《3.1稱重?cái)?shù)據(jù)采集任務(wù)》教案授課教師班級(jí)學(xué)時(shí)授課日期教學(xué)任務(wù)稱重?cái)?shù)據(jù)采集授課方式?講授?實(shí)踐授課地點(diǎn)□多媒體教室?實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室□企業(yè)主要參考資料梁森，《自動(dòng)檢測技術(shù)及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：1.具備認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。2.具有獨(dú)立思考，又有分工合作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。3.具有一定信息收集與處理能力和數(shù)字應(yīng)用能力。知識(shí)目標(biāo)：1.了解稱重傳感器的工作原理，掌握稱重儀表的使用方法。2.了解Modbus-rtu和Modbus-TCP通訊協(xié)議。能力目標(biāo)：1.能使用稱重傳感器，實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)的采集，保存和分析。教學(xué)內(nèi)容1.稱重傳感器基本原理2.XMT-808-Q型智能顯示控制儀的使用3.稱重程序編寫4.稱重傳感器的編程與調(diào)試重點(diǎn)難點(diǎn)1.XMT-808-Q型智能顯示控制儀的使用2.稱重程序編寫與調(diào)試教學(xué)方法理論講授實(shí)操演練項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)問題探究素材資源□文本素材?實(shí)物展示?PPT幻燈片□音頻素材?視頻素材□動(dòng)畫素材□圖形/圖像素材□網(wǎng)絡(luò)資源□其他課后作業(yè)編寫程序，實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)的采集教學(xué)反思注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份本表。重復(fù)班授課可不另填寫教案。?

教學(xué)過程及內(nèi)容一、導(dǎo)入新課（1）行業(yè)案例：展示智能工廠中自動(dòng)化稱重系統(tǒng)的視頻（如飼料生產(chǎn)線、化工原料配比），提問：工業(yè)場景中稱重?cái)?shù)據(jù)如何與PLC聯(lián)動(dòng)控制？PLC在稱重系統(tǒng)中承擔(dān)什么角色？（2）問題引導(dǎo)：稱重傳感器信號(hào)如何接入PLC？如何通過PLC編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理與報(bào)警？二、新知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)1.稱重傳感器基本原理??（1）應(yīng)變片原理：電阻應(yīng)變效應(yīng)→應(yīng)力變形（2）信號(hào)調(diào)理：橋式整流電路，放大器將mV信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模擬量（如4~20mA/0~10V）。2.XMT-808-Q型顯示控制儀使用??（1）接線（2）參數(shù)設(shè)置：通信協(xié)議（RS485ModbusRTU）、顯示格式（分度值、小數(shù)點(diǎn)位數(shù)）等（3）實(shí)操任務(wù)：學(xué)生分組完成顯示儀參數(shù)設(shè)置，教師檢查校準(zhǔn)結(jié)果。3.S7-1200PLC稱重程序編寫和調(diào)試??（1）硬件配置：在TIAPortal中組態(tài)S7-1200PLC，添加CM1241RS485模塊，配置ModbusRTU通信參數(shù)（波特率9600，站號(hào)1）。（2）程序邏輯設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)讀取：通過Modbus指令讀取XMT-808-Q的重量值（地址40001）。數(shù)據(jù)處理：單位換算（模擬量值→實(shí)際重量）；超限報(bào)警（如重量>100g觸發(fā)輸出信號(hào)）。三、教學(xué)總結(jié)1.知識(shí)回顧??傳感器原理、顯示儀配置、PLC編程重點(diǎn)。2.技能強(qiáng)化??（1）工業(yè)場景注意事項(xiàng)：傳感器與PLC接地要求（防干擾）；模擬量信號(hào)線與電源線分離布線；PLC程序中異常處理（如通信超時(shí)復(fù)位）。（2）常見故障排除：數(shù)據(jù)跳變：檢查屏蔽層接地是否良好；通信中斷：確認(rèn)Modbus站號(hào)與波特率設(shè)置。注解（應(yīng)包含注意事項(xiàng)、課程思政點(diǎn)融入等）課程思政：“差之毫厘謬以千里”，PLC與儀器雙方參數(shù)設(shè)置要完全一致，要有精益求精的精神。《工件材質(zhì)及顏色數(shù)據(jù)采集任務(wù)》教案授課教師班級(jí)學(xué)時(shí)授課日期教學(xué)任務(wù)工件材質(zhì)及顏色數(shù)據(jù)采集授課方式?講授?實(shí)踐授課地點(diǎn)□多媒體教室?實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室□企業(yè)主要參考資料教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：1.具備認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。2.具有獨(dú)立思考，又有分工合作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。3.具備綜合分析、解決實(shí)際問題的能力。知識(shí)目標(biāo)：1.了解材質(zhì)傳感器的工作原理，掌握材質(zhì)傳感器的使用方法。2.了解顏色傳感器的工作原理，掌握顏色傳感器的使用方法。能力目標(biāo)：1.能使用材質(zhì)傳感器，實(shí)現(xiàn)工件材質(zhì)的分析和判斷。2.能使用顏色傳感器，實(shí)現(xiàn)工件顏色的分析和判斷。教學(xué)內(nèi)容1.顏色傳感器和材質(zhì)傳感器基本原理2.顏色傳感器的參數(shù)設(shè)置3.顏色采集和材質(zhì)采集程序的編寫和調(diào)試重點(diǎn)難點(diǎn)1.顏色傳感器的參數(shù)設(shè)置2.編程與調(diào)試教學(xué)方法理論講解實(shí)操演示素材資源□文本素材?實(shí)物展示?PPT幻燈片□音頻素材□視頻素材□動(dòng)畫素材□圖形/圖像素材□網(wǎng)絡(luò)資源□其他課后作業(yè)編程完成材質(zhì)檢測功能在材質(zhì)檢測工位放入一個(gè)金屬或塑料的料盒，點(diǎn)擊觸摸屏“材質(zhì)檢測”按鈕，完成材質(zhì)檢測，觸摸屏顯示相應(yīng)的材質(zhì)。教學(xué)反思注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份本表。重復(fù)班授課可不另填寫教案。?

教學(xué)過程及內(nèi)容一、導(dǎo)入新課1.情景導(dǎo)入??行業(yè)案例：展示工業(yè)質(zhì)檢場景視頻（如汽車零件分揀、電子元件質(zhì)檢），提問：如何快速識(shí)別工件材質(zhì)（如金屬/塑料）與顏色（如紅色/藍(lán)色）？工廠如何通過自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)材質(zhì)和顏色數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分類？2.問題引導(dǎo)：材質(zhì)和顏色檢測需要哪些傳感器？如何將傳感器數(shù)據(jù)通過Modbus協(xié)議傳輸?shù)絇LC？二、新知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)1.工件材質(zhì)及顏色檢測原理??顏色傳感器：原理：三原色光（RGB）反射率檢測→轉(zhuǎn)換為RGB數(shù)值（如紅色=255,0,0）。材質(zhì)傳感器??：原理：電感式（金屬）或電容式（非金屬）檢測。2.S7-1200PLC與Modbus通信配置?硬件配置、傳感器接線、顏色傳感器、材質(zhì)傳感器；Modbus主站設(shè)置：在TIAPortal中配置PLC為Modbus主站，設(shè)置通信參數(shù)（波特率9600，8數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)）。3.PLC程序編寫和調(diào)試三、教學(xué)總結(jié)1.知識(shí)回顧：傳感器原理、PLC編程重點(diǎn)、通信協(xié)議；2.技能強(qiáng)化：工業(yè)場景注意事項(xiàng)、調(diào)試技巧注意事項(xiàng)。3.總結(jié)評(píng)價(jià)：通過PLC程序運(yùn)行效果（分類準(zhǔn)確率）與系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估學(xué)習(xí)成果。4.課后延伸：對(duì)比ModbusTCP與RTU協(xié)議在工業(yè)質(zhì)檢中的適用場景。注解（應(yīng)包含注意事項(xiàng)、課程思政點(diǎn)融入等）課程思政：視頻展示中國先進(jìn)的工業(yè)場景，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。課程思政：對(duì)比國內(nèi)外傳感器，展示國產(chǎn)傳感器的進(jìn)步《V20變頻速度數(shù)據(jù)采集任務(wù)》教案授課教師班級(jí)學(xué)時(shí)4授課日期教學(xué)任務(wù)V20變頻速度采集授課方式?講授?實(shí)踐授課地點(diǎn)□多媒體教室?實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室□企業(yè)主要參考資料教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和規(guī)范的操作習(xí)慣，確保設(shè)備安全運(yùn)行；2.增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，在項(xiàng)目實(shí)施中合理分工與配合；3.提高問題分析與解決能力，能夠快速排查系統(tǒng)故障；4.強(qiáng)化電氣設(shè)備操作中的安全防護(hù)意識(shí)。知識(shí)目標(biāo)：1.理解變頻器V20的基本結(jié)構(gòu)、接線方法及參數(shù)設(shè)置；2.掌握編碼器的工作原理及其在速度檢測中的應(yīng)用；3.熟悉高速計(jì)數(shù)器的工作原理及其在PLC中的配置方法；4.了解Modbus-RTU通訊協(xié)議及其在PLC與變頻器之間的應(yīng)用。能力目標(biāo)：1.能夠正確接線并調(diào)試變頻器V20，實(shí)現(xiàn)傳送帶的速度控制；2.能夠配置PLC的高速計(jì)數(shù)器，準(zhǔn)確采集編碼器信號(hào)并計(jì)算速度；3.能夠通過觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)；4.能夠使用Modbus-RTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器之間的數(shù)據(jù)通訊。教學(xué)內(nèi)容1.變頻器V20接線及調(diào)試方法；2.編碼器工作原理及接線方法；3.高速計(jì)數(shù)器組態(tài)及編程；4.S7-1200PLC與V20之間的Modbus-RTU通訊編程；5.觸摸屏畫面制作。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1.變頻器V20調(diào)試方法；2.S7-1200PLC與V20之間的Modbus-RTU通訊編程；3.觸摸屏畫面制作。難點(diǎn)：1.S7-1200PLC與V20之間的Modbus-RTU通訊編程。教學(xué)方法任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，小組合作法素材資源?文本素材?實(shí)物展示?PPT幻燈片□音頻素材□視頻素材□動(dòng)畫素材?圖形/圖像素材□網(wǎng)絡(luò)資源□其他課后作業(yè)教學(xué)反思注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份本表。重復(fù)班授課可不另填寫教案。?

教學(xué)過程及內(nèi)容一、導(dǎo)入新課引入案例：某工廠傳送帶因速度失控導(dǎo)致物料堆積，通過變頻器精準(zhǔn)調(diào)速解決問題。提出教學(xué)任務(wù)：利用V20變頻器實(shí)現(xiàn)傳送帶的速度控制與數(shù)據(jù)采集。二、新知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)1.變頻器V20的結(jié)構(gòu)與調(diào)試2.編碼器與高速計(jì)數(shù)器組態(tài)及編程增量式編碼器的工作原理高速計(jì)數(shù)器組態(tài)方法（計(jì)數(shù)模式、濾波時(shí)間設(shè)置）；注意事項(xiàng)：旋轉(zhuǎn)編碼器有一條屏蔽線，使用時(shí)要將屏蔽線接地，提高抗干擾性。3.PLC與V20的Modbus-RTU通信編程4.觸摸屏界面設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：（1）過電壓導(dǎo)致變頻器損壞；（2）數(shù)字量輸入和24V電源上使用超過30米的信號(hào)電纜可能會(huì)在開關(guān)過程中產(chǎn)生過電壓。這可能損壞變頻器；（3）確保數(shù)字量輸入和24V電源上的信號(hào)電纜長度小于或等于30米；（4）參數(shù)設(shè)置后需保存并重啟生效。（5）調(diào)試前務(wù)必進(jìn)行電機(jī)空載測試。課程思政：（1）安全意識(shí)：接線要注意安全操作規(guī)范；（2）工匠精神：參數(shù)設(shè)置要精確嚴(yán)謹(jǐn)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；（3）團(tuán)隊(duì)協(xié)作：分組完成系統(tǒng)調(diào)試，強(qiáng)調(diào)分工協(xié)作與責(zé)任意識(shí)。三、教學(xué)總結(jié)注解（應(yīng)包含注意事項(xiàng)、課程思政點(diǎn)融入等）《時(shí)間數(shù)據(jù)采集及節(jié)拍優(yōu)化任務(wù)》教案授課教師班級(jí)學(xué)時(shí)授課日期教學(xué)任務(wù)3.4時(shí)間數(shù)據(jù)采集及節(jié)拍優(yōu)化授課方式?講授?實(shí)踐授課地點(diǎn)□多媒體教室?實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室□企業(yè)主要參考資料教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：1.具備認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。2.具有獨(dú)立思考，又有分工合作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。3.具備綜合分析、解決實(shí)際問題的能力。知識(shí)目標(biāo)：1.了解變頻控制技術(shù)，掌握對(duì)生產(chǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)速度的準(zhǔn)確采集與監(jiān)控的方法。2.掌握生產(chǎn)過程時(shí)間管理的概念，實(shí)時(shí)記錄各環(huán)節(jié)的時(shí)間數(shù)據(jù)。能力目標(biāo)：1.能使用材質(zhì)傳感器，實(shí)現(xiàn)工件材質(zhì)的分析和判斷。2.能使用顏色傳感器，實(shí)現(xiàn)工件顏色的分析和判斷。教學(xué)內(nèi)容1.時(shí)間數(shù)據(jù)采集方法2.節(jié)拍優(yōu)化的方法3.編程與調(diào)試重點(diǎn)難點(diǎn)1.節(jié)拍優(yōu)化的方法教學(xué)方法理論講授實(shí)操演練項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)問題探究素材資源□文本素材?實(shí)物展示?PPT幻燈片□音頻素材□視頻素材□動(dòng)畫素材□圖形/圖像素材□網(wǎng)絡(luò)資源□其他課后作業(yè)完成節(jié)拍優(yōu)化的程序編寫與調(diào)試教學(xué)反思注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份本表。重復(fù)班授課可不另填寫教案。?

教學(xué)過程及內(nèi)容一、導(dǎo)入新課情景導(dǎo)入??1.行業(yè)案例：播放某汽車焊接生產(chǎn)線視頻，展示優(yōu)化前后的對(duì)比：優(yōu)化前：生產(chǎn)節(jié)拍為120秒/輛，設(shè)備利用率低；優(yōu)化后：生產(chǎn)節(jié)拍降至108秒/輛，效率提升10%。2.問題引導(dǎo)：視頻中哪些設(shè)備是瓶頸環(huán)節(jié)？如何識(shí)別？如何通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)和控制程序縮短單臺(tái)設(shè)備節(jié)拍？如何協(xié)調(diào)多設(shè)備協(xié)同，避免“木桶效應(yīng)”？二、新知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)1.設(shè)備運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化?PLC參數(shù)調(diào)整：修改變頻器速度設(shè)定值（如傳送帶速度從1m/s提升至1.1m/s）；案例實(shí)操：在TIAPortal中修改S7-1200PLC的電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)（如從DB1.DBW10=1000改為DB1.DBW10=1100）；2.控制程序重構(gòu)與協(xié)同邏輯優(yōu)化（25分鐘）??程序優(yōu)化技術(shù)??：邏輯簡化：合并冗余條件判斷（如將串聯(lián)的多個(gè)IF語句改為SELECTCASE結(jié)構(gòu)）；異步通信優(yōu)化：將Modbus輪詢周期從200ms縮短至100ms，提升數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。三、教學(xué)總結(jié)1.知識(shí)回顧??（1）系統(tǒng)優(yōu)化核心步驟：瓶頸識(shí)別→單設(shè)備優(yōu)化→多設(shè)備協(xié)同→數(shù)據(jù)驗(yàn)證→標(biāo)準(zhǔn)化推廣。（2）關(guān)