交通信號燈的PLC控制教案

1、交通信號燈的 PLC 控制使用教材可編程序控制器及其應(yīng)用（中國勞動社會保障出版社授課班級：10秋電氣班（中職二年級學(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用一節(jié)的內(nèi)容作拓展學(xué)習(xí)授課類型：理實一體一、教學(xué)目標(biāo)知識技能目標(biāo)： 1.進一步學(xué)習(xí)PLC 的編程。2.掌握交通信號燈的控制原理。專業(yè)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和自主探究能力。職業(yè)情感目標(biāo)：通過“工學(xué)一體化”的課堂教學(xué)，讓學(xué)生邊學(xué)邊做，體驗學(xué)習(xí)的充實與快樂。在小組合作學(xué)習(xí)中，互相交流促進，增強學(xué)生合作意識。二、教學(xué)重點與難點重點：交通燈PLC 控制電路的組裝與工作過程。難點：交通燈PLC 程序設(shè)計、調(diào)試運行。三、教法與學(xué)法

2、（知識延伸）學(xué)法：小組學(xué)習(xí)法（將學(xué)生分為六個小組，每個小組設(shè)工段長、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、教具課時：2 課時教具：PLC 與變頻器實訓(xùn)室（PLC 具有多媒體演示功能；主要設(shè)備：S7-200 PL、計算機、萬用表。五、教學(xué)程序本次項目實施設(shè)置了六個環(huán)節(jié)，如圖所示：六、教學(xué)過程一、確定項目（10 分鐘）教學(xué)過程采用創(chuàng)設(shè)工作情境的方式引入項目：采用創(chuàng)設(shè)情境的方式引入項目，此方式使學(xué)生更直觀了解本節(jié)課的實訓(xùn)項假設(shè)道路上沒有交通燈，世界將變成什么樣子？實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，應(yīng)該如何完成？一組同學(xué)展示：彩色圖片展示：搜集十字路口

3、交通燈圖片。學(xué)在操作中認(rèn)識交通燈工作原理。目，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動性，使學(xué)生充分參與到教學(xué)活動中來。項目任務(wù)描述：1、啟動：當(dāng)按下啟動按鈕時，信號燈系統(tǒng)開始工作。2、停止：當(dāng)需要信號燈系統(tǒng)停止工作時，按下停止按鈕即可。3、信號燈正常時序：信號燈系統(tǒng)開始工作時，南北紅燈亮，同時東西綠燈亮。南北紅燈亮維持 25s，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮并維持20s后，東西綠燈閃亮3（亮0.5。熄0.5，綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮并維持2s，2s后，東西紅燈亮，南北綠燈亮。圖片演示和動30s，南北綠燈亮維持25s25s3s后熄滅，南北黃燈亮，并維持 2s，到 2s 時，南北黃燈熄，

4、南北紅燈亮， 手操作相結(jié)合，同時東西紅燈熄，東西綠燈亮，開始第二個周期的動作。以后周而復(fù)始地循環(huán)，直到停止按鈕被按下為止。激發(fā)學(xué)生自己嘗二、制定計劃（約 10 分鐘）學(xué)生分小組討論列出元器件清單，制定實施項目的步驟和操作程序， 試的欲望。最后由老師審核確定項目計劃。項目實施步驟：電路安裝、程序設(shè)計、運行調(diào)試三、實施計劃（一）電路安裝（約 25 分鐘）二組工段長在此環(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)注意的問題。并利用交通燈示意圖，列出交通燈閃亮表，通過閃亮表畫出交通燈工作時序圖。交通燈閃亮表東西時間 20S3S2S紅燈亮30S信號紅燈南北時間25S綠燈綠燈黃燈25S3

5、S2S交通燈工作時序圖工藝準(zhǔn)備學(xué)生認(rèn)識、清點元器件并檢測，保證元器件質(zhì)量。教師提問如下問題：啟動按鈕和停止按鈕如何接線？東西南北信號指示燈有什么位置安裝規(guī)律？PLC電源短路保護如何接線？各組回答，教師總結(jié)強調(diào)。 2動手安裝學(xué)生結(jié)合交通燈工作時序圖，寫出 I/O 地址分配表和、畫出 PLC 接線圖I/O 地址分配表輸入信號輸入繼電器繼電器SB1啟動開關(guān)I0.0HL1南北紅燈Q0.0繼電器繼電器SB1啟動開關(guān)I0.0HL1南北紅燈Q0.0SB2停止開關(guān)I0.1HL2東西綠燈Q0.1HL3東西黃燈Q0.2HL4東西紅燈Q0.3HL5HL6南北綠燈南北黃燈Q0.4Q0.5輸出信號輸出功 能指導(dǎo)學(xué)生以小

6、組為單位，根據(jù)控制要求，列出交PLC 接 線 圖每個學(xué)生都根據(jù)PLC/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。通燈閃亮表、畫出交通燈的工作時序圖，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。接通電源，觀察PLC工作情況。（二）程序設(shè)計（約 15 分鐘）此環(huán)節(jié)要完成控制電路的程序設(shè)計，由三組同學(xué)負責(zé)。探討原理利用學(xué)生在這種情況下對電路的急切探究心理，三組學(xué)生在教師的幫助下設(shè)計以下問題：如何實現(xiàn)電路連續(xù)運行？使用定時器如何設(shè)定相應(yīng)時間？在理解了電路的整體工作情況后，又提出：程序一共需要幾個定時器？如何使用定時器實現(xiàn)循環(huán)？突破難點教師提示，學(xué)生實驗探究提示一：什么條件下，第一個定時器重新開始計時，以實現(xiàn)循

7、環(huán)控制？提示二：每個信號燈什么時間啟動，什么時間停止工作，用定時器如何去控制的？運用提高教師通過幾個修改后的程序用幾個實際問題引發(fā)學(xué)生深入思考，學(xué)以致用。如果在啟動控制中，不加自鎖電路會如何？若定時器采用斷電延時，程序會如何運行？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，教師演示改裝程序結(jié)果。這幾個問題都是關(guān)乎電路安全問題，必須事先強調(diào)，以避免元器件損壞甚至PLC上的要求。小組內(nèi)互助， 教師巡視指導(dǎo)解決學(xué)生遇到的問題。）MI）MII丁001I0口M0口M叩0 1-T ：l亡-T37 1-T37 1fT3 1z-TI上二z問 啊 ，；尸T+ 0 13 0 , 1l

8、, 1lo.oT4ra0 0. Dll ! l(）1 10. 1, )ll l|（三）運行調(diào)試（約15分鐘）小組同學(xué)互助，本環(huán)節(jié)完成電路運行調(diào)試、電路故障的分析、排除任務(wù)。教師指導(dǎo)，小組討論，以優(yōu)帶差，第四組總結(jié)分析教師引導(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。通過工作時序圖的分析，明確程序一共有 6 個定：利用萬用表先檢查電路硬件接線、再通過仿真軟 時器，增強學(xué)生件及程序監(jiān)控分別檢查啟保停程序、時間控制電路、負載輸出電路三部分，找出接線故障和程序錯誤。小組討論，排除故障第四組總結(jié)各種故障產(chǎn)生原因交通燈不能循環(huán)工作原因（）沒有自鎖電路定時器類型選擇不對沒有常閉觸點綠燈

9、不能閃亮：沒有加秒脈沖（a）地址分配和實際接線沒有對應(yīng)定時器時序控制錯誤指示燈位置安裝錯誤4、填寫表格：的合作能力。難點的突破：教師啟發(fā)學(xué)生動手使問題得以解決。四、檢查評估（約 10 分鐘）主要以自我評價與小組評價和教師評價相結(jié)合的方式對項目成果和工作行為進行評估。第五組負責(zé)班里學(xué)生項目整體制作、完成情況的評3-5 與其他人交流。過程評價表格見附表。五、記錄歸檔（約 2 分鐘）將項目計劃及實施評估記錄存檔。六、知識延伸（約 3 分鐘）以學(xué)生為主體，采用學(xué)生質(zhì)疑，共同討論， 學(xué)生回答，教師總結(jié)的方式，完成電路的探究。由第六組同學(xué)給學(xué)生們展示帶有東西、南北緊急控制的交通燈電路圖，以開闊同學(xué)們的眼界。讓學(xué)生充分發(fā)表見解，在充分交流、辯