PLC控制技術（西門子）模塊一專項應用配套教案機械工業出版社項目三交通信號燈控制系統教案課題交通信號燈控制系統理論課時2周次項目序號教學分析知識目標1)理解交通燈的控制流程和工作原理；2)掌握定時器的類型與應用；3)掌握PLC編程的基本方法和技巧。能力目標培養學生掌握PLC編程的基本方法和技巧；培養學生掌握定時器的用法；培養學生進行PLC控制系統的裝接與調試能力。思政目標通過本項目培養培養學生創新精神和實踐能力。重點電氣原理圖、梯形圖、I/O分配表難點定時器、梯形圖學法指導學情分析同學們之前學習了PLC控制電路的設計，本項目學習時采用問題引領，小組合作的學習方法，通過問題引導同學們由已知到未知，再通過小組合作嘗試PLC控制系統的設計，能有效降低理解I/O分配表和畫梯形圖的難度。教法選擇啟發式講授、任務驅動教學法教具學具PLC、多媒體視頻、課件教學過程導入新課隨著社會發展和經濟飛躍，城市交通的指揮變得越來越重要，而一個合理、安全、可靠的指揮系統是保障道路通暢的前提。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢?靠的是交通信號燈的自動指揮系統。一般十字路口的四個方向分別裝有紅、黃、綠三色交通信號燈，其中綠燈信號是準許通行信號，紅燈信號是絕對禁止通行信號，黃燈亮時，已越過停止線的車輛，可以繼續通行。黃燈信號的含義介于綠燈信號和紅燈信號之間，既有不準通行的一面，又有準許通行的一面。教學內容教師活動學生活動設計目的知識準備1.舉例說明并分析十字路口交通燈的控制過程1.播放十字路口交通通行的視頻；2.投影并復習PLC的基本編程指令。問題1：簡述該路口交通信號燈的控制過程？問題1：該路口交通信號燈使用什么控制？1.回顧知識并說出其交通燈的工作原理。引導學生回顧舊知，提高學生的記憶能力以及溫故知新的能力教學內容教師活動學生活動設計目的(二)定時器指令1.通電延時定時器(TON)斷電延時定時器(TOF)3.記憶型通電延時定時器(TONR)三、I/O分配表四、PLC的外部接線圖五、PLC程序編寫教師講解定時器指令及應用講解完讓學生回答分析例子教師讓學生分組學習討論，每組派一個代表進行講解例題。并根據學生講解情況進行更正及總結。問題3：不同類型的定時器指令一般在什么情況下使用問題4：有幾個輸入、幾個輸出，分別是什么？對應什么元件？任務分析，安排學生活動，根據任務要求，寫出時間表；問題4：本任務中的定時器用的什么類型？如何工作的？問題5：PLC的硬件如何連接？出示外部接線圖并找同學說出連線方式教師示范編程，寫出基礎程序教師讓學生分組學習討論，每組嘗試補充完整程序教師指導學生優化程序學生聽完教師的講解后，在老師給出的例子進行分析并講解原理。小組討論定時器類型及案例分析每組派一名代表分析案例思考討論老師提出的問題，并回答。小組討論組內協作，完成任務小組討論寫出控制時間表組內協作，完成任務硬件連接前必須先進行I/O分配，寫出分配表。思考并回答問題通用定時器，說出工作原理。小組討論協作完成一是畫外部接線圖任務二是在PLC上找到相應的接線端子小組分工進行程序編寫小組合作優化程序理論與實踐相結合，講完學完接著進行練習分析，讓學生知識點掌握更牢固通過學生自習，小組討論，讓學生能夠各抒己見，培養學生獨立思考的能力及小組合作的精神。老師及時總結給正確答案加以強化，使學生能夠記憶深刻。通過提問，讓學生運用上節課所學知識，學會知識的靈活運用。先說后畫，多重感知，培養學生由已經電路到新知重點的轉換能力。通過教師指導、組長示范、組內協作落實重難點問題引導，逐層深入，使學生理解PLC控制的原理培養思考、分析，理解的能力。提高學生對內容的領悟能力。對比PLC控制方式：軟硬件協同工作，可以少動或不動硬件，改寫軟件程序改變功能，滲透節能、提高效率的意識。課堂小結1.本項目以十字路口的交通信號燈為載體，完成PLC控制系統的設計，使學生掌握定時器的使用；2.PLC實訓的理論準備：知道控制方式、會寫I/O分配表，能畫外部接線圖會寫指令。作業布置寫出交通信號燈的I/O分配表，畫出外部接線圖；畫出PLC梯形圖，寫出程序指令；查看任務工單三鞏固PLC控制交通燈相應的理論，為實訓做好備。教學后記項目三交通信號燈控制系統教案（實訓）項目名稱交通信號燈控制系統實訓課時4周次項目序號實訓目標掌握交通信號燈控制系統的外部接線及操作；2.學會編寫交通信號燈控制程序，能完成程序的調試；3.培養學生實訓操作的規范意識、節約意識，強化安全意識。作業準備各組長按照器材列表準備實訓器材，銅芯紅色、藍色軟線各10米序號名稱型號規格數量1低壓斷路器4P4P，額定電流25A12熔斷器RT18-322P13熔斷器RT18-323P14按鈕LA10-3H保護式、按鈕數315端子排TD-20/1516指示燈交通燈模塊紅、黃、綠67可編程控制器S7-200PLCST6018電工常用工具通用包含萬用表、剝線鉗、螺釘旋具等19網孔板通用110連接導線若干技術要求準確設置PLC參數；合理進行I/O分配；注意事項1、通電調試前一定先用萬用表測量確保各線路連接完好無誤。2、梯形圖無誤。實訓時間40分鐘評分準備項目內容評估內容評估標準配分學生自評學生互評教師評價專業技能知識掌握情況理解電路控制要求及原理10元件選擇與檢測硬件元器件型號選擇正確、用萬用檢測質量合格5I/O分配合理列出I/O端口，畫出PLC控制I/O端口接線圖10接線及布線工藝按照原理圖，正確、規范接線。10梯形圖設計根據接線編寫梯形圖程序10程序檢查與運行并將程序傳送、運行、監控25方法自主學習能力預習及做好上課準備5理解、總結能力能正確理解任務，善于總結5創新能力選用新方法、新工藝效果好5職業素養團隊協作能力積極參與、小組協作5語言表達能力觀點表達清楚，展示效果好5安全操作能力遵守安全操作規程5合計100教法選擇項目引領、任務驅動法教具學具課件、STEP7-MicroWINSMART編程軟件、交通燈模塊等操作步驟（詳寫）活動一：在教師引領、實訓組長示范下，按任務規范要求，進行單項技能訓練（2課時）任務1：確定I/O分配表，畫出外部接線圖（20分鐘）輸入（I）輸出（O）元件名稱端口編號元件名稱端口編號控制按鈕SA1I0.0東西綠燈Q0.0東西黃燈Q0.1東西紅燈Q0.2南北綠燈Q0.3南北黃燈Q0.4南北紅燈Q0.5任務2：完成PLC外部接線（30分鐘）（1）按要求進行合理布局，將各元器件固定在網孔板上。（2）安裝元器件，根據布局方式，合理固定線槽。（3）按照接線圖在線槽內完成走線，線芯全部接入接線端子內，且連接牢靠。任務3：編寫梯形圖程序（20分鐘）任務4：程序調試（20分鐘）（1）用萬用表進行通電測試前測量，確保電路安全無誤。（2）寫入PLC。（3）在教師指導下進行空載及系統調試。1）輸入程序并傳送到PLC，然后運行調試，觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運行。2）按下控制按鈕SA1，南北紅燈亮并維持40秒，在此期間東西綠燈亮35秒后閃爍3秒，然后東西黃燈亮2秒。再自動切換到東西紅燈亮并維持40秒，在此期間南北綠燈亮35秒后閃爍3秒，然后南北黃燈亮2秒，如此循環往復。活動二