PLC編程與應(yīng)用（西門子）電子教案 項目一 任務(wù)1：PLC基本認(rèn)知VIP

課題授課教案一、教案頭序號：1本次課題項目一任務(wù)1：PLC基本認(rèn)知授課教師審閱授課時間課時授課班級知識目標(biāo)1.了解PLC的發(fā)展歷程。2.理解PLC的定義及性能。3.明確PLC的基本結(jié)構(gòu)。能力目標(biāo)1.掌握輸出接口三種輸出類型的適用場合。2.能理解PLC的工作原理。情感目標(biāo)1.引導(dǎo)學(xué)生搜集多種品牌PLC的資料，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神。2.在小組協(xié)作學(xué)習(xí)過程中，提高學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神。3.使學(xué)生養(yǎng)成“父母呼，應(yīng)勿緩。父母命，行勿懶。父母教，須敬聽。父母責(zé)，須順承?！钡牧己昧?xí)慣。教學(xué)重點、難點重點1、PLC的定義、功能、應(yīng)用2、PLC的特點難點1、PLC的工作原理2、PLC的基本結(jié)構(gòu)教學(xué)準(zhǔn)備1、西門子S7-1200可編程控制器實訓(xùn)裝置，主機模塊2、電腦一臺（具有PROTALV13軟件平臺）3、24V直流電源、交流220V電源各一處4、實訓(xùn)連接導(dǎo)線若干5、Profilnet通訊電纜一根

二、教學(xué)設(shè)計步驟教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動課前檢查1、檢查學(xué)生的勞保服裝。2、檢查學(xué)生的出勤情況并做好記錄。3、強調(diào)實習(xí)安全。督導(dǎo)檢查做好記錄學(xué)生自檢互檢情景引入某加工廠車床設(shè)備采用傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，隨著產(chǎn)品工藝升級需對車床線路進(jìn)行改造，要求消除其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大的問題。系統(tǒng)改造后，應(yīng)增加其系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，大家有什么好的方法嗎？任務(wù)資訊知識點1：PLC的產(chǎn)生及發(fā)展

1.20世紀(jì)60年代后期可編程邏輯控制器（PLC）第一次亮相

2.隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC已由最初一位機發(fā)展到現(xiàn)在的以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機化PC，而且實現(xiàn)了多處理器的多通道處理。3.我國有許多廠家、科研院所從事PLC的研制與開發(fā)，如中國科學(xué)院自動化研究所的PLC-0088，北京聯(lián)想計算機集團(tuán)公司的GK-40，上海機床電器廠的CKY-40等。知識點2：PLC的定義1987年2月國際電工委員會（IEC）對PLC做出了定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。知識點3：PLC的特點1.編程方便，操作簡易2.可靠性高，抗干擾能力強3.使用靈活、通用性強4.接口簡單、維護(hù)方便知識點4：PLC的主要功能1．開關(guān)邏輯與順序控制：PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用，它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，其既可用于一臺設(shè)備的控制，也可用于多臺群控及自動化流水線控制。2．模擬量控制：溫度、壓力、流量、液位和速度等模擬量在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中經(jīng)常需要去控制，現(xiàn)在大部分PLC廠家都生產(chǎn)配套A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使PLC可用于模擬量控制。3．?dāng)?shù)據(jù)處理：大部分PLC具有數(shù)據(jù)處理能力，除了數(shù)據(jù)傳送、數(shù)學(xué)運算外，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、排序、查表、顯示打印、比較等操作，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。4．運動控制：PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。5．通信聯(lián)網(wǎng)：PLC的通信聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了PLC與PLC之間、多臺PLC之間、PLC與其他設(shè)備之間的信息交換，組成了一個能實現(xiàn)分散集中控制的統(tǒng)一整體。知識點5：PLC的類型1．按I/O點數(shù)及存儲器的容量分類

（1）小型機（2）中型PLC

（3）大型PLC

2．根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分（1）整體式（箱體式）

（2）機架模塊式

知識點6：PLC的基本結(jié)構(gòu)1．中央處理單元（CPU）2．輸入/輸出（I/O）接口3．存儲器4．電源5．I/O擴展接口6．外部設(shè)備知識點7：PLC的工作原理在了解PLC的工作原理之前先要掌握兩個定義：掃描周期、輸入／輸出滯后時間。（1）掃描周期：PLC在RUN工作模式時，執(zhí)行一次掃描操作所需的時間稱為掃描周期。掃描周期與用戶程序的長短和CPU執(zhí)行指令的速度有關(guān)。（2）輸入／輸出滯后時間：輸入／輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻到它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔。它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間這三部分組成。PLC的工作原理PLC有運行(RUN)和停止(STOP)兩種基本的工作模式。當(dāng)處于停止工作模式時，PLC只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容，當(dāng)處于運行工作模式時，PLC執(zhí)行用戶程序。PLC是采用周期掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)循環(huán)序列成為掃描。在PLC運行時，PLC要進(jìn)行內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序處理、輸出處理五個階段，然后按上述過程循環(huán)掃描工作。為了使PLC的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，PLC通過反復(fù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制功能，直至PLC斷電或停止。（1）內(nèi)部處理階段（2）通信服務(wù)階段（3）輸入處理階段（4）程序處理階段（5）輸出處理階段播放PLC在實際成產(chǎn)中應(yīng)用的視頻案例，結(jié)合教材內(nèi)容講解PLC的生產(chǎn)及發(fā)展結(jié)合教材講解PLC的定義講解PLC的特點，將PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行對比分析結(jié)合生產(chǎn)實際列舉PLC的主要功能通過多媒體圖片展示，講解PLC的類型結(jié)合實物，對比計算機、單片機等控制器，分析PLC的基本結(jié)構(gòu)以PLC改造傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)電動機點動控制線路為例，分析講解PLC的工作原理觀看視頻，思考PLC在自動化、化工等領(lǐng)域具有什么作用跟隨老師提問分組討論，總結(jié)PLC的在自動化控制系統(tǒng)中的優(yōu)點結(jié)合老師實例講解，分析總結(jié)PLC的各項功能巡回指導(dǎo)在學(xué)生操作過程中，教師檢查學(xué)生實習(xí)位置、操作姿勢、操作方法、安全文明生產(chǎn)和元器件質(zhì)量、數(shù)量等是否正確，如有不正確應(yīng)及時糾正。認(rèn)真做好個別指導(dǎo)、集體指導(dǎo)，同時做好過程評價?？偨Y(jié)評價1、對當(dāng)次實習(xí)操作的具體情況進(jìn)行總結(jié)，對任務(wù)過程中學(xué)生普遍出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解答疑。2、實習(xí)結(jié)束時，檢查學(xué)生實習(xí)進(jìn)度，是否按7S標(biāo)準(zhǔn)要求清掃現(xiàn)場和做好儀器儀表、工具的維修保養(yǎng)，清點元器件板件的數(shù)量等。3、針對本次課題的知識難點進(jìn)行總結(jié)，并點評學(xué)生的