工學(xué)一體化課程教學(xué)設(shè)計——節(jié)流閥閥與差動增速回路回路

1、工學(xué)一體化課程教案（首頁）一體化課程 PLC應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)用PLC基本控制指令編寫實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的程序設(shè)計教學(xué)時數(shù)12學(xué)時 上課日期2014年10月14日第1、2節(jié)至2014年10月15日第5、6節(jié)專業(yè)組審核教學(xué)班級2013級高級電氣自動化設(shè)備安裝與維修班 年 月 日 學(xué) 材PLC應(yīng)用技術(shù)(三菱 上冊)、 補充學(xué)習(xí)資料教學(xué)方法講授法、引導(dǎo)法、啟發(fā)法、實訓(xùn)教學(xué)媒體教學(xué)多媒體、PPT、視頻等教學(xué)系審批知識目標(biāo)1.掌握ORB、ANB、MPS、MRD、MPP等基本驅(qū)動指令的功能及應(yīng)用。2.掌握梯形圖的編程原則。 年 月 日能力目標(biāo)1能根據(jù)控制要求，靈活運用經(jīng)驗法，利用基本指令或多重輸出

2、指令實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖程序設(shè)計。2能利用三菱GX Developer 編程軟件，采用指令語句表輸入法輸入指令，并通過仿真軟件采用邏輯梯形圖測試的方法，進行仿真。能將仿真成功后的程序下載寫入事先接好外部接線的PLC中，完成控制系統(tǒng)的調(diào)試。學(xué)生情況分析 該班學(xué)生35人，為高級工班。他們思維活躍，有一定的學(xué)習(xí)能力，有較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，面對問題有自己的看法和見解。前面的學(xué)習(xí)階段已掌握了PLC系統(tǒng)讀圖分析與程序編制及調(diào)試的操作技能，對學(xué)習(xí)本課程都有一定的學(xué)習(xí)興趣，但是指令的應(yīng)用能力和系統(tǒng)的調(diào)試能力整體尚需鍛煉提升，同時學(xué)習(xí)的主動性、吃苦耐勞精神尚缺乏，主動交流意識也有待加強。學(xué)材分析 本

3、學(xué)材以能力為本位，重視實踐能力的培養(yǎng)，在任務(wù)的引領(lǐng)下展開，有充分的獨立思考和自我展示空間留給學(xué)生。教師要在恰當(dāng)?shù)臅r候切入知識點。學(xué)習(xí)重點及其化解方法學(xué)習(xí)重點：電控線路及梯形圖的設(shè)計化解方法：教師通過電路設(shè)計實例的講解、分析設(shè)計方法與設(shè)計思路，引導(dǎo)學(xué)生做出設(shè)計方案，同時引導(dǎo)學(xué)生通過相互之間交流自我總結(jié)，自我提高。學(xué)習(xí)難點及其化解方法學(xué)習(xí)難點：程序設(shè)計方法思路的掌握化解方法：引導(dǎo)學(xué)生如何分析設(shè)計要求、理清思路，以小組為單位通過充分的討論獲取有效的信息和可行的方法。教師組織各小組進行共同評價，及時提煉、總結(jié)、歸納合理的觀點和正確的方法。資源準(zhǔn)備1、多媒體設(shè)備、 具有網(wǎng)絡(luò)連接的電腦；2、PLC應(yīng)用技術(shù)

4、；3、 教案 4、實訓(xùn)設(shè)備及工具材料（見清單）教學(xué)回顧目標(biāo)明確，學(xué)生參與度高，本次課效果較好，大部分學(xué)生覺得學(xué)習(xí)氣氛輕松，能在“做中學(xué)，學(xué)中做”，學(xué)習(xí)有了興趣，不再是枯燥的聽老師一個人在上面講；實踐與理論一體化，使學(xué)習(xí)變得更簡單；自學(xué)能力提高；合作意識增強。教學(xué)設(shè)計一、 復(fù)習(xí)舊課二、 任務(wù)提出三、 任務(wù)分析四、 講授新課五、 任務(wù)實施六、 任務(wù)檢查與指導(dǎo)七、 任務(wù)評價與討論八、 鞏固與提高九、 現(xiàn)場整理與設(shè)備保養(yǎng)十、 任務(wù)拓展知識板書設(shè)計§22用PLC基本控制指令編寫實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的程序設(shè)計基本指令（一）電路塊的串聯(lián)與并聯(lián)連接指令（二）多重輸出指令（三）繪圖區(qū)多媒體演示

5、區(qū)22教 學(xué) 過 程教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容教學(xué)方法一、復(fù)習(xí)舊課（5分鐘）復(fù)習(xí)基本指令（LD、LDI、OR、ORI、AND、OUT、END）的功能及應(yīng)用,引入新課（任務(wù)）。教師提出問題，學(xué)生進行回答二、任務(wù)提出（3分鐘）任務(wù)內(nèi)容：用PLC控制系統(tǒng)來實現(xiàn)如圖2-2-1所示的三相交流異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制。其控制時序圖如圖2-2-2所示：任務(wù)要求如下：（1）、能夠用按鈕控制三相交流異步電動機的正反轉(zhuǎn)啟動和停止。教師引導(dǎo)、啟發(fā)（2）、具有短路保護和過載保護等必要的連鎖保護措施。（3）、利用PLC基本指令中的塊及多重輸出指令來實現(xiàn)任務(wù)。演示法啟發(fā)法三、任務(wù)分析（2分鐘）通過對如圖2-2-1和如圖2-2-2的分析

6、可知，該控制電路的基本電路是正反轉(zhuǎn)控制電路，所以先分析三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的控制原理，再掌握實現(xiàn)本次任務(wù)對PLC控制的基本邏輯指令的功能及應(yīng)用的技術(shù)要求；最后根據(jù)控制要求，按照梯形圖的設(shè)計原則，將三相異步電動機正反轉(zhuǎn)繼電控制電路轉(zhuǎn)換成梯形圖，并進行仿真調(diào)試。講授法教師引導(dǎo)、啟發(fā)四、講授新課（80分鐘）基本指令（ORB、ANB、MPS、MPP）（一）、電路塊的并聯(lián)與串聯(lián)連接指令（ORB、ANB）（1）指令的助記符和功能表2-2-2 ORB和ANB指令的助記符及功能指令助記符、名稱功能可作用的軟元件程序步ORB（電路塊或）串聯(lián)電路的并聯(lián)連接無1ANB（電路塊與)并聯(lián)電路的串聯(lián)連接無1（2）

7、編程實例教師講解：幻燈片分析 梯形圖指令表1指令表2（3）關(guān)于指令功能的說明1）、2個或2個以上觸點串聯(lián)連接的電路塊稱為串聯(lián)電路塊。將串聯(lián)電路塊作并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。2）、由一個或多個觸點的串聯(lián)電路形成的并聯(lián)分支電路稱為并聯(lián)電路塊，并聯(lián)電路塊在串聯(lián)連接時，要使用ANB指令。起始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ANB指令。3）、多個串聯(lián)電路塊作并聯(lián)連接，或多個并聯(lián)電路作串聯(lián)連接時，電路塊數(shù)沒有限制。4）、在使用ORB指令編程時，也可把所需要并聯(lián)的回路連貫地寫出，而在這些回路的末尾連續(xù)使用與支路個數(shù)相同的ORB指令，這時的指令最多使用7次。啟發(fā)法講授法教師講

8、解：幻燈片分析教師講解：幻燈片分析5）、在使用ANB指令編程時，也可把所需要串聯(lián)的回路連貫地寫出，而在這些回路的末尾連續(xù)使用與回路個數(shù)相同的ANB指令，這時的指令最多使用7次。學(xué)生練習(xí)：根據(jù)梯形圖寫指令表指令表（略）（二）、多重輸出指令（MPS、MRD、MPP）含義：多重輸出是指從某一點經(jīng)串聯(lián)觸點驅(qū)動線圈后，再由這一點驅(qū)動另一線圈，或再經(jīng)串聯(lián)觸點驅(qū)動另一線圈的輸出方式。多重輸出指令也稱棧操作指令。（1） 指令的助記符和功能表2-2-4 多重輸出指令的助記符及功能指令助記符、名稱功能可作用的軟元件程序步MPS（進棧）記憶到MPS指令為止的狀態(tài)無1MRD（讀棧）讀出到MPS指令為止的狀態(tài)無1MPP

9、（出棧）讀出到MPS指令為止的狀態(tài)并清除該狀態(tài)無1（2）編程實例 師生互動討論學(xué)生討論，做練習(xí)，教師引導(dǎo)、抽查并小結(jié)。啟發(fā)法講授法教師講解：幻燈片分析實例1：（一層堆棧編程）實例2：（二層堆棧編程） a)梯形圖 b)指令表（3）關(guān)于指令功能的說明1）、MPS指令用于分支的開始處，MRD指令用于分支的中間處，MPP指令用于分支的結(jié)束處。2）、MPS、MRD和MPP指令均為不帶操作元件指令，其中MPS和MPP指令必須配對使用。3）、由于三菱FX2N的PLC就提供了11個棧存儲器，因此MPS和MPP指令連續(xù)使用的次數(shù)不得超過11次。啟發(fā)法講授法教師講解：幻燈片分析講授法討論法實例2：（二層堆棧編程）

10、 a)梯形圖 b)指令表（3）關(guān)于指令功能的說明1）、MPS指令用于分支的開始處，MRD指令用于分支的中間處，MPP指令用于分支的結(jié)束處。2）、MPS、MRD和MPP指令均為不帶操作元件指令，其中MPS和MPP指令必須配對使用。3）、由于三菱FX2N的PLC就提供了11個棧存儲器，因此MPS和MPP指令連續(xù)使用的次數(shù)不得超過11次。學(xué)生練習(xí)：根據(jù)梯形圖寫出指令表：指令表（略）演示法觀察法啟發(fā)法師生互動討論學(xué)生討論，做練習(xí)，教師引導(dǎo)、抽查并小結(jié)觀察法五、任務(wù)實施（結(jié)合學(xué)生工作頁講解）（270分鐘）任務(wù)一、分配輸入點和輸出點，寫出I/O通道地址分配表表2-2-5 I/O通道地址分配表輸入輸出元件代

11、號作用輸入繼電器元件代號作用輸出繼電器任務(wù)二、畫出PLC接線圖（I/O接線圖）任務(wù)三、程序設(shè)計（重點）：化解方法：根據(jù)圖2-2-1所示的繼電器控制電路工作原理結(jié)合I/O地址表及時序圖分析可知，正轉(zhuǎn)按鈕SB2（X001）和反轉(zhuǎn)按鈕SB3(X002)實現(xiàn)了互鎖，而且正轉(zhuǎn)接觸器KM1（Y000）和反轉(zhuǎn)接觸器KM2(Y001)也實現(xiàn)了互鎖。結(jié)合以上的分析及所學(xué)指令，可以通過兩種設(shè)計方案來實現(xiàn)上述任務(wù)控制要求。設(shè)計方案1：直接用啟-保-?；揪幊汰h(huán)節(jié)進行設(shè)計（難點）讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)一讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)二，由學(xué)生先進行畫圖，然后一邊講解，學(xué)生一邊跟著對比自己畫圖進行檢驗并修改

12、。讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)三，教師一邊講解一邊分析，（難點化解）：編程思路：根據(jù)圖2-2-1所示復(fù)合連鎖接觸器控制電路工作原理及圖2-2-2所示時序圖分析可知，正反轉(zhuǎn)按鈕實現(xiàn)了互鎖，正反轉(zhuǎn)接觸器也實現(xiàn)了的互鎖。設(shè)計方案2：利用棧操作指令進行設(shè)計（難點）（難點化解）：編程思路：用PLC控制系統(tǒng)對繼電-接觸控制系統(tǒng)的改造，對于編程初學(xué)者來說，一般都是采用經(jīng)驗法，在原繼電-接觸器控制線路的基礎(chǔ)上進行等效的變化。任務(wù)四、程序輸入及仿真運行1、程序輸入：有哪些方法及步驟？（提問學(xué)生完成）2、程序保存：怎樣保存？（提問學(xué)生完成）3、仿真運行：有哪些步驟？怎樣操作？（提問學(xué)生完成）4、程序下載：有哪

13、些步驟？怎樣操作？（提問學(xué)生完成）任務(wù)五、線路安裝與調(diào)試1、繪制電氣安裝接線圖2、安裝電路的步驟（1）檢查元器件；（配齊元件、規(guī)格符合要求、檢測）（2）固定元器件；（3）配線安裝；（配線原則、工藝要求）（4）自檢；（檢查接線、檢測電路阻值）3、通電調(diào)試（1）經(jīng)自檢無誤后，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，方可通電調(diào)試。（2）調(diào)試步驟：調(diào)試步驟有哪些？如出現(xiàn)故障怎么處理？（提問學(xué)生完成）表2-2-6 程序調(diào)試步驟及運行情況記錄表操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果思考內(nèi)容第一步按下SB2KM1和KM2動作理解PLC的工作過程第二步按下SB1第三步按下SB3第四步按下SB1第五步按下SB2第六步按下SB3讓學(xué)生獨立

14、完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)三，教師一邊講解一邊分析讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)四，教師一邊講解一邊分析讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)五，教師一邊講解一邊分析讓學(xué)生獨立完成學(xué)生工作頁中的任務(wù)二，由學(xué)生先進行畫圖，然后一邊講解，學(xué)生一邊跟著對比自己畫圖進行檢驗并修改。六、任務(wù)檢查及指導(dǎo)（包括評分）個別指導(dǎo)和集中指導(dǎo)相結(jié)合一、檢查與指導(dǎo)內(nèi)容1、檢查實操工具；2、檢查學(xué)生的編程設(shè)計是否正確，以學(xué)生編程設(shè)計為主，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在編程設(shè)計中遇上困難時，細(xì)心點撥學(xué)生，指引其攻克難關(guān)；3、工具使用是否正確1）用螺絲刀緊固螺絲的握法和用力方法；2）用剝線鉗剝線的方法。4、檢查原理圖和接線圖

15、1）接線前是否畫好原理圖和接線圖；2）圖紙是否正確；5、布置安裝元件1）元件布置是否合乎規(guī)范；2）元件布置是否整齊、均勻、合理；3）元件安裝是否牢固；4）元件是否有損壞。6、布線1）接線是否出錯；2）主、控電路走線是否合乎規(guī)范；3）接點是否松動、露銅過長、反圈、壓絕緣層；4）是否裝接接地線。7、自檢方法是否正確1）萬用表的檔位選擇是否正確；2）主電路的檢查是否正確；3）控制電路的檢查步驟是否正確。8、安全文明生產(chǎn)1）工具、導(dǎo)線是否歸放整齊；2）有否亂線敷設(shè)；3）有否私自通電。 9、檢查實習(xí)報告是否合乎要求。二、巡回指導(dǎo)注意點1、根據(jù)實習(xí)操作進度，在不同的階段確定不同的檢查和指導(dǎo)重點；2、注意共

16、性問題和個性問題從而注意個別指導(dǎo)和集中指導(dǎo)相結(jié)合。3、注意培養(yǎng)典型，樹立學(xué)生中操作技能好的榜樣，以點帶面鼓勵帶動全班同學(xué)。指導(dǎo)法貫穿整個教學(xué)環(huán)節(jié)。指導(dǎo)法貫穿整個教學(xué)環(huán)節(jié)。七、任務(wù)評價及討論（5分鐘）一、任務(wù)測評（見工作頁測評表）二、針對出現(xiàn)的錯誤予以糾正1、起初學(xué)生對多重輸出指令應(yīng)用不理解，容易出錯，經(jīng)教師指點后能掌握。2、復(fù)合連鎖按鈕接線較容易接錯。三、授課質(zhì)量分析本課題控制線路接線較繁瑣，學(xué)生對主電路接線較熟練，而控制線路的接線較慢。自檢中發(fā)現(xiàn)接線錯誤基本能在教師的指點下獨立糾正。課題完成情況較好。討論法八、鞏固與提高（考證要點：與中級工/高級工國家職業(yè)資格考試相關(guān)的要點提示、習(xí)題、歷年真

17、題等。）（5分鐘）1、題目：將下圖所示的用繼電器控制的電路改造成用PLC進行控制的電路設(shè)計，并進行安裝與調(diào)試。2、本題做在作業(yè)本上，上機安裝、調(diào)試完成后，根據(jù)完成情況綜合評定學(xué)生成績。教師分析、學(xué)生練習(xí)。九、現(xiàn)場整理及設(shè)備保養(yǎng)（5分鐘）設(shè)備的恢復(fù)和場地的清潔整理十：任務(wù)拓展知識（15分鐘）練習(xí)在編程軟件中用指令表輸入法創(chuàng)建程序。附：實訓(xùn)設(shè)備及工具材料清單序號分類名稱型號規(guī)格數(shù)量單位備注1工具電工常用工具1套2儀表萬用表MF47型1塊3設(shè)備器材編程計算機1臺4接口單元1套5通信電纜1條6可編程序控制器FX2N-48MR1臺7安裝配電盤600*900mm1塊8導(dǎo)軌C450.3m9低壓斷路器MuIt

18、i9 c65n d202只10熔斷器RT28-326只11按鈕LA4-3H1只12接觸器CJ10-10或CJT1-1020只13接線端子D-201只14三相異步電動機自定10臺15消耗材料銅塑線BV1/1.37mm215m主電路16銅塑線BV1/1.13mm210m控制電路17軟線BVR7/0.75mm2若干m18緊固件M4*20螺桿若干只19M4*12螺桿若干只20ø4mm平墊圈若干只21ø4mm彈簧墊圈及M4螺母若干只22號碼管1m23號碼筆支實訓(xùn)設(shè)備及工具材料清單演示法觀察法講授法學(xué) 生 工 作 頁任務(wù)名稱用PLC基本控制指令編寫實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的程序設(shè)計

19、日期10月14日至10月16日班級13級高級電氣自動化班實訓(xùn)場地電工實習(xí)（1）室實訓(xùn)設(shè)備、材料見實訓(xùn)設(shè)備及工具材料清單，配齊35份。任務(wù)目標(biāo)能根據(jù)要求用PLC基本控制指令正確編寫實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖程序設(shè)計。任務(wù)要求能根據(jù)控制要求，利用三菱GX Developer 編程軟件，采用基本指令或多重輸出指令實現(xiàn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖程序設(shè)計。任務(wù)一、分配PLC的輸入點和輸出點輸 入輸 出元件代號作用輸入繼電器元件代號作用輸出繼電器任務(wù)二、畫出PLC接線圖任務(wù)三、編寫程序任務(wù)四、程序輸入及仿真運行將編寫好的程序?qū)懭隤LC中，然后仿真運行。任務(wù)五、線路安裝與調(diào)試1、繪制電氣安裝

20、接線圖2、安裝電路（1）檢查元器件根據(jù)表2-2-1配齊元器件，檢查元器件的規(guī)格是否符合要求，并用萬用表檢測元器件是否完好。（2）固定元器件固定好本任務(wù)控制所需的元器件，（3）配線安裝根據(jù)配線原則和工藝要求，進行配線安裝。（4）自檢對照接線圖檢查接線是否無誤，再使用萬用表檢測電路的阻值是否與設(shè)計相符。3、通電調(diào)試（經(jīng)自檢無誤后，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，方可通電調(diào)試）先接通斷路器QF1和QF2，將PLC開關(guān)撥到“RUN”的位置，然后通過計算機上的GX Developer編程軟件中的“監(jiān)視/測試”監(jiān)視程序的運行情況，再按照表2-2-6進行操作。表2-2-6 程序調(diào)試步驟及運行情況記錄表操作步驟操作內(nèi)容觀察內(nèi)容觀察結(jié)果思考內(nèi)容第一步按下SB2KM1和KM2動作理解PLC的工作過程第二步按下SB1第三步按下SB3第四步按下SB1第五步按下SB2第六步按下SB3注意：如出現(xiàn)故障，應(yīng)立即切斷電源，分析原因、檢查電路或梯形圖，排除故障后，方可進行重新調(diào)試，直到系統(tǒng)功能調(diào)試成功為止。任務(wù)六、任務(wù)測評（見表2-1-6） 表2-1-6 任務(wù)測評表序號主要內(nèi)容考核要求評分標(biāo)準(zhǔn)配分扣分得