相异步电动机单向连续运行的PLC控制教案

相异步电动机单向连续运行的PLC控制教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解三相异步电动机单向连续运行的工作原理。掌握PLC的基本结构和工作原理。学会使用PLC编程语言（如梯形图）编写三相异步电动机单向连续运行的控制程序。能够正确连接PLC、按钮、接触器等电气元件，实现三相异步电动机的单向连续运行控制。2.过程与方法目标通过实际操作和编程练习，培养学生的实践动手能力和逻辑思维能力。引导学生自主学习和探索，提高学生分析问题和解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对电气控制技术的兴趣，培养学生的创新意识和团队合作精神。让学生了解安全生产的重要性，增强学生的安全意识。

二、教学重难点1.教学重点三相异步电动机单向连续运行的工作原理。PLC的基本编程指令（如常开触点、常闭触点、线圈等）及其应用。编写三相异步电动机单向连续运行的梯形图程序。2.教学难点理解PLC的扫描工作方式对程序执行的影响。如何根据控制要求正确运用PLC编程指令实现复杂的控制逻辑。

三、教学方法1.讲授法：讲解三相异步电动机单向连续运行的工作原理、PLC的基本结构和工作原理、编程指令等知识。2.演示法：通过实际操作演示PLC的编程软件使用方法、电气元件的连接以及程序的调试过程。3.实践法：安排学生进行实际编程和硬件连接操作，让学生在实践中掌握知识和技能。4.小组合作学习法：组织学生进行小组讨论和合作，共同完成项目任务，培养学生的团队合作精神。

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）通过播放一段工厂中三相异步电动机运行的视频，引出本节课的主题三相异步电动机单向连续运行的PLC控制。提问学生："在视频中看到的三相异步电动机是如何实现单向连续运行的？"激发学生的兴趣和思考，从而导入新课。

（二）知识讲解（20分钟）1.三相异步电动机单向连续运行的工作原理讲解三相异步电动机的基本结构，包括定子和转子。说明三相异步电动机单向连续运行的条件：定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，转子在旋转磁场的作用下切割磁力线，产生感应电流，进而产生电磁转矩，使电动机旋转。结合原理图，详细解释单向连续运行的控制过程：通过接触器的主触点控制电动机的电源通断，利用按钮控制接触器的线圈得电和失电，从而实现电动机的启动和停止。2.PLC的基本结构和工作原理展示PLC的实物，介绍其外观结构，包括输入端子、输出端子、电源指示灯、运行指示灯等。讲解PLC的内部结构，主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口电路、电源等部分组成。阐述PLC的工作原理：采用循环扫描的工作方式，依次对输入信号进行采样，执行用户程序，刷新输出状态。通过动画演示的方式，让学生直观地理解PLC的扫描过程。

（三）编程指令学习（20分钟）1.常开触点和常闭触点指令在PLC编程软件中打开一个新的项目，介绍常开触点（如I0.0）和常闭触点（如I0.1）的表示方法和功能。通过梯形图示例，讲解常开触点和常闭触点如何与输入信号连接，以及它们在程序中的作用：常开触点在输入信号为ON时闭合，常闭触点在输入信号为OFF时闭合。2.线圈指令介绍线圈指令（如Q0.0）的表示方法和功能，它用于控制输出设备（如接触器线圈）。讲解如何将线圈指令与输出信号连接，以及线圈得电和失电时对应的输出状态变化：当线圈得电时，对应的输出端子输出高电平，驱动外部负载工作；当线圈失电时，输出端子输出低电平，负载停止工作。3.简单编程示例编写一个简单的梯形图程序，实现当按下启动按钮I0.0时，输出Q0.0得电，驱动一个指示灯亮；当按下停止按钮I0.1时，输出Q0.0失电，指示灯熄灭。在编程软件中进行编译和下载，观察程序的运行效果，验证常开触点、常闭触点和线圈指令的使用方法。

（四）小组实践（30分钟）1.任务布置将学生分成若干小组，每组34人。要求每个小组完成三相异步电动机单向连续运行的PLC控制项目，包括硬件连接和程序编写。给出具体的任务要求：使用PLC的输入端子连接启动按钮和停止按钮，输出端子连接接触器线圈，通过编写梯形图程序实现按下启动按钮电动机启动运行，按下停止按钮电动机停止运行。2.硬件连接指导教师在讲台上进行硬件连接的示范操作，展示如何将PLC的输入输出端子与按钮、接触器等电气元件正确连接。强调连接过程中的注意事项，如安全用电、电气元件的正确选型和安装等。3.学生实践操作学生小组按照任务要求进行硬件连接和程序编写。教师巡视各小组的实践情况，及时解答学生遇到的问题，给予技术指导和帮助。鼓励学生自主探索和创新，尝试不同的编程思路和方法，培养学生的实践能力和创新精神。

（五）程序调试与优化（20分钟）1.程序调试各小组完成硬件连接和程序编写后，进行程序调试。教师引导学生按照正确的步骤进行调试，如检查输入输出信号是否正确、程序是否存在逻辑错误等。让学生通过实际操作，观察程序运行过程中输入输出状态的变化，发现并解决问题，确保程序能够实现三相异步电动机的单向连续运行控制。2.程序优化在学生完成基本功能调试后，引导学生对程序进行优化。提出一些优化建议，如增加过载保护功能、互锁功能等。让学生思考如何通过编程实现这些功能，并尝试在原程序的基础上进行修改和完善。组织学生进行小组间的交流和讨论，分享各自的优化思路和方法，共同提高程序的质量和可靠性。

（六）课堂总结（10分钟）1.知识回顾请各小组代表发言，总结本小组在本次实践项目中的收获和体会，包括三相异步电动机单向连续运行的工作原理、PLC的编程方法、硬件连接技巧等方面。教师对学生的发言进行点评和补充，再次强调本节课的重点知识和技能，如三相异步电动机单向连续运行的控制逻辑、PLC编程指令的应用、程序调试的方法等。2.作业布置布置课后作业：要求学生完成一份实验报告，详细记录本次实践项目的硬件连接图、梯形图程序、调试过程和结果等内容。思考拓展问题：如果要实现三相异步电动机的正反转控制，如何在本次程序的基础上进行修改？让学生带着问题课后继续学习和探索，加深对PLC控制技术的理解和掌握。

五、教学资源1.教材：选用相关的电气控制与PLC技术教材。2.教学设备：PLC实验台、三相异步电动机模型、按钮、接触器、熔断器、导线等电气元件若干，电脑及PLC编程软件。3.多媒体课件：制作包含三相异步电动机单向连续运行原理、PLC结构和工作原理、编程指令介绍等内容的多媒体课件，通过图片、动画、视频等形式展示教学内容，增强教学的直观性和趣味性。

六、教学评价1.过程性评价观察学生在课堂上的表现，包括参与讨论的积极性、实践操作的规范性、问题解决的能力等，及时给予鼓励和指导。检查学生的小组实践成果，如硬件连接是否正确、程序编写是否符合要求、调试结果是否正常等，对学生的实践操作能力进行评价。2.终结性评价根据学生的实验报告，评价学生对本次实践项目的掌握程度和总结归纳能力。综合考虑学生的课堂表现、实践成果和实验报告，给出学生的最终成绩，分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。

七、注意事项1.实验前务必检查电气