交通信號(hào)燈的PLC控制教案

1、交通信號(hào)燈的PLC控制使用教材：可編程序控制器及其應(yīng)用（中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社）授課班級(jí)：10秋電氣班（中職二年級(jí)學(xué)生）學(xué)生人數(shù)：30人教學(xué)內(nèi)容：基于課本基本指令綜合運(yùn)用一節(jié)的內(nèi)容作拓展學(xué)習(xí)授課類型：理實(shí)一體一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：1.進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC的編程。掌握交通信號(hào)燈的控制原理。專業(yè)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和自主探究能力。職業(yè)情感目標(biāo)：通過(guò)“工學(xué)一體化”的課堂教學(xué)，讓學(xué)生邊學(xué)邊做，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的充實(shí)與快樂(lè)。在小組合作學(xué)習(xí)中，互相交流促進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生合作意識(shí)。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：交通燈PLC控制電路的組裝與工作過(guò)程。難點(diǎn)：交通燈PLC程序設(shè)計(jì)、調(diào)試運(yùn)行。三、教法與學(xué)法教法：項(xiàng)目教學(xué)

2、法（確定項(xiàng)目、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、檢查評(píng)估、記錄歸檔、知識(shí)延伸）學(xué)法：小組學(xué)習(xí)法（將學(xué)生分為六個(gè)小組，每個(gè)小組設(shè)工段長(zhǎng)、操作工等不同崗位，讓學(xué)生分別明確自己的任務(wù)和職責(zé)。）四、課時(shí)、教具課時(shí)：2課時(shí)教具：PLC與變頻器實(shí)訓(xùn)室（集PLC編程電路安裝、教室功能于一體，并具有多媒體演示功能）；主要設(shè)備：S7-200PLC、計(jì)算機(jī)、萬(wàn)用表五、教學(xué)程序本次項(xiàng)目實(shí)施設(shè)置了六個(gè)環(huán)節(jié)，如圖所示：六、教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程、確定項(xiàng)目（約10分鐘）采用創(chuàng)設(shè)工作情境的方式引入項(xiàng)目:假設(shè)道路上沒(méi)有交通燈，世界將變成什么樣子？實(shí)際生活中交通燈是如何控制的？如果用我們所學(xué)的PLC知識(shí)，應(yīng)該如何完成？采用創(chuàng)設(shè)情境的方式引入項(xiàng)目，

3、此方式使學(xué)生更直觀了解本節(jié)課的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一組同學(xué)展示：彩色圖片展示：搜集十字路口交通燈圖片。交通燈工作演示：通過(guò)多媒體展示交通燈工作示意圖，各組同學(xué)在操作中認(rèn)識(shí)交通燈工作原理。充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，使學(xué)生充分參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。項(xiàng)目任務(wù)描述：1、啟動(dòng)：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作。2、停止：當(dāng)需要信號(hào)燈系統(tǒng)停止工作時(shí)，按下停止按鈕即可。3、信號(hào)燈正常時(shí)序：信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，南北紅燈亮，同時(shí)東西綠燈亮。南北紅燈亮維持25s,在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮并維持20s,20s后，東西綠燈閃亮3s（亮0.5s。熄0.5s），綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮并維持2s

4、，2s后，東西紅燈亮，南北綠燈亮。東西紅燈亮維持30s，南北綠燈亮維持25s，到25s時(shí)南北綠燈閃亮3s后熄滅，南北黃燈亮，并維持2s,到2s時(shí)，南北黃燈熄，南北紅燈亮，同時(shí)東西紅燈熄，東西綠燈亮，開(kāi)始第二個(gè)周期的動(dòng)作。（4）以后周而復(fù)始地循環(huán)，直到停止按鈕被按下為止。二、制定計(jì)劃（約10分鐘）學(xué)生分小組討論列出元器件清單，制定實(shí)施項(xiàng)目的步驟和操作程序,最后由老師審核確定項(xiàng)目計(jì)劃。項(xiàng)目實(shí)施步驟：電路安裝、程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)試三、實(shí)施計(jì)劃（一）電路安裝（約25分鐘）圖片演示和動(dòng)手操作相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生自己嘗試的欲望。東西時(shí)間20S3S2S綠燈綠燈i黃燈亮25S3S2S交通燈工作時(shí)序圖亮表，通過(guò)閃亮表

5、畫(huà)出交通燈工作時(shí)序圖。交通燈閃亮表信號(hào)綠燈?綠燈P黃燈信號(hào)南北信號(hào)時(shí)間1.工藝準(zhǔn)備二組工段長(zhǎng)在此環(huán)節(jié)帶領(lǐng)同學(xué)作好組裝前的準(zhǔn)備工作，教師引導(dǎo)學(xué)生分析電路連接中應(yīng)注意的問(wèn)題。并利用交通燈示意圖，列出交通燈閃學(xué)生認(rèn)識(shí)、清點(diǎn)元器件并檢測(cè)，保證元器件質(zhì)量。教師提問(wèn)如下問(wèn)題：（1）啟動(dòng)按鈕和停止按鈕如何接線？（2）東西南北信號(hào)指示燈有什么位置安裝規(guī)律？（3）PLC電源短路保護(hù)如何接線？（4）線路安裝應(yīng)遵循的原則？各組回答，教師總結(jié)強(qiáng)調(diào)。2.動(dòng)手安裝學(xué)生結(jié)合交通燈工作時(shí)序圖，寫(xiě)出I/O地址分配表和、畫(huà)出PLC接線圖I/O地址分配表旨導(dǎo)學(xué)生以小組S單位，根據(jù)控訝要求，列出交通燈閃亮表、畫(huà)PLC接線圖出交通燈的

6、工作時(shí)序圖，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。每個(gè)學(xué)生都根據(jù)PLC輸入/輸出接線圖完成電路安裝。安裝完畢后，不通電工段內(nèi)互查。接通電源，觀察PLC工作情況。（二）程序設(shè)計(jì)（約15分鐘）此環(huán)節(jié)要完成控制電路的程序設(shè)計(jì)，由三組同學(xué)負(fù)責(zé)。探討原理利用學(xué)生在這種情況下對(duì)電路的急切探究心理，三組學(xué)生在教師的幫助下設(shè)計(jì)以下問(wèn)題：（1）如何實(shí)現(xiàn)電路連續(xù)運(yùn)行？（2）使用定時(shí)器如何設(shè)定相應(yīng)時(shí)間？在理解了電路的整體工作情況后，又提出：（3）程序一共需要幾個(gè)定時(shí)器？（4）如何使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)循環(huán)？（5）綠燈閃爍控制可以用幾種方法實(shí)現(xiàn)？。突破難點(diǎn)：教師提示，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究提示一：什么條件下，第一個(gè)定時(shí)器重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制

7、?提示二：每個(gè)信號(hào)燈什么時(shí)間啟動(dòng)，什么時(shí)間停止工作，用定時(shí)器如何去控制的？運(yùn)用提高教師通過(guò)幾個(gè)修改后的程序用幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題引發(fā)學(xué)生深入思考，學(xué)以致用。（1）如果在啟動(dòng)控制中，不加自鎖電路會(huì)如何？（2）若定時(shí)器采用斷電延時(shí)，程序會(huì)如何運(yùn)行？（3）若將SM0.5改成SM0.4,綠燈又將如何變化？學(xué)生討論、交流，各抒己見(jiàn)，教師演示改裝程序結(jié)果。這幾個(gè)問(wèn)題都是關(guān)乎電路安全問(wèn)題，必須事先強(qiáng)調(diào)，以避免元器件損壞甚至PLC損壞等教師強(qiáng)調(diào)工藝上的要求。小組內(nèi)互助，教師巡視指導(dǎo)解決學(xué)生遇到的問(wèn)咖COLledND1Nl2001丄日NOLNl(三)運(yùn)行調(diào)試(約15分鐘)本環(huán)節(jié)完成電路運(yùn)行調(diào)試、電路故障的分析、排除任務(wù)

8、。教師指導(dǎo)，小組討論，以優(yōu)帶差，第四組總結(jié)分析1教師引導(dǎo)教師提出排除故障的兩種思路：原理分析法：據(jù)工作原理分析故障結(jié)果。逐步排除法：利用萬(wàn)用表先檢查電路硬件接線、再通過(guò)仿真軟件及程序監(jiān)控分別檢查啟保停程序、時(shí)間控制電路、負(fù)載輸出電路三部分，找出接線故障和程序錯(cuò)誤。2小組討論，排除故障3第四組總結(jié)各種故障產(chǎn)生原因交通燈不能循環(huán)工作原因：(a)沒(méi)有自鎖電路定時(shí)器類型選擇不對(duì)沒(méi)有常閉觸點(diǎn)綠燈不能閃亮：沒(méi)有加秒脈沖信號(hào)燈指示錯(cuò)誤：(a)地址分配和實(shí)際接線沒(méi)有對(duì)應(yīng)定時(shí)器時(shí)序控制錯(cuò)誤指示燈位置安裝錯(cuò)誤4、填寫(xiě)表格：小組同學(xué)互助，通過(guò)工作時(shí)序圖的分析，明確程序一共有6個(gè)定時(shí)器，增強(qiáng)學(xué)生的合作能力。難點(diǎn)的突破

9、：(1)教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考和討(2)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自主探究，使問(wèn)題得以解as決。以學(xué)生為主體，采用學(xué)生質(zhì)疑，共同討論，學(xué)生回答，教師同時(shí)讓學(xué)生感悟人生紅綠燈，做一名遵章守紀(jì)的中職生。網(wǎng)絡(luò)1為啟保停程序部分四、檢查評(píng)估（約10分鐘）主要以自我評(píng)價(jià)與小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式對(duì)項(xiàng)目成果和工作行為進(jìn)行評(píng)估。第五組負(fù)責(zé)班里學(xué)生項(xiàng)目整體制作、完成情況的評(píng)價(jià),評(píng)選出3-5件較優(yōu)秀的作品。體會(huì)比較深刻的同學(xué)總結(jié)反思得與失，總結(jié)的方式，完與其他人交流。過(guò)程評(píng)價(jià)表格見(jiàn)附表。成電路的探究。五、記錄歸檔（約2分鐘）將項(xiàng)目計(jì)劃及實(shí)施評(píng)估記錄存檔。六、知識(shí)延伸（約3分鐘）由第六組同學(xué)給學(xué)生們展示帶有東西、南北緊急

10、控制的交通燈電路圖，發(fā)表見(jiàn)解，在充以開(kāi)闊同學(xué)們的眼界。分交流、辯論中促進(jìn)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的深入理解教師利用原理啟發(fā)學(xué)生思考和討論，學(xué)生自己動(dòng)手，排除故障，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，提升學(xué)生的分析解決問(wèn)題的綜合能力。各組現(xiàn)身說(shuō)法，交流經(jīng)驗(yàn)，最后由第四組總結(jié)故障產(chǎn)生的原因。教師強(qiáng)調(diào)小組互助共同完成。并制作故障統(tǒng)計(jì)表讓小組內(nèi)同學(xué)共同填寫(xiě)。自我評(píng)價(jià)任務(wù)完成情況及完成過(guò)程中的體驗(yàn);小組主要評(píng)價(jià)參與程度；教師則總體把握評(píng)價(jià)。根據(jù)課前查閱的資料，開(kāi)闊學(xué)生的思路和視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，訓(xùn)練學(xué)生的信息搜集能力。七、教學(xué)反思采用“工學(xué)一體化”教學(xué)模式，以小組學(xué)習(xí)的為依托、以項(xiàng)目教學(xué)為主線，為學(xué)生創(chuàng)造“真項(xiàng)目、真環(huán)境”生產(chǎn)條件，在這里，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生真正變成了學(xué)習(xí)的主人。同時(shí)，學(xué)生的操作能力得到很大提高，實(shí)現(xiàn)了練技能和用工標(biāo)準(zhǔn)的“無(wú)縫對(duì)接”。板書(shū)設(shè)計(jì)：（第二課時(shí)）交通