《PLC 控制系统装配与调试》单元教学设计方案.docx
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《PLC控制系统装配与调试》单元教学设计方案
《PLC控制系统装配与调试》单元教学设计方案
编号:
01-01版本号:
单元名称
电动机起停控制
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
热继电器、接触器、按钮、断路器等常见低压电器的结构和功能;点动、长动等继电器接触器电路
技能点:
能够对点动长动电路进行接线重点:
电动机按钮控制启动停止控制电路。
难点:
电路接线及故障排除。
教学策略
以实训室中实验设备为载体,演示利用按钮控制继电器接触器来实现电动机的启停,从而引出相关内容。
上课时先讲按钮、继电器、接触器的结构功能,之后引入电动机点动控制电
路并通过实训加强学生的印象。
再引入自锁概念,继而讲授电动机长动控制。
学习成果
电动机的点动、长动和点动长动电路
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配
(min)
1
明确任务
教师演示电动机启动
停止的控制
布置任务
实训室实物
观察
5
2
项目引导
电动机启停控制简介
教师引导、学
生小组讨论
教学PPT
观察、讨
论
10
3
知识准备
结合实物讲授继电器、接触器、按钮等结构组成和功能
点动控制电路的主电
路和控制电路动作原理和接线
教师对照实物进行讲解、学生拆装实物了解实际构成
实训室继电器接触器实物、教学PPT
听课
15
4
操作训练
学生进行电动机点动控制的实训
教师引导、学生分组进行
实训
实训室试验台、实训指导
书
讨论、调试、排故
90
5
知识准备
教师讲解长动控制电
路的主电路和控制电路动作原理和接线
教师指导、学
生分小组讨论编程制作
实训室继电器
接触器实物、教学PPT
听课
20
6
操作训练
学生进行长动控制电路的实训
教师指导、学
生分小组讨论编程制作
实训室试验
台、实训指导书
讨论、调试、排故
90
7
分组讨论
如何利用继电器接触器电路同时实现点动和长动功能
教师指导、学生分小组讨论电路如何
构成
课本教材
讨论、总结发言、听课
20
8
归纳总结
电动机点动、长动、点
动长动控制电路
教师讲授
PPT
听课、总
结发言
10
编号:
01-02版本号:
单元名称
电动机正反转控制
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
掌握继电器接触器互锁的实现方法,电动机正反转控制电路的实现技能点:
能够在继电器接触器电路中实现电器互锁和机械互锁的安全保护;能够完成电机正反转主电路和控制电路的接线
重点:
继电器接触器电器互锁如何实现。
难点:
正反转电路的连接。
教学策略
以实训室试验台为载体,教师演示电动机正-停-反和正反停的控制,引导学生思考→学生分小组讨论和学习→学生分小组回答问题→教师总结和讲解与电机正
-停-反和正反停控制相关的知识点→电机如何反转?
→提出主电路的接线相对于
电机单向控制的时候如何改进→电机正反转主电路同时接通后果?
→讨论如何避免此问题→引入互锁控制→完善电机正反转控制电路。
学习成果
掌握电动机正-停-反,正反停电路的原理和实际接线
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配
(min)
1
明确任务/知识准备
教师在实训室演示电
动机正-停-反和正反停的控制
布置任务
实训室低压电器实训台
观察
20
2
项目引导
正反转和单机单向启停控制电路的区别引入继电器接触器控
制电路的互锁
教师引导、学生小组讨论
教材、教学PPT
学习、分组讨论
20
3
操作训练
电动机正-停-反主电路和控制电路的接线
教师引导、学生小组讨论,对比两种编程
实训指导书、教学PPT
讨论、调试、排故
90
4
项目引导
电机如何直接切换正
反转运行
教师引导、学
生模仿
教材、教学PPT
学习、分
组讨论
25
5
操作训练
电动机正反停主电路和控制电路的接线
教师指导、学
生分小组讨论编程制作
实训指导书、教学PPT
讨论、调试、排故
90
6
归纳总结
电动机正-停-反和正反停电路
教师讲授
PPT
听课
25
编号:
01-03版本号:
单元名称
电动机星三角启动
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
1、时间继电器的结构用法
2、星三角主电路以及控制电路的连接
3、星三角电路的使用条件技能点:
利用继电器接触器和时间继电器实现电动机的星三角启动。
重点:
星三角启动控制电路。
难点:
星三角启动控制电路。
教学策略
以实训室试验台为载体,教师演示电动机星三角启动,引导学生思考→→学生分小组讨论星三角启动关键知识点→教师总结和讲解与电机星三角控制相关的知识点→教师讲解时间继电器的分类和用法→学生练习时间继电器的用法→教师讲解星形启动和三角形启动的区别→学生分组讨论学习星三角启动如何合在一起
→在教师指导下做电机星三角气动控制实训。
学习成果
电动机星三角启动控制电路
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配
(min)
1
明确任务
教师演示星三角启动
控制电路
教师演示
依托实训室试
验台
观察
20
2
知识准备
时间继电器结构组成
及用法
教师引导、学
生小组讨论
教材、教学PPT
听课、分
组讨论
20
3
操作训练
演示动作时间继电器控制电机启动实验
教师指导、学生分小组进
行实验
实训指导书、PPT、教材
讨论、实验、故障
排除
90
4
知识准备
星三角启动相关知识
教师引导、学
生分组讨论
教材、教学PPT
听课、分
组讨论
25
5
操作训练
电动机按钮控制星三角启动控制实训
教师指导、学
生分小组进行实验
教材、实训指导书
讨论、调试、排故
90
6
归纳总结
电动机按钮控制星三角启动控制实验得失
教师讲授
PPT
听课
25
5
操作训练
电动机星三角启动控制实训
教师指导、学生分小组进行实验
教材、实训指导书
讨论、调试、排故
90
6
归纳总结
电动机星三角启动控
制实验的得失
教师讲授
PPT
听课
25
编号:
01-04版本号:
单元名称
自动往返小车
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
行程开关结构和使用电动机的多地控制电动机的顺序控制技能点:
自动往返小车的设计实现重点:
利用行程开关控制电动机的状态难点:
双电机的顺序控制
教学策略
以电动机正反转引入,引导学生了解电动车依靠电动机正反转来实现来回运动。
讲授行程开关,对比按钮和行程开关使用上的区别,引导学生思考如何利用行程开关实现电动机的正反转从而实现自动往返小车。
讲解数控冲压机床的安全措施和双操作台的铣床,引入多地控制的概念,引
导和学生在起保停电路上分别增加启动和停止按钮,从而实现多地控制。
讲解工厂部分设备需要在停机后散热器继续工作一段时间,引入电动机的顺序控制。
在两台电机单独起保停控制电路的基础上教师引导学生在合适位置并联
或者串联对方的常开或者常闭触点,实现电动机的顺序控制
学习成果
行程开关结构和使用电动机的多地控制
电动机的顺序控制
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配(min)
1
明确任务
教师实训室演示利用行程开关控制电动机
正反转
布置任务
实训室试验台
听课
15
2
知识准备
教师讲解行程开关的
结构和用法
教师引导、学
生小组学习
教材、课程PPT
观察、讨
论
20
3
实现任务
利用行程开关实现电
动机正反转控制
教师引导、学
生小组讨论
教材、课程PPT
讨论、学
习
20
4
操作训练
在实训室的试验台上
实现利用行程开关控制电动机的正反转
教师指导、学
生分小组进行实验
实训室试验台、PPT
讨论、调试、排故
60
5
归纳总结
总结自动往返小车实
验的成败得失
教师讲授
PPT
听课
15
6
实现任务
电动机的多地控制
教师引导、学
生小组讨论并动手实训
实训室试验
台、教材、课程PPT
讨论、学习、调试
60
7
实现任务
电动机的顺序控制
教师引导、学生小组讨论
并动手实训
实训室试验台、教材、课
程PPT
讨论、学习、调试
60
8
归纳总结
总结电动机的多地控制和顺序控制实验的
成败得失
教师讲授
PPT
听课
20
编号:
02-01版本号:
单元名称
两人抢答器
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
(1)西门子PLC结构原理图、工作过程特点等基础知识;
(2)西门子PLC常用I、Q继电器电气图设计和接线;
(3)PLC编程基本指令触点、线圈、置位和复位;自锁和互锁控制
技能点:
(1)电气图设计并能够根据电气图在实训设备上接线;
(2)掌握s7—200PLC编程软件使用;
(3)能够使用基本指令设计PLC程序并调试。
重点:
基本指令应用
难点:
电气图设计时PLC公共端电源的设计
教学策略
由项目一的继电接触器控制系统,提出继电接触器系统的缺点有哪些?
→学生小组回答→引出PLC的诞生发展过程→PLC的特点、结构、主要生产厂家、工作特点等。
→提出问题“如何把实现电机的启停控制继电接触器控制系统到PLC控制系统的转换?
”→S7-200PLC输入输出继电器,触点和线圈指令→PLC的电机启停控制→PLC电机的正反转控制。
以抢答器为载体,描述抢答器的控制过程,以引导设问的方式提出“抢答器干什么用,怎么用”,引导学生讨论→学生小组回答→2人抢答器共用到哪些输入输出设备,分配输入输出点→绘制电气图→抢答到的选手指示灯亮,指示灯常亮用自锁实现,后抢答的选手指示灯不亮,由2位选手互锁实现。
→设计2人抢答器PLC程序→实训设备认识,根据设计电气图接线→编程软件学习,程序编辑
调试。
→三人抢答器
学习成果
PLC控制电机启停,PLC控制电机正反转;2人抢答器;3人抢答器
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配
(min)
1
PLC引入
继电接触器控制系统的缺点
PLC的诞生发展
PLC的特点、结构、厂家
布置任务
教案、教学PPT
讨论、听课
20
3
知识准备项目引导
S7-200输入输出继电器和基本指令
继电接触器电机控制系统到PLC控制系统
转换
教师引导、学生小组讨论
教案、教学PPT
观察、讨论
25
4
操作训练
了解实训设备
学习S7-200PLC编程软件
电机启停PLC控制
电机正反转PLC控制
教师引导、学生学做
实训指导书
接线、编程调试
45
5
项目引导知识点准备
抢答器的控制过程I、O点分配
教师引导、学生模仿
两人抢答器动画;
讨论
10
5
操作训练
2人抢答器设计调试
教师指导、学生分小组讨论编程制作
教案、实训指导书;
两人抢答器控
制系统制作过程微课
接线、编程调试
35
6
项目拓展
3人抢答器设计调试
教师指导、学生分小组讨论编程制作
教案、实训指导书;
两人抢答器控
制系统制作过程微课
接线、编程调试
30
7
归纳总结
抢答器编程总结
教师讲授
PPT
听课
15
编号:
03-01版本号:
单元名称
喷泉模拟
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
(1)PLC常用三种定时器(TON、TONR、TOFF)指令格式;
(2)定时器的应用;
(3)定时器类型精度的选择技能点:
(1)电气图设计并熟练接线;
(2)熟练使用s7—200PLC编程软件;
(3)使用定时器设计PLC程序并调试。
重点:
TON定时器的应用难点:
定时器选择
教学策略
以喷泉的模拟控制为载体,描述喷泉的模拟过程→以引导设问的方式提出“如何控制喷泉模拟喷水过程”,引导学生讨论→学生小组回答→总结出控制模拟喷泉的关键是时间的控制,引出定时器→提问定时器器件的种类、结构、时间的设定
→学生回答→讲解PLC定时器的类型、格式、精度、定时时间的设定、时序→分析任务,分解任务为开始过程和结束过程→案例讲解TON定时器应用→软件编程时定时器器件的选择→分析喷泉模拟控制的实训设备,IO分配→分组实际操作,
调试喷水过程程序→调试停止喷水过程程序→调试其它喷水效果。
学习成果
喷泉模拟(启动过程和停止过程)
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配
(min)
1
明确任务分析任务
了解喷泉从停止到喷水到最高点水的运动轨迹。
模拟喷泉用指示灯模拟水点,开始过程
定时逐个点亮,停止过程逐个熄灭。
布置任务
喷泉工作视频模拟喷泉动画
观察
20
2
知识准备
(1)回顾定时器器件
(2)定时器分类、名称、精度、时间设定等
(3)三种类型定时器
的时序
教师讲解、学生自学小组讨论
教案、教学PPT
观察、讨论、听讲
70
3
项目引导
分析模拟喷泉过程工作过程,包括打开和结束2个控制过程,分两步实施
案例TON定时器应用
软件编程时定时器器件的选择
教师引导、学生小组讨论
模拟喷泉动画
观察、讨论、听讲
15
4
操作训练
(1)了解实训设备,分配IO
(2)设计电气连接图,
接线
(3)开始喷水控制
教师引导、学生小组讨论,接线编程调试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
75
5
项目引导
关闭开关,小灯逐个熄
灭,定时器的选择,断电延时定时器的应用
教师引导、学生小组讨论
教案、教学PPT
讨论、听讲
15
6
操作训练
(1)停止喷水(间隔
0.5秒,逐个熄灭小灯)
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
25
7
项目拓展
其它喷水效果设计1-2-3...8-全灭
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
30
8
归纳总结
定时器总结
教师讲授
PPT
听课
20
编号:
03-02版本号:
单元名称
电机的星-三角型换接启动
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
(1))定时器的应用;
(2)定时器实现小灯闪烁技能点:
(1)电气图设计并熟练接线;
(2)熟练使用s7—200PLC编程软件;
(3)使用定时器设计交通灯的PLC程序并调试。
重点:
定时器实现方波的输出
难点:
定时器实现方波的输出
教学策略
以电机的星-三角型换接启动为载体→回顾星三角启动继电接触器控制电路
→讨论实训设备上硬件连接→小组编写调试程序。
以十字路口交通灯控制为载体,描述十字路口交通灯的工作过程→以引导设问的方式提出问题“常见最基本的十字路口交通灯包含哪些功能”→引导学生讨论,学生小组回答,总结包含红黄绿指示灯,黄灯具有闪烁效果,分2步完成任
务→以引导设问的方式提出问题“详细描述十字路口交通2个方向上红黄绿灯亮
灭时序”→小组讨论,分组回答→总结打开开关,假设东西红灯和南北绿灯亮,然后由定时器控制其它指示灯逐个点亮→提出关键问题1“最开始的2个灯点亮的条件”→讨论,小组回答,教师总结→分析喷泉模拟控制的实训设备,IO分配
→分组实际操作,调试程序→提出关键问题2“如何实现交通灯的循环”→讨论,小组探索编写调试程序。
以引导设问的方式提出问题“黄灯闪烁功能如何实现”→定时器实现矩形波
输出,控制黄灯闪烁→讲解矩形波程序,分析时序→案例小灯以不同频率闪烁→
小组编写调试程序→提出关键问题3“闪烁黄灯能作为定时器的使能输入端实现定时吗”→讨论,小组回答→引导提示使用M继电器。
学习成果
十字路口交通灯;PLC控制电机星三角启动
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配(min)
1
明确任务分析任务
回顾星三角启动继电接触器控制电路
分析PLC控制实现
学生小组讨论
实训指导书
讨论
10
2
实施任务
电机星三角启动
教师引导、
实训指导书
接线、编写程序、
调试
50
3
项目引导
了解十字路口交通灯的控制过程
分析十字路口交通灯
亮灭的时序
第一个灯点亮的条件
教师引导、学生小组讨论
十字路口交通灯工作动画
观察、讨论、听讲
15
4
操作训练
(1)了解实训设备,分配IO
(2)设计电气连接图,
接线
(3)十字路口交通灯亮灭控制
(4)循环控制
教师引导、学生小组讨论,接线编程调试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
75
5
项目引导
黄灯闪烁功能
教师引导、学生小组讨论
教案、教学PPT
讨论、听讲
5
6
知识准备
(1)定时器实现矩形波输出程序设计
(2)时序
(3)高低电平时间的设定
(4)案例小灯以不同
频率闪烁
教师讲解、学生小组讨论
教案、教学PPT
观察、讨论、听讲
25
7
操作训练
案例小灯以不同频率闪烁
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论操作
15
8
任务分析
闪烁的黄灯如何定时
启动红灯
教师引导、学
生小组讨论
PPT
讨论
10
教师引导、学
讨论、编
9
操作训练
黄灯闪烁编程调试
生小组讨论,
实训指导书
写程序、
50
接线编程调
试
调试
归纳总结
定时器总结
教师讲授
PPT
听课
15
编号:
03-03版本号:
单元名称
十字路口交通灯(比较指令)
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
(1)定时器自激励;
(2)比较指令格式,比较指令选择应用;(3)数码管译码指令和数据移位指令。
技能点:
(1)电气图设计并熟练接线;
(2)熟练使用s7—200PLC编程软件;
(3)使用定时器和比较指令设计交通灯的PLC程序并调试。
重点:
比较指令指令数据类型的选用难点:
定时器自激励
教学策略
以十字路口交通灯控制为载体,分析“十字路口交通灯一个周期固定,在不同的时间段内,6个指示灯不同的亮灭方式”→引导出本任务,采用定时器定时一个周期的时间,采用比较器划分时间段控制6个指示灯亮灭→以引导设问的方式提出问题1“定时器如何到达定时时间,定时器清零,重新定时”→引导学生讨论,学生小组回答→定时器的自激励问题→比较指令的格式→案例比较指令应用→以引导设问的方式提出问题2“定时器计数值是什么数据类型的,应该选在哪一个比较指令呢”→引导学生讨论,学生小组回答→分组实际操作,调试程序
→提出关键问题2“如何实现交通灯的循环”→讨论,小组探索编写调试十字路
口交通灯程序→拓展训练舞台灯光
分析带倒计时功能的十字路口交通灯→引导出拓展任务,9秒倒计时数码管显示→以引导设问的方式提出问题3“如何实现9-0秒的数字变化”→引导学生讨论,学生小组回答→总结定时时间9秒,自激励,通过比较指令不同时间段显
示数字9-1循环显示→数码管显示0-9的数字,需要专用指令,导入数码管显示
所需用到的指令→讨论,小组探索编写调试9-1倒计时循环显示程序
学习成果
十字路口交通灯;舞台灯光;倒计数
学习评价
学习态度(出勤)20%,实训操作80%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配(min)
1
明确任务、项目引导
分析十字路口交通灯过程,确定时间段法编
程思路
布置任务
十字路口交通灯动画
观察
15
2
知识准备
(1)定时器自触发
(2)比较指令
(3)应用案例
教师讲授、案例
教案、PPT
听讲、讨论
55
3
操作训练
(1)接线
(2)十字路口交通灯比较指令控制
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
65
4
项目拓展
舞台灯光
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
30
5
项目引导
十字路口交通灯倒计时功能
布置任务
十字路口交通灯动画
观察
5
6
知识准备
(1)数码管译码指令
(2)数据传送指令
(3)应用案例
教师讲授、案例
教案、PPT
听讲、讨论
40
7
操作训练
(1)接线
(2)9-1秒倒计时循环显示
教师引导、学生小组讨论,接线编程调
试
实训指导书
讨论、编写程序、调试
45
8
总结
比较指令、数码管显示
教师讲授
PPT
听课
15
编号:
04-01版本号:
单元名称
机械手仿真
单元学时
6
学习內容分析
知识点:
(1)熟悉PLC顺序控制组成;
(2)能绘制顺序
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- 关 键 词:
- PLC 控制系统装配与调试 PLC 控制系统装配与调试单元教学设计方案 PLC 控制系统 装配 调试 单元 教学 设计方案