礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計課件

礦井通風(fēng)動力授課設(shè)計礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計課堂目標(biāo)明確，以學(xué)生為主體對象，以學(xué)生學(xué)會為目的，讓學(xué)生每節(jié)課學(xué)有所得。授課設(shè)計總體思想礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計一、學(xué)生設(shè)計授課對象1.教師培訓(xùn)：在講解礦井通風(fēng)動力教學(xué)內(nèi)容的同時，對怎樣引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和思考問題，培養(yǎng)“問題”提出本人的見解。授課節(jié)奏可適當(dāng)快些，側(cè)重點(diǎn)可放在教法方面。2.技校生和技能培訓(xùn)：以礦井通風(fēng)動力的基本知識為主、有意識引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和思考問題的能力。礦用通風(fēng)機(jī)的簡單工作原理、反風(fēng)裝置的特點(diǎn)要明確交待，授課節(jié)奏應(yīng)適當(dāng)放慢、給學(xué)生較多的思考時間與互動機(jī)會。本課件以技校學(xué)生為主而構(gòu)思礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、教材設(shè)計（一）、根據(jù)課題認(rèn)真研究教材中對課題內(nèi)容的介紹，并參考與課題有關(guān)的其它教材，對授課內(nèi)容進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚砼c編排，盡量做到授課內(nèi)容的全面性、系統(tǒng)性、合理性、科學(xué)性。本課程參考的教材《礦井通風(fēng)》煤炭工業(yè)出版社

(煤炭技工學(xué)校通用教材)P67《礦井通風(fēng)與安全》煤炭工業(yè)出版社《礦井衫通風(fēng)技術(shù)》煤炭工業(yè)出版社

本課題內(nèi)容以《礦井通風(fēng)》煤炭工業(yè)出版社為主礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計教材處理:1自然通風(fēng)雖然是了解內(nèi)容,但時刻存在,要熟悉并講清冬天與夏天自然風(fēng)流方向相反.一般來說回風(fēng)井口高于進(jìn)風(fēng)井位置，所以，冬天自然風(fēng)壓與主扇風(fēng)壓方向一致，夏天剛好相反。而春秋兩季進(jìn)、回井筒的溫度基本相同，故自然風(fēng)壓大約為零。2、機(jī)械通風(fēng)原理簡單了解，但離心式風(fēng)機(jī)與軸流式風(fēng)機(jī)特點(diǎn)要重點(diǎn)講解。兩種類型的風(fēng)機(jī)的反風(fēng)也作為重點(diǎn)講解。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計1、了解自然通風(fēng)的基本知識2、掌握軸流式、離心式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)及反風(fēng)方法教學(xué)目的教學(xué)重點(diǎn)軸流式、離心式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)及反風(fēng)方法

（二）、弄清教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)軸流式、離心式風(fēng)機(jī)的工作原理礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計三、教法設(shè)計1.教學(xué)手段分析①黑板粉筆式授課費(fèi)時費(fèi)力不直觀，效果不會很理想②黑板粉筆式授課，配合掛圖能達(dá)到較好效果，但不夠簡捷、直觀③多媒體結(jié)合教具授課省時省力直觀、如方法得當(dāng)能達(dá)到好的教學(xué)效果④移動投影或掛圖，機(jī)床現(xiàn)場或車間授課邊講邊學(xué)邊操作、省時省力直觀、如方法得當(dāng)能達(dá)到很好的教學(xué)效果根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況與辦學(xué)條件本課題選用多媒體結(jié)合教具授課礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計四、授課時數(shù)與時間分配序號授課環(huán)節(jié)時間分配1第一節(jié)課禮、人數(shù)清點(diǎn)、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入約6min2可編程控制器（PLC）的產(chǎn)生約3min3什么是可編程控制器約3min4可編程控制器基本知識約10min5可編程控制器PLC的的組成約22min6思考與討論約3min7第二節(jié)編程器及PLC的分類約6min8PLC工作方式約12min9PLC的掃描周期的工作過程約15min10課程小結(jié)與作業(yè)布置約3min11做作業(yè)約9min時間合計(2課時)90min礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計五、教學(xué)素材的收集與準(zhǔn)備1.基本資料的掃描、編輯與處理，制作PPT初稿2.圖片的采集、整理與插入鏈接3.教學(xué)用具、儀器的準(zhǔn)備六、教學(xué)過程設(shè)計1.復(fù)習(xí)提問與新課導(dǎo)入2.新授課內(nèi)容的編排與教學(xué)教法的合理運(yùn)用3.重點(diǎn)掌握難點(diǎn)突破的方法4.不失時機(jī)的對學(xué)生進(jìn)行激勵與鼓勵，以及學(xué)生出現(xiàn)不良行為的對策5.對學(xué)生進(jìn)行安全的教育6.課堂思考與練習(xí)7.課程小結(jié)與作業(yè)8.給學(xué)生布置下次課應(yīng)預(yù)習(xí)的內(nèi)容礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計課程導(dǎo)入問題導(dǎo)入：先復(fù)習(xí)一下大氣壓力的定義。礦井自然風(fēng)壓主要是由于地球表面存在大氣壓力而形成的。今天就先學(xué)習(xí)第一個問題自然通風(fēng)。

為了克服繼電器電氣控制系統(tǒng)的以上缺點(diǎn)，人們迫切需要一種新的工業(yè)控制裝置來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)工作更可靠、更容易維修、更能適應(yīng)經(jīng)常變化的生產(chǎn)工藝的要求?？删幊炭刂破骶瓦\(yùn)而生了。根據(jù)問題引入新課：

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計一、可編程控制器（PLC）概述（熟悉）

可編程控制器（PLC）的產(chǎn)生

可編程控制器最先出現(xiàn)在美國，1968年，美國的汽車制造公司通用汽車公司(GM)提出了研制一種新型控制器的要求，并從用戶角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件：

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計用戶角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；（2）維護(hù)方便，最好是插件式；（3）可靠性高于繼電器控制柜；（4）體積小于繼電器控制柜；（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機(jī)；（6）在成本上可與繼電器控制柜競爭；（7）輸入可以是交流115V（即用美國的電網(wǎng)電壓）；（8）輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；（9）在擴(kuò)展時，原有系統(tǒng)只需要很小的變更；（10）用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4KB。：

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計

1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程序控制器---PDP-14,并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時叫可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。

1971年，日本從美國引進(jìn)了這項新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺可編程控制器DSC－8。1973年，西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計什么是PLC?可編程控制器的英文名稱為ProgrammableLogicController

，簡稱PLC可編程控制器有豐富的編程語言，利用編程語言可使PLC實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。由于程序編制簡單、使用方便，并可根據(jù)生產(chǎn)要求隨時改變控制功能，相當(dāng)于重新設(shè)計和改變繼電器控制的硬件接線系統(tǒng)，故稱為“可編程”控制器?？删幊炭刂破魇菍楣I(yè)應(yīng)用而設(shè)計的一種專用電子計算機(jī)計算機(jī)與機(jī)械控制過程中，需要有一種傳播的平臺，這個平臺常用的有三種方式：1.邏輯表達(dá)式——需要掌握數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識。2.梯形圖——有電路控制圖的基礎(chǔ)。3.語句表——有計算機(jī)的基本知識。由于梯形圖與電工原來的控制電路圖近似，所以最常用的是梯形圖。目前計算機(jī)的普及，使語句表也較為常用，或梯形圖與語句表共同使用。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計思考：繼電器控制線路與梯形圖有什么異同？

梯形圖語言編程又稱為繼電器梯形邏輯圖編程，其特點(diǎn)是梯形圖與物理繼電器控制線路十分相似，如右圖所示?？梢妶D的形式完全一樣，只是所用符號不同。注意：利用編程語言編寫程序，可完全不考慮PLC內(nèi)部復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，只需將PLC內(nèi)部看成是由許多“軟繼電器”等邏輯部件組成，然后利用這些邏輯部件按照生產(chǎn)工藝的控制要求，畫出由各種繼電器及其接點(diǎn)組成的控制電路，即可方便地實(shí)現(xiàn)PLC程序，這種方法稱為用梯形圖語言編程。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的發(fā)展及趨勢1.PLC的發(fā)展1）20世紀(jì)70年代中期——實(shí)用化*8位微處理器，8位單片機(jī)*數(shù)值運(yùn)算*速度加快，規(guī)模擴(kuò)大*與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口——PLC集散控制2）20世紀(jì)70年代末期——成熟*16位微處理器，8/16位單片機(jī)，協(xié)處理器*系列化*分布網(wǎng)絡(luò)*梯形圖語言*外部設(shè)備（編程器、通信接口….）3）20世紀(jì)80年代中末期——廣泛應(yīng)用礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的發(fā)展及趨勢1.PLC的發(fā)展代次器件功能備注第一代1位微處理器邏輯控制功能

第二代8位微處理器及存儲器產(chǎn)品系列化

第三代高性能8位微處理器及位片式微處理器處理速度提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展

第四代16位、32位微處理器及高性能位片式微處理器邏輯、運(yùn)動、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的名副其實(shí)的多功能

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的發(fā)展及趨勢1.PLC的發(fā)展趨勢向高性能、高速度、大容量發(fā)展大力發(fā)展微型PLC，不斷增強(qiáng)微型PLC的功能PLC語言的標(biāo)準(zhǔn)化PLC與其它工業(yè)控制產(chǎn)品相互融合

a.與個人PC機(jī)融合

b.與集散控制系統(tǒng)融合

c.與CNC融合礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的發(fā)展及趨勢1.PLC的發(fā)展趨勢大力開發(fā)智能型I/O子系統(tǒng)PLC與現(xiàn)場總線相結(jié)合

a.基金會現(xiàn)場總線

b.ProfiBus（過程現(xiàn)場總線）

c.LonWorks(局域操作網(wǎng)絡(luò))d.CNC（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）

e.HART（可尋址遠(yuǎn)程變送器數(shù)據(jù)通路協(xié)議）增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計

應(yīng)用領(lǐng)域順序控制運(yùn)動控制閉環(huán)過程控制數(shù)據(jù)處理通信聯(lián)網(wǎng)礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計

可編控制器有什么特點(diǎn)？(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)主要核心部件采用直流5V電源供電PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能和信息保護(hù)功能

(2)控制程序使用方便，功能完善?？删幊炭刂破鞯木幊谭绞讲捎昧祟愃评^電器控制電路的“梯形圖”，程序簡單、直觀，與計算機(jī)相比，編程方便，易于接收。PLC在使用過程中，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新需要改變控制過程時，只要按新的控制要求改變程序，不必更換PLC即可滿足控制要求。（以上為需要熟悉的內(nèi)容）礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成(重點(diǎn)）（1）、PLC的基本結(jié)構(gòu)CPU模塊I/O模塊編程器電源接口礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成(重點(diǎn)）（2）、PLC的CPU模塊1、中央處理單元CPUCPU是PLC的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成。主要用于：接收并存儲從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯；進(jìn)行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)行用戶程序；完成通信及外設(shè)的某些功能。 2、存儲器存儲器有三種。系統(tǒng)程序存儲器。用于存放系統(tǒng)程序，這些程序在PLC出廠前就已經(jīng)固化到只讀存儲器ROM中。第一部分為系統(tǒng)管理程序；第二部分為用戶指令解釋程序；第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序。用戶程序存儲器。用于存儲PLC用戶的應(yīng)用程序，在調(diào)試階段，用戶程序存放在讀寫存儲器RAM中，可由備用電池（一般為鋰電池）保存2～3年。工作數(shù)據(jù)存儲器。工作數(shù)據(jù)存儲器用來存儲工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的ON/OFF狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成(重點(diǎn)）（3）、PLC的I/O模塊輸入/輸出接口是PLC與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等的開關(guān)量輸入信號。另一類是由電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器等來的模擬量輸入信號。輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計

答：早期的可編程控制器只具備邏輯控制、定出時、計數(shù)等功能，稱之為PLC。隨著微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC功能不斷完善，不僅具有邏輯控制功能，還具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸與處理功能（具備計算機(jī)功能），稱這為PC，為了不與個人計算機(jī)簡稱混淆，所以目前還沿用PLC思考題：PLC與微型計算機(jī)（PC）

有什么區(qū)別？

(第一課時結(jié)束）礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成(重點(diǎn)）（4）、編程器編程器是PLC最重要的外圍設(shè)備，是PLC不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。編程器一般有兩種類型：簡易編程器和圖形編程器。簡易編程器體積小，便宜，使用方便，適合小型PLC，缺點(diǎn)是需聯(lián)機(jī)編程；圖形編程器是指帶有顯示屏的編程器，有液晶顯示（LCD）和陰極射線式（CRT）兩種，可用指令語句編程，也可用梯形圖編程，可聯(lián)機(jī)編程也可脫機(jī)編程，操作方便，功能強(qiáng)大，還可與打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備相連，但價格較高，適用于大型PLC。隨著PLC聯(lián)網(wǎng)功能增強(qiáng)，出現(xiàn)了第三種編程方式，即計算機(jī)輔助編程。由于計算機(jī)的參與，用PC編程軟件編程的工作效率和編程量遠(yuǎn)非前兩種編程器可比，因此，越來越多的用戶更愿意采用這種編程方式。（第二課時開始）礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成(重點(diǎn)）（5）、PLC的電源模塊PLC內(nèi)部配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊，用來將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供PLC內(nèi)部的CPU、存儲器和I/O接口等電路工作所需要的直流電源。另外，為防止在外部電源發(fā)生故障的情況下，PLC內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)等重要信息的丟失，PLC還帶有鋰電池作為后備電源。PLC的I/O模塊的外部接線方式外部接線方式有匯點(diǎn)式、分組式和分隔式三種。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計二、PLC的組成（6）、PLC的分類1.按硬件結(jié)構(gòu)三菱PC基本單元外形根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體型、模塊式和疊裝式。

整體式將CPU模塊、IO模塊及電源裝于一個機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)非常緊湊。體積小，價格低，小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。

模塊式PLC用搭積木的方式組成系統(tǒng)，大、中型PLC和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。

疊裝式吸取了整體式和模塊式的優(yōu)點(diǎn)，它的基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊的高度和深度相同，但寬度不同，它們之間通過扁平電纜連接，使用特別方便。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的組成（6）、PLC的分類

2.按I/O點(diǎn)數(shù)分小型PLC：入出總點(diǎn)子數(shù)

256中型PLC：入出總點(diǎn)子數(shù)256~2048大型PLC：入出總點(diǎn)子數(shù)>20483.按功能分低檔機(jī)中檔機(jī)高檔機(jī)礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計

小型機(jī)：一體機(jī)。有接口可擴(kuò)展。

中、大型機(jī)：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。PCFP1-C16小型機(jī)礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計CPUPOWER中、大型機(jī)礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計三菱PLC外形圖Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計我校實(shí)驗室部分PLC外型圖Q系列PLCFX2N系列PLCYL-PC四層電梯控制YL-PC步進(jìn)電機(jī)礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計三、PLC的工作原理（重點(diǎn)、難點(diǎn)）（1）PLC的工作原理

PLC有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到PLC停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過程中，PLC還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段，如右圖所示。

PLC的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。開始自診斷與編程器通信讀入現(xiàn)場信號執(zhí)行用戶程序輸出結(jié)果STOPRUN礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的工作方式微機(jī)：等待命令。PLC：循環(huán)掃描。

CPU從第一條指令開始執(zhí)行，遇到結(jié)束符又返回第一條，不斷循環(huán)。一個掃描周期

O刷新

I刷新執(zhí)行指令I(lǐng)/O刷新這種工作方式有什么好處？答：對慢速響應(yīng)系統(tǒng)，增強(qiáng)了抗干擾能力。礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計三、PLC的工作原理（重點(diǎn)、難點(diǎn)）（2）掃描周期在工作狀態(tài)下，執(zhí)行一次上圖所示的掃描操作所需的時間稱為掃描周期。其典型值為1-100ms。

礦進(jìn)通風(fēng)動力授課設(shè)計PLC的工作原理（重點(diǎn)、難點(diǎn)突破）1.輸入采樣階段。

PLC首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，此時輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。2．程序執(zhí)行階段。根據(jù)PLC梯形圖程序”先左后右，先上后下”掃描原則進(jìn)行逐句掃描。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器“讀入”上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件(“軟繼電器”)的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件(“軟繼電器”)的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。3．輸出刷新階段。在所有指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段