PLC基础与实训项目一-教案

PLC基础与实训项目一---教案一、课程基本信息1.课程名称：PLC基础与实训2.授课对象：[具体专业和年级]3.授课教师：[教师姓名]4.授课地点：[教室地点]二、项目一概述1.项目名称：认识可编程逻辑控制器（PLC）2.项目目标了解PLC的基本概念、发展历程和应用领域。熟悉PLC的硬件结构，包括CPU模块、输入输出模块、电源模块等。掌握PLC编程语言中的梯形图语言，能够读懂简单的梯形图程序。通过实际操作，培养学生对PLC的兴趣和动手能力，为后续项目学习奠定基础。三、教学重难点1.教学重点PLC的硬件组成和各部分功能。梯形图语言的基本逻辑指令，如常开触点、常闭触点、线圈、定时器、计数器等。2.教学难点理解PLC的工作原理，特别是扫描工作方式。运用梯形图语言实现简单的逻辑控制功能，如电机正反转控制、灯光定时控制等。四、教学方法1.讲授法：讲解PLC的基本概念、硬件结构、编程语言等基础知识，使学生对PLC有初步的认识。2.演示法：通过实物展示、多媒体演示等方式，直观地展示PLC的硬件组成和软件编程过程，帮助学生更好地理解。3.实践法：安排学生进行实际操作，让学生在实践中熟悉PLC的硬件连接和编程方法，提高动手能力和解决问题的能力。五、教学准备1.教学设备：PLC实验台若干套，包括CPU模块、输入输出模块、电源模块等。计算机若干台，安装有PLC编程软件。电机、按钮、指示灯、定时器、计数器等实验器材。2.教学资料：《PLC基础与实训》教材。PLC相关的教学课件、视频资料。编写的实验指导书。六、教学过程（一）课程导入（5分钟）1.通过播放一段工业自动化生产线的视频，展示PLC在工业生产中的广泛应用，如汽车制造、电子设备生产、食品加工等行业，引起学生的兴趣。2.提问学生视频中看到的自动化设备是如何实现精确控制的，引导学生思考PLC在其中所起的作用，从而引出本节课的主题认识可编程逻辑控制器（PLC）。（二）知识讲解（20分钟）1.PLC的基本概念（5分钟）讲解PLC的定义：可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，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，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。强调PLC的特点：可靠性高、抗干扰能力强、编程简单易学、灵活性高、体积小、重量轻等，使其在工业控制领域得到广泛应用。2.PLC的发展历程（5分钟）介绍PLC的起源：从早期的继电器控制系统发展而来，随着计算机技术、微电子技术和自动化技术的不断进步，逐渐演变成现在的可编程逻辑控制器。讲述PLC发展的几个重要阶段：第一代PLC主要采用分立元件和中小规模集成电路，功能较为简单；第二代PLC采用微处理器，功能得到进一步增强；第三代PLC向智能化、模块化方向发展，具备了更多的高级功能；第四代PLC则在网络通信、编程语言等方面有了更大的改进，适应了现代工业自动化的需求。3.PLC的应用领域（5分钟）结合图片、案例等方式，介绍PLC在工业控制、交通运输、医疗卫生、智能家居等领域的具体应用。例如，在工业控制中，PLC可用于控制自动化生产线、机床、电梯等设备；在交通运输中，可用于交通信号灯控制、列车运行控制等；在智能家居中，可实现家电设备的智能控制、安防系统的监控等。让学生了解PLC的广泛用途，激发学生的学习兴趣。4.PLC的硬件结构（5分钟）利用实物展示PLC实验台，介绍PLC的硬件组成部分，包括CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等。分别讲解各模块的功能：CPU模块：是PLC的核心，主要完成逻辑运算、数据处理、控制程序执行等任务。输入模块：用于接收外部输入信号，如按钮、传感器等的信号，并将其转换为PLC内部能够识别的数字信号。输出模块：将PLC内部的数字信号转换为外部设备能够接受的信号，如控制电机、指示灯等。电源模块：为PLC提供工作所需的电源。通信模块：用于实现PLC与其他设备或系统之间的通信，如与计算机、触摸屏等进行数据交换。（三）梯形图语言讲解（25分钟）1.梯形图语言简介（5分钟）介绍梯形图语言是PLC编程中最常用的编程语言，它形象直观，类似于电气控制系统中的继电器电路图，容易被电气技术人员理解和掌握。通过简单的示例，展示梯形图的基本结构，包括母线、触点、线圈等元素，让学生对梯形图有初步的认识。2.基本逻辑指令讲解（20分钟）常开触点（5分钟）讲解常开触点的表示方法和含义，常开触点在梯形图中用两条平行的竖线表示，当外部输入信号接通时，该触点闭合，允许电流通过。通过实例说明常开触点在梯形图程序中的应用，如控制一个指示灯的亮灭，当按钮按下时，常开触点闭合，指示灯点亮。常闭触点（5分钟）介绍常闭触点的表示方法和含义，常闭触点在梯形图中用两条平行竖线中间加一条斜线表示，当外部输入信号断开时，该触点闭合，允许电流通过。举例说明常闭触点的应用，如在电机正反转控制中，利用常闭触点实现互锁功能，防止电机正反转同时启动。线圈（5分钟）讲解线圈的表示方法和作用，线圈在梯形图中用一个长方框表示，当梯形图中前面的逻辑条件满足时，线圈通电，对应的输出设备动作。以控制电机启动为例，说明线圈在程序中的使用，当启动按钮按下且满足其他相关条件时，电机启动线圈通电，电机运转。定时器（3分钟）介绍定时器的功能和表示方法，定时器用于实现定时控制功能，在梯形图中用一个矩形框内带字母T表示。讲解定时器的工作原理，如设定一个定时器的定时时间为5秒，当输入信号接通后，定时器开始计时，5秒后定时器触点动作。计数器（2分钟）说明计数器的作用和表示方法，计数器用于累计输入脉冲的个数，在梯形图中用一个矩形框内带字母C表示。简单介绍计数器的工作过程，如设定一个计数器的计数值为10，当输入脉冲信号每到来一次，计数器的计数值加1，当计数值达到10时，计数器触点动作。（四）实践操作（30分钟）1.实验一：认识PLC硬件（10分钟）学生分组，每组34人，发放一套PLC实验台。指导学生对照教材和实验指导书，观察PLC实验台上各硬件模块的外观，了解其名称和功能。要求学生指出CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等，并说明它们之间是如何连接的。教师巡回指导，解答学生的疑问，确保学生正确认识PLC的硬件结构。2.实验二：简单梯形图程序编写与下载（20分钟）打开计算机上的PLC编程软件，教师演示创建一个新项目，并介绍编程软件的基本界面和操作方法。以控制一个指示灯为例，讲解如何在编程软件中编写梯形图程序，包括输入常开触点、线圈等指令，并设置定时器实现指示灯定时点亮的功能。学生按照教师的演示步骤，自己编写控制指示灯定时点亮的梯形图程序。编写完成后，指导学生将程序下载到PLC实验台上，观察指示灯的实际运行情况，验证程序的正确性。鼓励学生尝试修改程序中的定时时间等参数，观察指示灯的变化，加深对程序的理解。（五）课堂总结（10分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括PLC的基本概念、发展历程、应用领域、硬件结构以及梯形图语言的基本逻辑指令等。2.教师对学生的回答进行补充和总结，强调重点知识和技能，如PLC硬件各模块的功能、梯形图语言中常开触点、常闭触点、线圈、定时器、计数器等指令的使用方法。3.对学生在实践操作中的表现进行点评，肯定学生的优点，指出存在的问题和不足之处，鼓励学生在课后继续练习，巩固所学知识。（六）课后作业（5分钟）1.查阅资料，了解PLC在其他行业的具体应用案例，并撰写一篇简短的报告。2.思考如何利用PLC实现一个简单的电机正反转控制程序，要求画出梯形图。七、教学资源1.《PLC基础与实训》教材2.PLC编程软件（如西门子S7200SMART编程软件）3.PLC实验台4.多媒体教学课件5.相关的视频资料和在线学习资源八、教学反思通过本节课的教学，学生对PLC有了初步的认识，了解了PLC的基本概念、硬件结构和梯形图语言。在教学过程中，采用讲授法、演示法和实践法相结合的教学方法，使学生能够较为