中職教育二年級(jí)下學(xué)期裝備制造大類(lèi)《認(rèn)識(shí)機(jī)器人外圍系統(tǒng)設(shè)備》教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGEPAGE1編號(hào)：授課班級(jí)：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用班任課教師：項(xiàng)目名稱第四章第一節(jié)認(rèn)識(shí)機(jī)器人外圍系統(tǒng)設(shè)備學(xué)時(shí)：教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解機(jī)器人的外圍設(shè)備2.掌握PLC的基礎(chǔ)知識(shí)了解西門(mén)子1200PLC的硬件結(jié)構(gòu)和線路連接技能目標(biāo)1.能夠掌握西門(mén)子PLC的結(jié)構(gòu)2.能夠熟練的對(duì)PLC的電源、輸入輸出的線路連接情感態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，通過(guò)知識(shí)的收集和總結(jié)，提高學(xué)生理解能力，通過(guò)實(shí)際操作，提高學(xué)生的操作技能。教學(xué)內(nèi)容1.PLC概述2.PLC的基本結(jié)構(gòu)3.PLC的硬件結(jié)構(gòu)及接線重點(diǎn)1.PLC基礎(chǔ)知識(shí)2.PLC的基本結(jié)構(gòu)和硬件結(jié)構(gòu)難點(diǎn)PLC的電路接線方法教學(xué)策略利用現(xiàn)有西門(mén)子1215C整體式PLC進(jìn)行操作，采用仿真+現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，按照一體化教學(xué)的步驟實(shí)施教學(xué)計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際操作能力，在做中學(xué)，同時(shí)充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源庫(kù)，最大限度的收集更多更好的網(wǎng)絡(luò)資源，使課堂教學(xué)更生動(dòng)。教學(xué)資源準(zhǔn)備機(jī)器人外圍系統(tǒng)有哪些？機(jī)器人的外圍系統(tǒng)設(shè)備有機(jī)器人末端執(zhí)行器，例如：夾爪、焊槍、噴涂設(shè)備等；機(jī)器人周邊感知系統(tǒng)，例如：傳感器、視覺(jué)系統(tǒng)等；以及產(chǎn)線主控PLC等。一、PLC的概述在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中是通過(guò)繼電接觸器控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量順序控制和離散量的數(shù)據(jù)采集的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,產(chǎn)線的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器、接觸器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。產(chǎn)品更新的周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器、接觸器控制裝置就需要經(jīng)常重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)料。為了改變這一現(xiàn)狀，1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司為美國(guó)通用汽車(chē)公司設(shè)計(jì)研發(fā)了第一臺(tái)PLC，主要采用分立元件和小規(guī)模集成電路。后隨著微處理器的誕生和需求的不斷增大，美國(guó)、日本、德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的中央處理單元，使PLC的功能大大增強(qiáng)。PLC的定義IEC（國(guó)際電工委員會(huì))于1982年11月（第-版）和1985年（修訂版）對(duì)PLC作了定義，其中修訂版的定義為:PC（即PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入與輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)PLC的特點(diǎn)PLC自誕生至今不過(guò)40年的歷史，由于它直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍，目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、礦業(yè)、機(jī)械、輕工、電力和通信等領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制的重要支柱之一。其主要特點(diǎn)有：控制功能完善可靠性高通用性強(qiáng)編程直觀、簡(jiǎn)單體積小、方便維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)施工作小這些特點(diǎn)使其在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域擁有無(wú)法取代的地位。二、PLC的基本結(jié)構(gòu)論哪種類(lèi)型的PLC，其基本結(jié)構(gòu)都是相同的，主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出電路、編程裝置、電源、外圍接口等組成三、S7-1200硬件結(jié)構(gòu)S7-1200PLC將微處理器、集成電源、輸人電路和輸出電路組合到一個(gè)設(shè)計(jì)緊湊的外殼中以形成功能強(qiáng)大的PLC。S7-1200PLC作為緊湊型自動(dòng)化產(chǎn)品的新成員。目前有CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C等型號(hào)S7-1200PLC面板S7-1200系列的CPU面板是類(lèi)似的，面板上有CPU的指示燈，顯示CPU模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息；有安裝信號(hào)的槽，用于擴(kuò)展IO信號(hào)；有存儲(chǔ)卡槽，用于添加存儲(chǔ)卡，擴(kuò)大PLC存儲(chǔ)容量；有IO狀態(tài)指示燈，顯示輸入輸出的狀態(tài)信息；有以太網(wǎng)接口，用于下載程序和進(jìn)行以太網(wǎng)通訊信號(hào)模塊當(dāng)我們的S7-1200PLC的IO模塊不夠使用的時(shí)候，可以在外圍接口上添加信號(hào)模塊來(lái)擴(kuò)展IO，主要的信號(hào)模塊有數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊以及數(shù)字量輸入輸出同時(shí)具備的模塊，單獨(dú)的模擬量輸入/輸出模塊和同時(shí)具備輸入輸出的模擬量模塊通訊模塊S71200PLC最多可以添加三個(gè)通信模塊，支持Profinet通信，接口為本機(jī)的以太網(wǎng)接口；支持PROFIBUS通訊的CM1243模塊，支持RS485、RS232等串行通訊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模塊CM1241等，以及使用GPRS通信處理器的CP1242-7遠(yuǎn)程通信模塊。四、S7-1200接線電源接線輸入接線（低電平有效）輸入接線（高電平有效）輸出接線課后記教學(xué)過(guò)程序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一新課導(dǎo)入1.PLC的概述2.PLC的基本結(jié)構(gòu)3.西門(mén)子PLC的硬件結(jié)構(gòu)及接線1.介紹PLC的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)2.介紹PLC的基本結(jié)構(gòu)3.介紹PLC硬件模塊以及演示PLC的接線方法參與、討論，思考1.突出所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系；2.吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。二計(jì)劃決策通過(guò)教師示范操作、講解，了解PLC的產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)、西門(mén)子PLC的硬件結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)PLC的接線講解、示范操作培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。三教學(xué)實(shí)施教學(xué)活動(dòng)1PLC的概述和基本結(jié)構(gòu)課件講解筆記記錄使學(xué)生了解PLC的產(chǎn)生、PLC的定義和特點(diǎn)教學(xué)活動(dòng)2S7-1200PLC的硬件結(jié)構(gòu)課件講解筆記記錄使學(xué)生了解西門(mén)子PLC的硬件模塊教學(xué)活動(dòng)3西門(mén)子PLC的接線完成對(duì)本任務(wù)的評(píng)價(jià)展示評(píng)價(jià)內(nèi)容，完成西門(mén)子1214CPLC的線路連接完成任務(wù)的新知識(shí)四檢查評(píng)估對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行小組內(nèi)、小組間和教師評(píng)價(jià)。完成對(duì)本任務(wù)的評(píng)價(jià)。按分組情況，分別派代表進(jìn)行PLC線路的安裝，說(shuō)明本次任務(wù)的完成情況，并作分析總結(jié)。1.培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、表達(dá)的能力；2.樹(shù)立正確的評(píng)價(jià)意識(shí)。五總結(jié)反思對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行小組內(nèi)、小組間和教師評(píng)價(jià)。根據(jù)學(xué)生操作過(guò)程對(duì)學(xué)生思維和操作上的閃光點(diǎn)