20min【實訓工單9】十字路口交通燈的自動控制十字路口交通信號燈自動控制系統(tǒng)有白天和黑夜兩種方式。按下啟動按扭開始工作，按下停止按扭停止工作。白天/黑夜開關斷開時為白天工作方式，閉和時為黑夜工作方式。白天和黑夜工作的時序分別如下圖所示。分組討論分析控制要求分組討論15min[計劃方案]擬定控制方案學生分組討論硬件設計方案（選擇輸入輸出設備、分配I/O地址、繪制I/O接線圖）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、實踐10min[項目實施1]1、繪制交通燈白天工作的順序功能圖（關鍵點：并行序列的起始、合并處的畫法處理，合并處的步進指令編程）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑用步進指令編制交通燈白天工作的的梯形圖程序。（注意起始、合并處的步進指令編程）學生分組進行程序調試教師巡查各組情況，及時給予幫助和解惑，尤其是故障的排除分組討論、設計、調試操作90min[項目實施2]1、繪制交通燈白天、晚上工作的順序功能圖（關鍵點：并行序列、選擇序列混合在一起順序功能圖的繪制，特別注意起始、合并處的畫法處理和步進指令編程）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑用步進指令編制交通燈白天工作的的梯形圖程序。（注意起始、合并處的步進指令編程、體會并行序列和選擇序列的區(qū)別）分組進行程序調試教師巡查各組情況，及時給予幫助和解惑，尤其是故障的排除分組討論、設計、調試操作30min[本課小結]驗收及點評：教師檢查驗收各組調試結果并給予評價展示、歸納15min[作業(yè)布置]實訓八：剪板機的自動控制[課后分析]《PLC應用技術》教案課題名稱項目9：設備維護提醒裝置主講授課類型項目化課程、一體化教學課次18-20教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)S11-207月日第周星期第節(jié)月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.學習理解FX系列PLC數據類型、常數表現(xiàn)形式、功能指令格式。2.掌握數據傳送指令、比較指令的作用和編程使用，并能進行相應的拓展學習3．能應用數據傳送指令、比較指令解決相應的工程實際問題。教學重點1、FX系列PLC存儲器的數據類型、常數表現(xiàn)形式和功能指令格式。2.數據傳送指令、比較指令等的編程使用。教學難點FX系列PLC存儲器的數據類型和編程使用中指令類型與數據類型的匹配協(xié)調方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間[知識回顧]步進順控法設計程序的步驟提問10min[新課導入]【案例項目1】：設備維護提醒裝置現(xiàn)有5臺設備要進行維護保養(yǎng)管理，需設計一個維護保養(yǎng)的提醒裝置。要求：5臺設備同時啟停工作，每操作使用一次，提醒裝置記錄一次。當操作次數大于等于8次時，點亮黃色指示燈，提醒快到維護時間，當操作使用次數等于10次時，點亮紅色指示燈，表明已到使用極限了。引導分析控制要求講解、引導分析10min[資訊準備1]存儲器的數據類型1.數據寄存器2.位組合數據3.其它4.數據長度與指令類型【資訊準備2】數據傳送指令1.傳送指令MOV指令是將源操作數內的數據傳送到指定的目標操作數內，即[IN]→[OUT]。2.注意：指令類型與IN和OUT的數據類型要一致?！緫脤嵗孔x出C0當前值、寫入T33設定值【知識準備3】觸點比較指令1.比較指令用來比較兩個數IN1和IN2的大小。滿足比較條件時，觸點接通。講解、提問40min[計劃方案]擬定控制方案學生分組討論硬件設計方案（選擇輸入輸出設備、分配I/O地址、繪制I/O接線圖）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑接線圖中注意公共端的連接處理。分組討論、課堂練習10min[方案實施]1、控制程序設計學生分組進行步進順控梯形圖程序設計【運用功能指令（傳送/比較）進行設計】，教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑（關鍵點：計數器C的設定值、觸點比較指令的使用）分組討論、設計程序、調試操作20min[熱身項目]彩燈交替點亮控制12盞彩燈接在L11～L0點，當X0接通后系統(tǒng)開始工作。小于等于2秒時第1～6盞燈點亮；2秒～4秒之間第7～12盞燈點亮；大于等于4秒時12盞燈全亮；保持到6秒，再循環(huán)。討論控制要求，制訂方案30min【計劃、實施】學生分組進行外圍接線圖的設計以及梯形圖的設計，并在實訓臺上調試出正確的效果。分組討論、設計程序60min【實訓工單13】自動售貨機控制設計投幣按鈕每按一下代表投入一元人民幣，數碼管顯示投進的貨幣面值，最多投入9元。售貨機里有汽水（一元/瓶）、咖啡（二元/瓶）、王老吉（三元/瓶）、雪碧（五元/瓶）、可樂（六元/瓶）、牛奶（七元/瓶）；要求如下：當數碼管上面顯示的金額能購買相應物品時，物品下面的指示燈會點亮，如果顧客想買該物品，則按下對應的按鈕，出庫口出貨（L7燈被點亮），此時數碼管顯示的數值為減掉出庫物品價格后剩余的金額。如果投錢后又不想買了，或者投多了，則按下退幣按鈕就全部退出（L8指示燈點亮）討論、引導分析10min[控制要求分析及難點討論】注意比較條件的設置和數據的初始清零[項目實施]學生分組進行以下工作：接線圖的設計控制程序設計程序調試分組討論、設計、調試50min[本課小結]驗收及點評：教師檢查驗收各組調試結果并給予評價討論、歸納20min[作業(yè)布置]項目資料整理（接線圖、梯形圖程序）[課后分析]《PLC應用技術》教案課題名稱項目10：電子四則運算器設計主講授課類型項目化課程、一體化教學課次21-23教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)S11-207月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.學習并掌握計算（數學函數）指令的作用和編程使用，并能進行相應的拓展學習3．能應用數據傳送指令、比較指令及數學函數指令解決相應的工程實際問題。教學重點1、FX系列PLC存儲器的數據類型、常數表現(xiàn)形式和功能指令格式。2.數據傳送指令、比較指令、計算（函數）指令等的編程使用。教學難點FX系列PLC存儲器的數據類型和編程使用中指令類型與數據類型的匹配協(xié)調方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間[知識回顧]數據類型及傳送、比較指令提問10min[新課導入]【案例項目1】：電子四則運算器的控制程序設計要求設計一個四則運算器，完成Y＝20X/35?8的計算,當結果Y=0時，點亮紅燈，否則點亮綠燈。引導分析控制要求運算式中的X和Y是兩個數（變量），“X”是輸入，“Y”是輸出。從表達式看出，Y與X成比例，X的變化范圍（位數）決定了Y的變化范圍（位數）。注意：“X”與“Y”表示的是二進制數?？捎盟膭t運算指令實現(xiàn)運算要求?！景咐?1】：計算圖形面積的程序設計（1200PLC）講解、引導分析15min【資訊準備1】整數運算指令可編程控制器中有兩種四則運算，即整數四則運算和實數四則運算。前者參加運算的數據只能是整數。非整數參加運算需先取整。操作數應與指令類型協(xié)調一致。1.（字/雙字）整數加減法指令及標志位2.（字/雙字）整數乘除法指令及標志位3.整數（字節(jié)/字/雙字）遞增/遞減指令【資訊準備2】S7-200PLC數據轉換指令無論那種運算，參與運算的數據類型要一致，若不一致時，要應用數據轉換指令轉成一致后才能進行運算。講解、提問30min【計劃、實施】學生分組進行外圍接線圖的設計以及梯形圖程序設計，并在實訓臺上調試出正確的效果。設計梯形圖程序（關鍵點：來自輸入IB0的數據要進行轉換后才能用相應的運算指令進行運算，數據轉換只能逐級進行轉換）分組討論、設計程序45min【資訊拓展】浮點數的運算指令講解、提問10min【實訓項目】產品合格率統(tǒng)計監(jiān)控裝置設計工作過程控制如下：產品檢驗完畢后，分別通過合格品通道和不合格品通道，由合格品傳感器L1和不合格品傳感器L2進行統(tǒng)計并計數。PLC動態(tài)計算合格率，并判斷：當合格率大于等于90%時點亮綠色指示燈，當合格率小于80%時點亮紅色指示燈，當合格率小于90%且大于等于80%時點亮黃色指示燈。將不合格品數量（小于10）用數碼管顯示出來。[控制要求分析及難點討論】注意比較條件的設置和數據的初始清零討論、引導分析10min[項目實施]學生分組進行以下工作：接線圖的設計控制程序設計程序調試分組討論、設計、調試50min[本課小結]驗收及點評：教師檢查驗收各組調試結果并給予評價討論、歸納20min[作業(yè)布置]項目資料整理（接線圖、梯形圖程序）[課后分析]《PLC應用技術》教案課題名稱項目11：步進電機控制控制主講授課類型項目化課程、一體化教學課次24-25教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.掌握移位指令、移位寄存器的編程使用，并能進行相應的拓展學習。2．能應用移位指令、移位寄存器知識解決相應的工程實際問題。教學重點1、移位指令與循環(huán)移位指令的區(qū)別2.移位指令編程使用（經驗法、步進順控法）。教學難點移位寄存器的理解和正確使用方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間[知識回顧]運算指令提問5min[新課導入]【案例項目1】：廣場霓虹燈控制某廣場需安裝6盞霓虹燈L0-L5，要求L0-L5以正序每隔1s依次輪流點亮，然后全亮保持5s,再循環(huán)。引導分析控制要求講解、引導分析5min[資訊準備]移位指令注意：移位的條件每接通一次只執(zhí)行一次移N位操作，要加入邊沿指令P或N1.（普通）移位指令2.循環(huán)移位指令需要多次移位時，IN和OUT要使用相同的地址講解、提問15min[計劃方案]擬定控制方案學生分組討論硬件設計方案（選擇輸入輸出設備、分配I/O地址、繪制I/O接線圖）教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑分組討論、課堂練習10min[方案實施]控制程序設計學生分組進行步進順控梯形圖程序設計【運用移位指令、經驗設計法進行設計】教師啟發(fā)、引導以及巡查各組情況，及時給予幫助和解惑（關鍵點：初始值的賦值、移位脈沖的編程以及移位指令的使用）分組討論、設計程序、調試操作10min[設計拓展]步進順控法設計將移位指令和步進順控思路結合起來，設計廣場霓虹燈。1、繪制廣場霓虹燈項目的順序功能圖2、學生分組設計廣場霓虹燈項目的步進梯形圖程序3、學生分組在實訓臺上調試出正確的效果討論控制要求，制訂方案20min【實訓項目】編程完成三相六拍步進電機的正反轉控制，并能進行調速控制引導分析控制要求分組討論、設計程序10min【資訊準備】步進電機的控制原理1）步進電機三相六拍的含義如下：正轉相序為A-AB-B-BC-C-CA；反轉相序為A－AC-C-CB-B-BA。2）轉速調節(jié)在500-2步/s調節(jié)，即定時2-500ms/步或（拍）程序中可以先設定一初值如定時500ms，再設定加速或減速調整按鈕進行調整。3）可采用循環(huán)移位指令或移位寄存器指令進行編程設計。講解、引導分析15min【計劃、實施】1、學生分組進行外圍接線圖的設計/2、//2、梯形圖程序設計關鍵：怎樣用移位指令完成三相六拍的控制，分兩步進行：1）先完成正反轉控制2）再實現(xiàn)轉速控制3、并在實訓臺上調試出正確的效果。設計梯形圖程序分組討論、設計并調試程序75min[本課小結]驗收及點評：教師檢查驗收各組調試結果并給予評價討論、歸納15min[作業(yè)布置]項目資料整理（接線圖、梯形圖程序）[課后分析]《PLC應用技術》教案課題名稱項目13：恒溫加熱器控制主講授課類型項目化課程、一體化教學課次27-28教學班級授課時間地點備注月日第周星期第節(jié)S11-207月日第周星期第節(jié)教學目標及要求1.理解模擬量模塊的作用2.掌握模擬量模塊的正確使用，并能進行相應的拓展學習。教學重點模擬量模塊的正確連接、I/O地址、偏置增益校準及編程使用。教學難點模擬量模塊的偏置增益校準、A/D模塊的輸出數字與實際物理量的關系方法手段多媒體教學、一體化教學教具PLC實訓臺教學過程、內容方法形式時間[知識回顧]移位指令、移位寄存器的各自特點和編程使用提問5min[新課導入]【案例項目1】：水庫的水位控制設計設計某水庫的水位監(jiān)控裝置。要求：用壓力式水位傳感器進行測量，每秒轉換一次后輸入到PLC中進行控制，當水位低于20m時用Y0報警，當高于90m時用Y1報警。并要求能輸出實時水位。引導分析控制要求水位的測量控制屬于模擬量控制。PLC內部只能處理數字量。帶變送器的傳感器裝置將水位轉換成電壓或電流輸出，A/D轉換模塊把外部的電壓或電流物理量轉變成數字量供PLC處理。講解、引導分析5min[資訊準備1]模擬量模塊的使用