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一体化教案首页课程名称可编程控制器案例教程课型一体化一体化课题总任务：电机的正反转分任务：学习plc中各软硬件的配合使用一体化授课方法演示、任务驱动、讨论法等授课班级中专机电1班授课时间第13周2017年5月12日课时2教学目的技术理论知识一、理论知识1.了解辅助继电器，计数器、定时器等的知识2.掌握电机正反转的控制3.学会软元件的运用二、思想情感1.感受电机正反转运作带来的效应2.培养学生对实际问题的分析和推理能力实际技术操作能力一、操作技能1.学会电机正反转的组建方法2.掌握电机正反转控制电路的画法二、行为态度1.认识电机正反转的整个控制系统的设计2.体验plc控制电机带来的社会变化一体化教学重点1.正确理解掌握电机正反转的设计一体化教学难点1.对定时器、计数器等软件的正确理解和使用2.物理线路的连接仪器、设备、工具准备实验箱、电脑等材料准备教材、实验箱、项目任务书、PLC接线示图、评分表等课后回顾plc各软元件的认识及plc的简单控制。说明注：有课时变动、教学内容调整等在此说明。教案内页教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图A.新课导入（2分钟）教学内容与过程一、导入情境：通过对电梯上下、汽车前进后退和人的进退来引入电机的正反转。（人的大脑比喻成plc，脚比喻成电机）二、导入方式：边思考、边提问、边讨论三、导入课题：总任务：设计电机的正反转分任务：学习plc中各软硬件的配合使用教师活动通过对生活中电梯上下、汽车前进后退和人的进退来引导学生学会找到观察角度，进而剖析电机实现正反转的要求和特点等。学生活动结合所学知识，根据老师提问的问题进行思考，从而进入新课的学习。教学方法案例法、思考回忆法与讨论法等设计意图通过学生的思考、解剖与讨论，让他们形成有关电机正反转的感性认识，从而尽快进入学习状态。B．下达任务（2分钟）教学内容与过程一、控制内容和要求：1.控制内容：一台由电动机拖动的自动往复微型加工设备对工件的加工过程是：启动后，电机正向转动，5s后电机反向转动，5s后电机又正向转动……，如此正转、反转反复运行3次自动停机。2.控制要求：（1）用常开按钮作启动控制。（2）用常闭按钮作急停控制，停止后，当前数据与状态保持，急停按钮复位后加工继续进行。（3）用热继电器常闭触点对电动机设过载保护。当电动机发生过载时，常闭触点断开，电机停止运行，当前状态与数据全部复位清零。过载消除后，常闭触点复位，按启动按钮后重新运行。（4）设置复位按钮。急停后如要重新开始运行，可按复位按钮复位清零。二、学习重点1.控制内容和要求的实现2.各软硬件的选择使用三、学习难点1.对定时器、计数器等软件的正确理解和使用2.物理线路的连接教师活动教师根据电机正反转控制的特点，融入理论知识、操作技能、思想情感与行为态度，结合学生具体的能力情况，制定出工作任务书，并向学生下达，督促完成。学生活动仔细阅读工作任务书，明白工作内容，清晰工作步骤，作好执行任务的前期准备工作。教学方法任务驱动法教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图设计意图课堂教学任务明确，目的明朗，学生能看懂工作任务书，并按照步骤就能完成任务。C.讨论分析（2分钟）教学内容与过程一、问题讨论1.思考电机的工作状态：通过对电机的工作状态的思考，采用讨论法列举生活中哪些情况用到了电机，并涉及到正反转状态。2.解剖电机正反转的工作状态：解刨电机正反转的变化规律。3.分析电机正反转工作的实现：通过对电机正反转的工作状态的解剖，采用讨论法对电机正反转工作的实现进行分析。4.设计plc控制电机的正反转：深入分析电机正反转的特点，采用任务驱动法对电机正反转的控制进行设计。2.讨论依据（1）课程教材：提供相对应的文本学习材料（2）教学课件：展示老师讲课的场景，提供学习辅导的视听材料。（3）电路图纸：专业技术材料，作为技术分析与操作的依据。（4）技术文献：专业技术比较可靠、全面、深刻的技术资料，一般作为深入研究之用。（5）网络资源：普通而新颖，便于查询的知识与技术资料。不能不信，也不能全信。3.填写任务书（讨论结果内容）教师活动关注学生讨论内容与氛围，指导学生讨论要具有科学性和有效性，并对讨论进行管控。根据任务书的具体内容进行相关知识与技能的专业讨论，得知他们的理论困惑与技能不知行。学生活动根据工作任务书的具体内容步骤，合理使用信息资源、获得相关知识、技能，生生间、师生间进行探讨，分析制定出工作任务执行计划。教学方法1.问题导向2.问题探究3.问题讨论设计意图学生明确任务要求，并按照任务书要求，自我获取信息、制定工作计划，确定工作步骤，必要的工作资料，任务的时间顺序，团队工作中的具体分工。与老师进行一次关于计划的专业谈话，确定最终计划。D．任务精讲与实施（9分钟）教学内容与过程一、理论知识引入1、仔细观察电梯的上下行、汽车和人的进退，电机在怎样工作？正反转交替2、如何实现电机的正反转控制？（提问引起学生的注意，增加其好奇心）师生共同探讨（将人脑比喻成plc，脚比喻成电机，plc去控制电机的正反转。）教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图一、回顾概念1.置位与复位指令（SET/RST）（1）SET（置位指令）它的作用是使被操作的目标元件置位并保持。（2）RST（复位指令）使被操作的目标元件复位并保持清零状态。2.堆栈指令（MPS/MRD/MPP）（1）MPS（进栈指令）将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。（2）MRD（读栈指令）将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。（3）MPP（出栈指令）将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。3.逻辑反、空操作与结束指令（INV/NOP/END）（1）INV（反指令）执行该指令后将原来的运算结果取反。（2）NOP（空操作指令）不执行操作，但占一个程序步。（3）END（结束指令）表示程序结束。4.计数器：1）计数器作用：对触点动作次数（或状态执行次数）进行计数：2）计数器组成：线圈与触点（每一个计数器都有无数对常开与常闭触点）3）计数范围（FX2N）16位计数器：0～32，76732位计数器：-2，147，483，648～+2，147，483，647二．计划与实施（任务步骤）1.准备工作：检查电脑、PLC实训操作台及电源是否正常，从模块箱取出电机实训模块，领取带插头的连接线10条。领取工作任务书，并认真阅读工作内容及要求。2.工作步骤：1）根据控制要求确定I/O分配表根据任务内容及控制要求在工作任务书的I/O分配表中填好输入和输出的地址号及对应的外接元件，如下表所示。1）画I/O接线图结合I/O分配表中输入和输出的地址号，按照PLC接线图的画图规则及要求，在工作任务书的《画I/O接线图》栏的空白处画出I/O接线图，如图1-48。教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图图1-482）外部接线，如图1-49所示取电机控制模块，将实训台上PLC的输入X0、X10、X11、X12和输出Y0、Y1的插孔分别与模块上的SB1、SB2、FR、SB3、KM1、KM2对应插孔用带插头的连线相连，实训台上24V电源的正极接COM1，负极接COM和模块上的0V，如图1-49所示。接线注意事项：1）接线前先观察24V电源指示是否正常，PLC的输入线和输出线不能插错。2）输入的COM和输出的COM0、COM1不能插错。3）24V电源不能插错，千万不能插到实训台上的高压插孔，否者会烧坏PLC。图1-494）编写程序编程思路：⑴由于电机正反转是由2个继电器分别控制的，可用2个设定值为5s的定时器设定正反转时间，并用定时器的触点作正转与反转的切换控制。⑵用计数器作机往复运行3次的控制，注意计数器应由设定反转时间的定时器触点驱动，以保证正反转都运行3次才停机。⑶为了保证电机往复运行3次自动停机后能再次启动，计数器动作时，其触点应同时将运行状态与数据元件（包括计数器本身）复位清零。⑷在过载保护触点动作时，要同时将运行状态与数据元件复位清零。由于过载保护使用常闭触点，所以正常运行时，要保证控制复位清零的过载触点处于断开状态。教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图⑸由于急停后要保持当前的状态与数据，所以控制运行的定时器与计数器要有停电保持功能。⑹由于使用了有停电保持功能的定时器，因此每完成一次运行都要将二个定时器复位清零。⑺为保证正反转继电器不会同时闭合造成短路，程序中对2个输出执行元件要作软联锁保护。梯形图程序如图1-50所示：可用开关SA1代替热继电器触点。用二个指示灯分别替代继电器，接PLC输出端的Y0与Y1。图1-505）运行调试⑴正常运行：按下启动按钮SB1，灯1发光5s，熄灭后灯2发光5s；反复进行3次后自动熄灭（表示电机自动停机）⑵急停控制：运行中按下停止按钮SB2，灯熄灭（表示电机停止运行），按SB1再次启动，程序在停止时的状态上继续运行。若停止后要重新开始运行，可先按复位清零按钮SB3后再启动。⑶过载动作：将开关SA1断开，灯熄灭，可按SB1启动重新开始运行。如果动作不对或无反应，应先检查电源和外部输入接线；后检查程序；再检查输出接线教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图教师活动1.教师构建并展示学习引导流程图，分解学习任务，进行任务驱动。根据重点、难点及化解突破方法，按照知识、技能与思想等方面进行精讲，解开学生理论上的困惑和技能上的无为，为任务的实施抛砖引玉。2.师生互动交流，引导学生主动寻找解决问题的方法和思路，从而激发学生的学习热情。3学生操作时，教师要巡回指导，及时发现问题，引导学生纠正，并提醒学生“细节决定成功”这一重要理念，指导学生完成工作任务。.学生活动1.学生已经有“学到用时方恨少”的强烈求知欲，此时只有专心听讲，认真踹磨老师知识、技能与思想，才能会做、懂得做得更好。2.学生认真观察学习电路图。学生思考、讨论和查找相关资料，完成plc控制电机正反转的认识及关键检测任务。小组合作互相帮助，遇到难题及时请教老师。3.小组成员根据学习任务书进行工作准备，分析详细的操作程序与方法，利用小组间同学的分工与互助，动手操作。教学方法1.讲授2.启发3.实操设计意图1.通过老师的任务精讲，能使学生理解相关的理论知识、熟悉操作技能、感悟工作思想，最终能使学生朝着“怎样做、为什么这样做、怎样做得更好”教学目标前行。2..让学生自己动手测量与调试，让学生在做中学，在学中做，实践中寓理论，理论在实践中理解。F、小结激励（1分钟）检查与评价根据实训设备情况，分5个大组，25个小组，原则上两人为1小组，5个小组为一个大组，每个大组选一个组长，任务完成后由组长对本组的每个小组的情况向全班进行简评，最后汇总由老师进行总评。评价主要从以下几个方面考虑：1.外部接线（输入、输出和电源）要求接触良好，输入和输出、电源无错点、短路和断路，电源正、负极性不能接反。2.功能考核按任务内容的动作要求，电动机正传启动和停止，电动机反转启动和停止，3.如有问题能否及时处理，主要是检查学生综合处理问题的能力。4.安全操作是指学生在操作的全过程中是否按照安全规程操作。教师活动教师引导学生分析总结，并引申到维修实践中，希望引起学生重视学生活动学生认真总结和回顾，明确学习任务，提高其归纳总结的能力。教学方法1.实操训练2.启发引导设计意图通过归纳总结回顾知识点，加深学生对任务知识、技能的理解与掌握。G、作业与拓展（1分钟）教学内容与过程异步电机的控制除了上述的三种控制外，还有其它的控制类型，如多地控制；自动往返运动控制；各种制动控制等等。思考这些控制的原理及程序的编写。教师活动教师布置作业及拓展任务。教学环节（时间分配）教学内容与过程、活动、方法、意图学生活动学生课后自行完成作业及拓展任务，检查学习效果，培养学生自学和互相学习能力。教学方法问题导向，问题探索。设计意图本环节给作为本次课的课内外补充内容，巩固