PLC的基本組成與工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年中職專業(yè)課-電器及PLC控制技術(shù)-智能設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)-裝備制造大類科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）PLC的基本組成與工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年中職專業(yè)課-電器及PLC控制技術(shù)-智能設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)-裝備制造大類設(shè)計(jì)意圖本教學(xué)設(shè)計(jì)旨在使學(xué)生了解PLC的基本組成和工作原理，掌握PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和編程方法，為后續(xù)PLC編程和故障診斷打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過實(shí)際操作和案例分析，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解PLC在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

2.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，提高工程素養(yǎng)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已接觸過基本的電子技術(shù)和電氣控制原理，具備一定的電路分析和故障排除能力。對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作也有一定的了解，能夠使用簡(jiǎn)單的編程軟件。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)新技術(shù)和新設(shè)備通常表現(xiàn)出較高的興趣，愿意主動(dòng)探索和實(shí)踐。學(xué)習(xí)能力方面，部分學(xué)生具有較強(qiáng)的邏輯思維和動(dòng)手操作能力，而另一部分學(xué)生可能更傾向于形象思維。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生群體中既有偏好理論學(xué)習(xí)的，也有偏好實(shí)踐操作的。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解PLC的基本組成和工作原理時(shí)，可能會(huì)遇到抽象概念難以理解、編程邏輯不易掌握等問題。此外，由于PLC技術(shù)涉及跨學(xué)科知識(shí)，學(xué)生可能在整合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用時(shí)遇到困難。此外，實(shí)際操作過程中，學(xué)生可能面臨設(shè)備操作不熟練、故障排除效率低等問題。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解PLC的基本組成和工作原理，幫助學(xué)生建立理論框架。

2.討論法：組織學(xué)生討論P(yáng)LC在實(shí)際應(yīng)用中的案例，提高學(xué)生的分析能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過PLC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生動(dòng)手操作，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：使用PPT展示PLC的結(jié)構(gòu)圖、工作流程等，直觀教學(xué)。

2.仿真軟件：利用PLC仿真軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

3.在線資源：推薦相關(guān)在線教程和視頻，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)PLC的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道PLC是什么嗎？它在工業(yè)自動(dòng)化中扮演著怎樣的角色？”

展示一些關(guān)于PLC應(yīng)用的圖片或視頻片段，如自動(dòng)化生產(chǎn)線、智能設(shè)備等，讓學(xué)生初步感受PLC的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹PLC的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.PLC基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解PLC的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解PLC的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，如中央處理器（CPU）、輸入輸出模塊（I/O）、編程器等。

詳細(xì)介紹PLC的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解，如電源模塊、輸入模塊、輸出模塊等。

3.PLC案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解PLC的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的PLC應(yīng)用案例進(jìn)行分析，如自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理、智能交通控制系統(tǒng)等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解PLC在解決復(fù)雜問題中的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用PLC解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與PLC相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如PLC在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用、PLC的未來發(fā)展趨勢(shì)等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)PLC的重要性和意義。

過程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括PLC的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)PLC在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用PLC。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于PLC在某一特定行業(yè)應(yīng)用的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。

7.課后拓展（5分鐘）

目標(biāo)：鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

過程：

提供一些PLC相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，如在線教程、技術(shù)論壇等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探索。

布置一些實(shí)踐性的作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的PLC控制程序，以加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-PLC編程語(yǔ)言：介紹PLC常用的編程語(yǔ)言，如梯形圖、指令表、結(jié)構(gòu)化文本等，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。

-PLC的通信協(xié)議：講解常見的PLC通信協(xié)議，如Modbus、Profibus、CANopen等，以及其在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。

-PLC的維護(hù)與故障診斷：介紹PLC的日常維護(hù)方法、常見故障類型及診斷技巧，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

-PLC的集成與應(yīng)用：探討PLC與其他自動(dòng)化設(shè)備的集成，如傳感器、執(zhí)行器、人機(jī)界面等，以及PLC在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用案例。

-PLC的先進(jìn)技術(shù)：介紹PLC的先進(jìn)技術(shù)，如現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、以太網(wǎng)通信、嵌入式系統(tǒng)等，拓展學(xué)生的知識(shí)視野。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)書籍，如《PLC編程與調(diào)試》、《工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)》等，加深對(duì)PLC理論知識(shí)的理解。

-建議學(xué)生參加PLC編程競(jìng)賽或培訓(xùn)課程，提高編程技能和實(shí)際操作能力。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，了解PLC在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)踐，如設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的PLC控制系統(tǒng)，或參與學(xué)校的自動(dòng)化項(xiàng)目。

-建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線教程、視頻課程等，自主學(xué)習(xí)PLC相關(guān)知識(shí)和技能。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)術(shù)講座和研討會(huì)，與業(yè)內(nèi)專家交流，拓寬知識(shí)面。

-建議學(xué)生組建學(xué)習(xí)小組，共同探討PLC相關(guān)問題，提高團(tuán)隊(duì)合作能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫學(xué)習(xí)心得和報(bào)告，總結(jié)所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

-建議學(xué)生關(guān)注國(guó)內(nèi)外知名自動(dòng)化企業(yè)，了解PLC產(chǎn)品的最新技術(shù)和應(yīng)用案例。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加實(shí)習(xí)或兼職，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。板書設(shè)計(jì)①PLC基本組成

-中央處理器（CPU）

-輸入輸出模塊（I/O）

-編程器

-電源模塊

-模擬模塊

②PLC工作原理

-輸入處理

-執(zhí)行控制

-輸出處理

-循環(huán)掃描

③PLC編程語(yǔ)言

-梯形圖（LadderDiagram，LD）

-指令表（InstructionList，IL）

-結(jié)構(gòu)化文本（StructuredText，ST）

-功能塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）

-順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-課堂參與度：評(píng)估學(xué)生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問頻率以及參與討論的積極性。

-注意力集中：觀察學(xué)生在課堂上的專注程度，判斷是否能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度。

-問題解決能力：通過提問和互動(dòng)環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

2.小組討論成果展示：

-團(tuán)隊(duì)協(xié)作：評(píng)價(jià)學(xué)生在小組討論中的協(xié)作能力，包括分工合作、溝通協(xié)調(diào)等。

-創(chuàng)新思維：評(píng)估學(xué)生在討論中提出的新觀點(diǎn)、新想法和創(chuàng)新解決方案。

-展示技巧：評(píng)價(jià)學(xué)生在展示成果時(shí)的表達(dá)能力、邏輯性和清晰度。

3.隨堂測(cè)試：

-理論知識(shí)掌握：通過隨堂測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)PLC基本概念、組成部分和工作原理的理解程度。

-應(yīng)用能力：測(cè)試學(xué)生在實(shí)際操作中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。

-編程技能：評(píng)估學(xué)生運(yùn)用PLC編程語(yǔ)言進(jìn)行編程的能力。

4.實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)：

-操作熟練度：觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的熟練程度，包括PLC設(shè)備的連接、編程和調(diào)試。

-安全意識(shí)：評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的安全操作意識(shí)，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。

-故障排除：評(píng)估學(xué)生在遇到問題時(shí)，能夠獨(dú)立或協(xié)助他人排除故障的能力。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)課堂表現(xiàn)：教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生的課堂參與度、注意力集中和問題解決能力給予具體評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)積極參與，指出需要改進(jìn)的地方。

-針對(duì)小組討論：教師應(yīng)評(píng)價(jià)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新思維和展示技巧，提供改進(jìn)建議，如如何更有效地溝通、如何提出有價(jià)值的觀點(diǎn)等。

-針對(duì)隨堂測(cè)試：教師應(yīng)分析測(cè)試結(jié)果，指出學(xué)生在理論知識(shí)、應(yīng)用能力和編程技能方面的強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng)，提供針對(duì)性的輔導(dǎo)。

-針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作：教師應(yīng)評(píng)價(jià)學(xué)生的操作熟練度、安全意識(shí)和故障排除能力，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的重要性，并提供操作技巧的指導(dǎo)。

-綜合評(píng)價(jià)：教師應(yīng)綜合學(xué)生在課堂、討論、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，給出整體評(píng)價(jià)，并鼓勵(lì)學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中持續(xù)進(jìn)步。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐導(dǎo)向教學(xué)：在課程設(shè)計(jì)中，我們更加注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過實(shí)際操作讓學(xué)生更好地理解PLC的工作原理和應(yīng)用。

2.案例教學(xué)結(jié)合：引入實(shí)際工業(yè)案例，讓學(xué)生在分析案例的過程中，學(xué)會(huì)如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.理論與實(shí)踐脫節(jié)：部分學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)表現(xiàn)出色，但在實(shí)際操作中遇到困難，說明理論與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密。

2.學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊：由于學(xué)生來自不同的學(xué)習(xí)背景，基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力存在差異，導(dǎo)致教學(xué)過程中難以兼顧所有學(xué)生。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)單一：目前的評(píng)價(jià)方式主要依靠隨堂測(cè)試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力的全面評(píng)估。

反思改進(jìn)措施（三）

1.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)：在課程設(shè)計(jì)中，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)動(dòng)手操作，通過實(shí)際操作來鞏固理論知識(shí)。

2.個(gè)性化教學(xué)：針對(duì)學(xué)生的不同基礎(chǔ)，采用分層教學(xué)，為不同層次的學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能有所收獲。

3.多元化評(píng)價(jià)：引入多元化的評(píng)價(jià)方式，如課堂表現(xiàn)、小組討論、項(xiàng)目報(bào)告等，全面評(píng)估學(xué)生的綜合能力。

4.校企合作：加強(qiáng)與企業(yè)的合作，邀請(qǐng)企業(yè)工程師參與教學(xué)，讓學(xué)生了解行業(yè)最新技術(shù)，同時(shí)為學(xué)生提供實(shí)習(xí)和就業(yè)機(jī)會(huì)。

5.教學(xué)方法創(chuàng)新：嘗試使用翻轉(zhuǎn)課堂、在線學(xué)習(xí)等新型教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

6.教學(xué)內(nèi)容更新：根據(jù)行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，確保學(xué)生所學(xué)知識(shí)與時(shí)俱進(jìn)。典型例題講解1.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的PLC控制程序，要求控制一個(gè)電機(jī)按照以下順序啟動(dòng)和停止：先啟動(dòng)電機(jī)A，5秒后啟動(dòng)電機(jī)B，再過10秒后停止電機(jī)A，最后停止電機(jī)B。

答案：

-電機(jī)A啟動(dòng)：M100

-電機(jī)B啟動(dòng)：M101

-5秒延時(shí)：T100

-10秒延時(shí)：T101

-電機(jī)A停止：M100

-電機(jī)B停止：M101

-程序流程：

-當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，M100置位，啟動(dòng)電機(jī)A。

-等待T100計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)5秒后，M101置位，啟動(dòng)電機(jī)B。

-等待T101計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)10秒后，M100復(fù)位，停止電機(jī)A。

-等待T101計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，M101復(fù)位，停止電機(jī)B。

2.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制程序，控制一個(gè)電梯按照以下順序運(yùn)行：電梯在1樓時(shí)，按下向上按鈕，電梯上升至2樓；在2樓時(shí)，按下向下按鈕，電梯下降至1樓。

答案：

-電梯當(dāng)前樓層：S100

-向上按鈕：B100

-向下按鈕：B101

-上升動(dòng)作：M100

-下降動(dòng)作：M101

-程序流程：

-當(dāng)電梯在1樓且向上按鈕按下時(shí)，S100置為1，M100置位，電梯上升至2樓。

-當(dāng)電梯在2樓且向下按鈕按下時(shí)，S100置為2，M101置位，電梯下降至1樓。

-當(dāng)電梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，M100或M101復(fù)位，停止電梯運(yùn)動(dòng)。

3.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制程序，控制一個(gè)交通信號(hào)燈按照以下順序變換：綠燈亮10秒，黃燈亮3秒，紅燈亮5秒，然后重復(fù)。

答案：

-綠燈：M100

-黃燈：M101

-紅燈：M102

-綠燈計(jì)時(shí)器：T100

-黃燈計(jì)時(shí)器：T101

-紅燈計(jì)時(shí)器：T102

-程序流程：

-當(dāng)綠燈計(jì)時(shí)器T100計(jì)時(shí)10秒結(jié)束時(shí)，M100復(fù)位，M101置位，黃燈亮。

-當(dāng)黃燈計(jì)時(shí)器T101計(jì)時(shí)3秒結(jié)束時(shí)，M101復(fù)位，M102置位，紅燈亮。

-當(dāng)紅燈計(jì)時(shí)器T102計(jì)時(shí)5秒結(jié)束時(shí)，M102復(fù)位，T100重新計(jì)時(shí)，綠燈再次亮起。

4.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制程序，控制一個(gè)生產(chǎn)線上的傳送帶，要求傳送帶在啟動(dòng)按鈕按下后開始運(yùn)行，運(yùn)行30秒后自動(dòng)停止。

答案：

-傳送帶啟動(dòng)按鈕：B100

-傳送帶停止按鈕：B101

-傳送帶運(yùn)行：M100

-傳送帶計(jì)時(shí)器：T100

-程序流程：

-當(dāng)啟動(dòng)按鈕B100按下時(shí)，M100置位