PLC编程与应用（西门子）电子教案 项目一 任务1：PLC基本认知

课题授课教案一、教案头序号：1本次课题项目一任务1：PLC基本认知授课教师审阅授课时间课时授课班级知识目标1.了解PLC的发展历程。2.理解PLC的定义及性能。3.明确PLC的基本结构。能力目标1.掌握输出接口三种输出类型的适用场合。2.能理解PLC的工作原理。情感目标1.引导学生搜集多种品牌PLC的资料，培养学生自主探究的精神。2.在小组协作学习过程中，提高学生团队协作精神。3.使学生养成“父母呼，应勿缓。父母命，行勿懒。父母教，须敬听。父母责，须顺承。”的良好习惯。教学重点、难点重点1、PLC的定义、功能、应用2、PLC的特点难点1、PLC的工作原理2、PLC的基本结构教学准备1、西门子S7-1200可编程控制器实训装置，主机模块2、电脑一台（具有PROTALV13软件平台）3、24V直流电源、交流220V电源各一处4、实训连接导线若干5、Profilnet通讯电缆一根

二、教学设计步骤教学内容教师活动学生活动课前检查1、检查学生的劳保服装。2、检查学生的出勤情况并做好记录。3、强调实习安全。督导检查做好记录学生自检互检情景引入某加工厂车床设备采用传统继电器控制系统，随着产品工艺升级需对车床线路进行改造，要求消除其连线多且复杂、体积大、功耗大的问题。系统改造后，应增加其系统的灵活性和可扩展性，大家有什么好的方法吗？任务资讯知识点1：PLC的产生及发展

1.20世纪60年代后期可编程逻辑控制器（PLC）第一次亮相

2.随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。3.我国有许多厂家、科研院所从事PLC的研制与开发，如中国科学院自动化研究所的PLC-0088，北京联想计算机集团公司的GK-40，上海机床电器厂的CKY-40等。知识点2：PLC的定义1987年2月国际电工委员会（IEC）对PLC做出了定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。知识点3：PLC的特点1.编程方便，操作简易2.可靠性高，抗干扰能力强3.使用灵活、通用性强4.接口简单、维护方便知识点4：PLC的主要功能1．开关逻辑与顺序控制：PLC最基本、最广泛的应用，它取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制，其既可用于一台设备的控制，也可用于多台群控及自动化流水线控制。2．模拟量控制：温度、压力、流量、液位和速度等模拟量在工业生产过程当中经常需要去控制，现在大部分PLC厂家都生产配套A/D和D/A转换模块，使PLC可用于模拟量控制。3．数据处理：大部分PLC具有数据处理能力，除了数据传送、数学运算外，还能进行数据的转换、排序、查表、显示打印、比较等操作，可以完成数据的采集、分析及处理。4．运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。5．通信联网：PLC的通信联网实现了PLC与PLC之间、多台PLC之间、PLC与其他设备之间的信息交换，组成了一个能实现分散集中控制的统一整体。知识点5：PLC的类型1．按I/O点数及存储器的容量分类

（1）小型机（2）中型PLC

（3）大型PLC

2．根据结构形式分（1）整体式（箱体式）

（2）机架模块式

知识点6：PLC的基本结构1．中央处理单元（CPU）2．输入/输出（I/O）接口3．存储器4．电源5．I/O扩展接口6．外部设备知识点7：PLC的工作原理在了解PLC的工作原理之前先要掌握两个定义：扫描周期、输入／输出滞后时间。（1）扫描周期：PLC在RUN工作模式时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期。扫描周期与用户程序的长短和CPU执行指令的速度有关。（2）输入／输出滞后时间：输入／输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻到它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。PLC的工作原理PLC有运行(RUN)和停止(STOP)两种基本的工作模式。当处于停止工作模式时，PLC只进行内部处理和通信服务等内容，当处于运行工作模式时，PLC执行用户程序。PLC是采用周期扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务循环序列成为扫描。在PLC运行时，PLC要进行内部处理、通信服务、输入处理、程序处理、输出处理五个阶段，然后按上述过程循环扫描工作。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，PLC通过反复执行用户程序来实现控制功能，直至PLC断电或停止。（1）内部处理阶段（2）通信服务阶段（3）输入处理阶段（4）程序处理阶段（5）输出处理阶段播放PLC在实际成产中应用的视频案例，结合教材内容讲解PLC的生产及发展结合教材讲解PLC的定义讲解PLC的特点，将PLC控制系统与传统电气控制系统进行对比分析结合生产实际列举PLC的主要功能通过多媒体图片展示，讲解PLC的类型结合实物，对比计算机、单片机等控制器，分析PLC的基本结构以PLC改造传统电气控制系统电动机点动控制线路为例，分析讲解PLC的工作原理观看视频，思考PLC在自动化、化工等领域具有什么作用跟随老师提问分组讨论，总结PLC的在自动化控制系统中的优点结合老师实例讲解，分析总结PLC的各项功能巡回指导在学生操作过程中，教师检查学生实习位置、操作姿势、操作方法、安全文明生产和元器件质量、数量等是否正确，如有不正确应及时纠正。认真做好个别指导、集体指导，同时做好过程评价。总结评价1、对当次实习操作的具体情况进行总结，对任务过程中学生普遍出现的问题进行讲解答疑。2、实习结束时，检查学生实习进度，是否按7S标准要求清扫现场和做好仪器仪表、工具的维修保养，清点元器件板件的数量等。3、针对本次课题的知识难点进行总结，并点评学生的