控制基础系统及调试 10

教案（2023级）课程PLC运动控制技术授课班级23电气自动化2班授课教师学期2024-2025第二学期

义乌工商职业技术学院教案（2023级）2024/2025学年第二学期课程名称PLC运动控制技术授课教师授课内容伺服电机485通讯控制授课班级23电气授课教室实训211授课课时4课时学情分析知识基础：学生未掌握伺服电机485通讯控制设计原理的基础知识，包括Modbus通讯方式的工作原理、ASDA-B2伺服驱动器的通讯及速度控制模式参数设置方法的相关理论知识。学生仅具备基本的通讯原理相关常识，基础知识相对缺乏。技能基础：未具备编写S7-1200系列Modbus相关的通讯指令编程方法。学习特点：基于班级学情中内驱力与认知能力的层级差异，采用"分层赋能+协同成长"双轴驱动教学模式。具体而言，第一维度聚焦实践型课程特征，创设"学习伙伴制度"，在实践环节构建"示范-演练-互评"三阶循环体系，既实现教学资源集约化利用，又促进学生在沉浸式互动中完成知识迁移。第二维度针对规模化班级管理痛点，实施"靶向干预"指导方案。在实践项目架构方面，应设计具备弹性层级的模块化训练体系。例如将核心能力解构为标准化、应用型、创新性三级能力矩阵，支持学生根据实时学习进行难度系数动态适配。对于高成就动机群体，可配置主题式探索任务（如设置技术应用场景模拟项目），通过赋予决策自主权释放其创造性思维。教学目标知识目标：1.熟悉Modbus通讯方式的工作原理；2.熟悉ASDA-B2伺服驱动器的通讯及速度控制模式参数设置方法；3.掌握S7-1200系列Modbus相关的通讯指令编程方法。能力目标：1.能根据工艺要求设计攻牙装置控制系统的硬件电路；2.能根据工艺要求联接攻牙装置控制系统的硬件电路；3.能根据工艺要求绘制攻牙装置控制系统的工艺流程图；4.能根据工艺要求编写攻牙装置控制系统的PLC和触摸屏程序；5.能根据工艺要求完成攻牙装置控制系统的调试和优化。素质目标：1.养成相互帮助，团结合作的团队精神。2.认真细致的学习态度。3.培养爱国之情、砥砺强国之志、实践技能报国之行。4.培养学生不断探索和求索的科学精神。教学重难点重点：1.熟悉Modbus通讯方式的工作原理；2.熟悉S7-1200系列Modbus相关的通讯指令编程方法；3.掌握工艺要求设计攻牙装置控制系统的硬件电路。难点：1.能根据工艺要求绘制攻牙装置控制系统的工艺流程图；2.能根据工艺要求编写攻牙装置控制系统的PLC和触摸屏程序；3.能根据工艺要求完成攻牙装置控制系统的调试和优化；教学策略采用的教学模式，具体的教学方法本次课程以真实项目为实践载体，通过阶梯式任务集群驱动学生协作建构知识体系。教学中将复杂的工程项目拆解为"基础夯实-综合应用-创新突破"三级模块，每个模块嵌套认知理解、方案设计与调试优化的能力培养闭环。采用角色轮转机制引导学生体验方案设计、技术实施等工程岗位的完整工作流程，同步记录组内数据，形成实践反思与方案优化的螺旋上升通道。课程在动态评估层面，依托实训设备进行梯度性训练，结合同伴互评为每个学生绘制适合自己的学习策略。针对学习动机强烈的群体，特别设置技术攻关擂台，通过开放式的工程挑战任务激发创新潜能。这种教学模式将真实工程情境与智能技术深度融合，通过项目实践引发认知冲突、协作学习促进知识迁移、智能反馈引导能力迭代，在保障职业技能阶梯式成长的同时，系统性培育学生的工程思维与创新素养，最终形成"做中学-错中悟-用中精"的良性能力发展生态。教学资源教材及多媒体视频、慕课、凤鸣学堂、职教云平台等其他教学网站等信息化手段提供的多样化课程以及富有新意的教学方法去更好的提升课堂的趣味性更好的创造出能够适合学生的精彩的课堂。教学实施任务一（第1、2课时）教学环节（时间）教学内容师生活动设计意图课程思政一、任务导入（5分钟）【教师】使用OA进行签到【学生】班干部报请假人员及原因【教师】提出问题问题一：上节课的我们学习了变频器PN通讯控制，请同学们回忆一下变频器PN通讯控制的相关理论知识以及具体的调参方式？问题二：同学们思考一下上节课变频器PN通讯控制和这节课伺服电机485通讯控制的学习有什么联系？【学生】思考、举手回答问题根据内容不同，侧重面不同，要求不同，精心设计导入环节以激发学生的学习兴趣和主动性，通过伺服电机485通讯控制实际应用案例，引导学生思考科技对社会发展的影响，特别是如何通过技术创新来解决现实中的环境和社会问题，增强他们的社会责任感。通过本课程的初步介绍，学生们可以对课程内容有一个大致的了解，并在实际操作中高效地完成各项任务。我们设计的教学方法旨在确保每位学生都能顺利完成任务，同时尽量减少用时。这种方法不仅保证了每位同学都能有所收获，还能在有限的时间内高效达成学习目标。最终，学生们不仅能掌握基本的编程技能，还能理解这些技能在日常生活中的实际应用。我们的教学计划注重理论与实践相结合，使学生能够在实践中深化理解，提升解决问题的能力。这样，大家不仅能顺利完成预定的教学目标，还能培养出实用的技术能力和创新思维，为未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。引导学生理解本课程设定的目标，激发他们的学习兴趣，并注重培养学生的互助精神。在实训环节中，鼓励同学们相互帮助、共同进步，营造积极向上的团队氛围。通过这种合作学习的方式，不仅能显著提高项目的完成质量，还能加深学生之间的友谊和信任，增强集体荣誉感。大家在一个支持性和协作性的环境中工作，不仅有助于每位同学更好地掌握课程内容，还能让他们体会到团队合作的重要性。二、掌握Modbus通讯方式的工作原理Modbus-RTU消息帧的地址码包含一个字节。一般支持1到255，地址0一般用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。地址码用于接收主机的广播数据，每个从机在总线上地址必须唯一，主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备，与主机发送的地址码相符的从机才能响应返回数据。引导式讲解与互动问答，通过案例分析让学生分组讨论实际应用，播放一段关于Modbus的视频，并进行初步讲解。教师提出引导性问题：理解Modbus通讯方式的工作原理需要什么知识基础？”学生分组讨论问题，并派代表回答。教师对学生的回答进行点评，并进一步解释相关概念。通过引导教学，让学生思考Modbus通讯方式的工作原理的逻辑，能够更深层次掌握硬件电路的概念，鼓励学生反思电路的作用及其在实际应用中的重要意义。这一过程不仅能够加深他们对理论知识的理解，还能激发他们的创新思维和社会责任感。为了培养学生的工匠精神，通过一系列精心设计的教学活动和反思环节，帮助学生深刻理解创新的复杂性和创新精神的重要性。在实践中，学生将体会到追求卓越，学习如何通过坚持不懈的努力实现目标，并认识到持续创新的价值。通过这种方式，学生们不仅能掌握扎实的技术能力，还能领悟到在工作中保持高标准和创新思维的重要性，从而为社会贡献更多的智慧和力量。这样的教学方法旨在激励学生不仅成为技术上的专家，也成为具有高度职业操守和社会责任感的专业人才。三、掌握Modbus-RT协议常用指令“MB_COMM_LOAD”指令用于组态端口使用Modbus-RTU协议进行通信，用户程序必须先执行MB_COMM_LOAD组态端口，完成组态后MB_SLAV或MB_MASTER指令才可使用该端口进行通信。通过老师讲解相关的基本结构，引导学生对每个结构的构造进行思考，教师提出引导性问题：Modbus-RTU协议常用指令为什么可以工作？学生分组讨论问题，并派代表回答。教师对学生的回答进行点评，并进一步解释相关概念帮助学生进一步掌握相关原理。使得学生对控制系统的整体有了解，更进一步清晰概念，通过这种互动式的教学方法，学生不仅能更深层次地掌握Modbus-RTU协议常用指令，还能培养他们的创新思维和批判性思考能力。老师在讲解过程中不断提出开放性问题，引导学生进行深入思考和讨论，帮助他们在实践中发现问题并寻找解决方案。这种教学方式能提升学生的专业知识水平，还能激发他们的学习兴趣和主动性，为未来的职业发展打下坚实的基础。通过这种互动方式，教师可以引导学生培养社会责任感、创新精神、团队合作能力以及批判性思维等重要品质课堂小结课程主要介绍了Modbus通讯方式的工作原理，旨在帮助学生理解这一广泛应用的工业通信协议的基础知识及其在自动化系统中的应用。课堂开始时，老师首先概述了Modbus通讯的基本概念和特点，强调了其简单、开放和易于实现的优点。Modbus是一种主从架构的串行通信协议，适用于连接多种工业电子设备，如PLC、传感器、驱动器等，用于数据交换和控制指令传输。接着，老师详细讲解了Modbus的工作原理，包括两种主要模式：ModbusRTU（基于二进制的数据传输）和ModbusASCII（基于文本的数据传输）。重点介绍了ModbusRTU模式下的帧结构，如地址域、功能码、数据域和校验码的作用，并解释了如何通过这些字段实现设备间的有效通信。为了让学生更好地理解Modbus的实际应用，老师展示了如何在一个简单的控制系统中配置Modbus通讯。通过实际案例分析，学生们了解了如何设置主站和从站设备参数，确保它们能够正确识别并交换数据。此外，还讨论了常见的错误类型及其解决方法，如通讯超时、校验错误等。任务二（第3、4课时）教学环节（时间）教学内容师生活动设计意图课程思政根据根据“满足功能、留有裕量”的原则，完成PLC的选型，并对PLC的I/O地址功能进行分配。老师介绍攻牙装置控制系统的硬件电路图中各个模块的相关构成以及相应的使用方法，通过案例分析流程图的各个组成部分让学生分组讨论实际应用，并进行初步讲解。教师提出引导性问题：攻牙装置控制系统的硬件电路有几部分”学生分组讨论问题，并派代表回答。教师对学生的回答进行点评，并进一步解释相关概念。使得学生能够从理论知识到实践知识可以实现更好的跨越，将书本上的知识更好的应用到实践中。这种互动方式鼓励学生跳出传统思维框架，提出新颖的解决方案，并通过批判性思考评估不同方案的优缺点二、复习总结前三课时的内容1.复习Modbus通讯方式的工作原理；2.复习Modbus-RTU协议常用指令；3.复习攻牙装置控制系统的硬件电路的设计。让学生可以根据具体的项目要求，用相关指令完成任务。老师讲解流程中的各个阶段所需要的注意事项。教师提出引导性问题，学生分组讨论问题，并派代表回答。教师对学生的回答进行点评，并进一步解释相关概念。让学生能够对系统的设计流程有一个更清晰的认知，加强学生的思维逻辑。这种开放性问题能够激发学生的创造力和探索精神。课堂小结课程专注于攻牙装置控制系统的硬件电路设计，旨在帮助学生掌握如何根据工艺要求选择合适的电气元件并构建一个可靠的控制系统。课堂开始时，老师首先介绍了攻牙装置在工业制造中的重要作用，强调了精确控制对于提高生产效率和产品质量的关键意义。接着，详细讲解了攻牙装置控制系统的硬件组成，包括电机、驱动器、控制器（如PLC）、传感器以及必要的保护装置等，并解释了每个组件的功能及其在系统中的作用。为了让学生更好地理解这些概念，老师通过具体的案例分析展示了如何根据实际需求选择合适规格的电机和驱动器，并介绍了电源配置及信号连接的基本原则。特别地，老师还讨论了如何确保电路的安全性和可靠性，例如过载保护和短路保护的设计方法。教学反思教学效果围绕攻牙装置控制系统的硬件电路设计展开，通过理论讲解与实践操作相结合的方式，帮助学生初步掌握了控制系统的基本构成和设计方法。大部分学生能够理解电机、驱动器、PLC等关键元件的作用，并在小组合作中完成基本的电路图绘制任务，达到了预期的教学目标。在教学过程中，学生表现出较强的学习兴趣，特别是在实操环节中展现出一定的动手能力和团队协作意识。通过案例引导的方式，学生对工业控制系统的设计流程有了更直观的认识