矿进通风动力授课设计课件

矿井通风动力授课设计矿进通风动力授课设计课堂目标明确，以学生为主体对象，以学生学会为目的，让学生每节课学有所得。授课设计总体思想矿进通风动力授课设计一、学生设计授课对象1.教师培训：在讲解矿井通风动力教学内容的同时，对怎样引导学生发现问题、提出问题和思考问题，培养“问题”提出本人的见解。授课节奏可适当快些，侧重点可放在教法方面。2.技校生和技能培训：以矿井通风动力的基本知识为主、有意识引导学生发现问题、提出问题和思考问题的能力。矿用通风机的简单工作原理、反风装置的特点要明确交待，授课节奏应适当放慢、给学生较多的思考时间与互动机会。本课件以技校学生为主而构思矿进通风动力授课设计二、教材设计（一）、根据课题认真研究教材中对课题内容的介绍，并参考与课题有关的其它教材，对授课内容进行恰当的处理与编排，尽量做到授课内容的全面性、系统性、合理性、科学性。本课程参考的教材《矿井通风》煤炭工业出版社

(煤炭技工学校通用教材)P67《矿井通风与安全》煤炭工业出版社《矿井衫通风技术》煤炭工业出版社

本课题内容以《矿井通风》煤炭工业出版社为主矿进通风动力授课设计教材处理:1自然通风虽然是了解内容,但时刻存在,要熟悉并讲清冬天与夏天自然风流方向相反.一般来说回风井口高于进风井位置，所以，冬天自然风压与主扇风压方向一致，夏天刚好相反。而春秋两季进、回井筒的温度基本相同，故自然风压大约为零。2、机械通风原理简单了解，但离心式风机与轴流式风机特点要重点讲解。两种类型的风机的反风也作为重点讲解。矿进通风动力授课设计1、了解自然通风的基本知识2、掌握轴流式、离心式风机的特点及反风方法教学目的教学重点轴流式、离心式风机的特点及反风方法

（二）、弄清教学目的、教学重点与教学难点教学难点轴流式、离心式风机的工作原理矿进通风动力授课设计三、教法设计1.教学手段分析①黑板粉笔式授课费时费力不直观，效果不会很理想②黑板粉笔式授课，配合挂图能达到较好效果，但不够简捷、直观③多媒体结合教具授课省时省力直观、如方法得当能达到好的教学效果④移动投影或挂图，机床现场或车间授课边讲边学边操作、省时省力直观、如方法得当能达到很好的教学效果根据学校实际情况与办学条件本课题选用多媒体结合教具授课矿进通风动力授课设计四、授课时数与时间分配序号授课环节时间分配1第一节课礼、人数清点、复习提问、新课导入约6min2可编程控制器（PLC）的产生约3min3什么是可编程控制器约3min4可编程控制器基本知识约10min5可编程控制器PLC的的组成约22min6思考与讨论约3min7第二节编程器及PLC的分类约6min8PLC工作方式约12min9PLC的扫描周期的工作过程约15min10课程小结与作业布置约3min11做作业约9min时间合计(2课时)90min矿进通风动力授课设计五、教学素材的收集与准备1.基本资料的扫描、编辑与处理，制作PPT初稿2.图片的采集、整理与插入链接3.教学用具、仪器的准备六、教学过程设计1.复习提问与新课导入2.新授课内容的编排与教学教法的合理运用3.重点掌握难点突破的方法4.不失时机的对学生进行激励与鼓励，以及学生出现不良行为的对策5.对学生进行安全的教育6.课堂思考与练习7.课程小结与作业8.给学生布置下次课应预习的内容矿进通风动力授课设计课程导入问题导入：先复习一下大气压力的定义。矿井自然风压主要是由于地球表面存在大气压力而形成的。今天就先学习第一个问题自然通风。

为了克服继电器电气控制系统的以上缺点，人们迫切需要一种新的工业控制装置来取代传统的继电器控制系统，使电气控制系统工作更可靠、更容易维修、更能适应经常变化的生产工艺的要求。可编程控制器就运而生了。根据问题引入新课：

矿进通风动力授课设计一、可编程控制器（PLC）概述（熟悉）

可编程控制器（PLC）的产生

可编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：

矿进通风动力授课设计矿进通风动力授课设计用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件（1）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，最好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；（5）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；（7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；（8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。：

矿进通风动力授课设计

1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器---PDP-14,并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。

1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器DSC－8。1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。

矿进通风动力授课设计什么是PLC?可编程控制器的英文名称为ProgrammableLogicController

，简称PLC可编程控制器有丰富的编程语言，利用编程语言可使PLC实现不同的控制功能。由于程序编制简单、使用方便，并可根据生产要求随时改变控制功能，相当于重新设计和改变继电器控制的硬件接线系统，故称为“可编程”控制器。可编程控制器是专为工业应用而设计的一种专用电子计算机计算机与机械控制过程中，需要有一种传播的平台，这个平台常用的有三种方式：1.逻辑表达式——需要掌握数字电路的基础知识。2.梯形图——有电路控制图的基础。3.语句表——有计算机的基本知识。由于梯形图与电工原来的控制电路图近似，所以最常用的是梯形图。目前计算机的普及，使语句表也较为常用，或梯形图与语句表共同使用。矿进通风动力授课设计思考：继电器控制线路与梯形图有什么异同？

梯形图语言编程又称为继电器梯形逻辑图编程，其特点是梯形图与物理继电器控制线路十分相似，如右图所示。可见图的形式完全一样，只是所用符号不同。注意：利用编程语言编写程序，可完全不考虑PLC内部复杂的电路结构，只需将PLC内部看成是由许多“软继电器”等逻辑部件组成，然后利用这些逻辑部件按照生产工艺的控制要求，画出由各种继电器及其接点组成的控制电路，即可方便地实现PLC程序，这种方法称为用梯形图语言编程。矿进通风动力授课设计PLC的发展及趋势1.PLC的发展1）20世纪70年代中期——实用化*8位微处理器，8位单片机*数值运算*速度加快，规模扩大*与计算机网络接口——PLC集散控制2）20世纪70年代末期——成熟*16位微处理器，8/16位单片机，协处理器*系列化*分布网络*梯形图语言*外部设备（编程器、通信接口….）3）20世纪80年代中末期——广泛应用矿进通风动力授课设计PLC的发展及趋势1.PLC的发展代次器件功能备注第一代1位微处理器逻辑控制功能

第二代8位微处理器及存储器产品系列化

第三代高性能8位微处理器及位片式微处理器处理速度提高，向多功能及联网通信发展

第四代16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能

矿进通风动力授课设计PLC的发展及趋势1.PLC的发展趋势向高性能、高速度、大容量发展大力发展微型PLC，不断增强微型PLC的功能PLC语言的标准化PLC与其它工业控制产品相互融合

a.与个人PC机融合

b.与集散控制系统融合

c.与CNC融合矿进通风动力授课设计PLC的发展及趋势1.PLC的发展趋势大力开发智能型I/O子系统PLC与现场总线相结合

a.基金会现场总线

b.ProfiBus（过程现场总线）

c.LonWorks(局域操作网络)d.CNC（控制器局域网络）

e.HART（可寻址远程变送器数据通路协议）增强的网络通信能力矿进通风动力授课设计

应用领域顺序控制运动控制闭环过程控制数据处理通信联网矿进通风动力授课设计

可编控制器有什么特点？(1)可靠性高，抗干扰能力强主要核心部件采用直流5V电源供电PLC具有很强的自诊断功能和信息保护功能

(2)控制程序使用方便，功能完善。可编程控制器的编程方式采用了类似继电器控制电路的“梯形图”，程序简单、直观，与计算机相比，编程方便，易于接收。PLC在使用过程中，当生产工艺改变或生产线设备更新需要改变控制过程时，只要按新的控制要求改变程序，不必更换PLC即可满足控制要求。（以上为需要熟悉的内容）矿进通风动力授课设计二、PLC的组成(重点）（1）、PLC的基本结构CPU模块I/O模块编程器电源接口矿进通风动力授课设计二、PLC的组成(重点）（2）、PLC的CPU模块1、中央处理单元CPUCPU是PLC的核心部件，由运算器和控制器组成。主要用于：接收并存储从编程器输入的用户程序；检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及外设的某些功能。 2、存储器存储器有三种。系统程序存储器。用于存放系统程序，这些程序在PLC出厂前就已经固化到只读存储器ROM中。第一部分为系统管理程序；第二部分为用户指令解释程序；第三部分为标准程序模块与系统调用程序。用户程序存储器。用于存储PLC用户的应用程序，在调试阶段，用户程序存放在读写存储器RAM中，可由备用电池（一般为锂电池）保存2～3年。工作数据存储器。工作数据存储器用来存储工作数据，即用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。矿进通风动力授课设计二、PLC的组成(重点）（3）、PLC的I/O模块输入/输出接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。另一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等来的模拟量输入信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。矿进通风动力授课设计

答：早期的可编程控制器只具备逻辑控制、定出时、计数等功能，称之为PLC。随着微型计算机技术的发展，PLC功能不断完善，不仅具有逻辑控制功能，还具有数据运算、传输与处理功能（具备计算机功能），称这为PC，为了不与个人计算机简称混淆，所以目前还沿用PLC思考题：PLC与微型计算机（PC）

有什么区别？

(第一课时结束）矿进通风动力授课设计二、PLC的组成(重点）（4）、编程器编程器是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的部分。编程器的作用是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。编程器一般有两种类型：简易编程器和图形编程器。简易编程器体积小，便宜，使用方便，适合小型PLC，缺点是需联机编程；图形编程器是指带有显示屏的编程器，有液晶显示（LCD）和阴极射线式（CRT）两种，可用指令语句编程，也可用梯形图编程，可联机编程也可脱机编程，操作方便，功能强大，还可与打印机、绘图仪等设备相连，但价格较高，适用于大型PLC。随着PLC联网功能增强，出现了第三种编程方式，即计算机辅助编程。由于计算机的参与，用PC编程软件编程的工作效率和编程量远非前两种编程器可比，因此，越来越多的用户更愿意采用这种编程方式。（第二课时开始）矿进通风动力授课设计二、PLC的组成(重点）（5）、PLC的电源模块PLC内部配有开关式稳压电源的电源模块，用来将外部供电电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源。另外，为防止在外部电源发生故障的情况下，PLC内部程序和数据等重要信息的丢失，PLC还带有锂电池作为后备电源。PLC的I/O模块的外部接线方式外部接线方式有汇点式、分组式和分隔式三种。矿进通风动力授课设计二、PLC的组成（6）、PLC的分类1.按硬件结构三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体型、模块式和叠装式。

整体式将CPU模块、IO模块及电源装于一个机箱内，结构非常紧凑。体积小，价格低，小型PLC一般采用整体式结构。

模块式PLC用搭积木的方式组成系统，大、中型PLC和部分小型PLC采用模块式结构。

叠装式吸取了整体式和模块式的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但宽度不同，它们之间通过扁平电缆连接，使用特别方便。矿进通风动力授课设计PLC的组成（6）、PLC的分类

2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数

256中型PLC：入出总点子数256~2048大型PLC：入出总点子数>20483.按功能分低档机中档机高档机矿进通风动力授课设计

小型机：一体机。有接口可扩展。

中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。PCFP1-C16小型机矿进通风动力授课设计CPUPOWER中、大型机矿进通风动力授课设计三菱PLC外形图Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC矿进通风动力授课设计我校实验室部分PLC外型图Q系列PLCFX2N系列PLCYL-PC四层电梯控制YL-PC步进电机矿进通风动力授课设计三、PLC的工作原理（重点、难点）（1）PLC的工作原理

PLC有两种工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态。在运行状态，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直到PLC停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序外，每次循环过程中，PLC还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，如右图所示。

PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。开始自诊断与编程器通信读入现场信号执行用户程序输出结果STOPRUN矿进通风动力授课设计PLC的工作方式微机：等待命令。PLC：循环扫描。

CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。一个扫描周期

O刷新

I刷新执行指令I/O刷新这种工作方式有什么好处？答：对慢速响应系统，增强了抗干扰能力。矿进通风动力授课设计三、PLC的工作原理（重点、难点）（2）扫描周期在工作状态下，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。

矿进通风动力授课设计PLC的工作原理（重点、难点突破）1.输入采样阶段。

PLC首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，此时输入映像寄存器与外界隔离，无论输入信号如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。2．程序执行阶段。根据PLC梯形图程序”先左后右，先上后下”扫描原则进行逐句扫描。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器“读入”上一阶段采入的对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件(“软继电器”)的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件(“软继电器”)的状态会随着程序执行过程而变化。3．输出刷新阶段。在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段