《可编程控制器应用技术》电子教案 项目二 任务二 设计电机的顺序启动逆序停止控制系统

项目二位逻辑指令的应用一、教学基本情况（一）课程概况授课题目任务二设计电机的顺序启动逆序停止控制系统授课班级授课时数2课时授课地点授课形式一体化参考教材《可编程控制器应用技术》（二）教材分析随着“中国制造”到“中国智造”的转变，我国围绕重点制造领域的关键环节，开展了新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用，很多企业引入了自动化设备及自动化生产线。PLC作为自动化设备中重要的控制装置，其相关领域的人才缺口巨大，培养高级技能型人才迫在眉睫。本教材通过调研企业充分了解相关行业对本课程的知识和技能要求，做到了课政融合、项目导向，任务驱动、实训考核，强化技能、等方面，本书还紧跟时代步伐，融入“互联网+”，采用微课辅助教学。（三）教学环境与资源教师通过文旌课堂APP发布学习资料，学生借助文旌课堂APP的数字化学习资料进行课外学习；文旌课堂的活动、通知、讨论等模块为师生的交流互动提供了便利；文旌课堂的统计、作业、考试等模块保障了学生成绩的评定。（四）教学思想本课程坚持以价值塑造、知识传授、能力培养“三位一体”的培养目标实现“三全育人”授课过程中注重发挥学生的主观能动性，培养学生专业技能的同时，培养学生的社会能力和方法能力，培养学生正确的世界观、人生观、价值观。一方面将技术知识和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，以项目为主体，紧紧围绕以培养学生能力为重点，通过实践驱动教学，实现知识学习与技能训练目标。另一方面，将技术知识与课程思政价值引领相融合，将思政教育元素如盐浸水的贯穿到整个教学过程中。（五）教学目标坚持立德树人，把培育和践行新时代中国特色社会主义核心价值观融入细化到每节课的教学过程中，让学生感受到沉浸式的思政教育，润物细无声。确定本学时的知识、能力、思政育人目标。知识目标能力目标思政育人目标1.了解西门子S7-1200PLC控制的基本步骤；2.掌握1200PLC控制的基本方法；1.能够正确的规范布线；2.能够独立完成PLC控制电动机的正反转。1.具有踏实肯干、实事求是的态度。2.有精益求精、追求卓越的工作态度。（六）教学重难点【重点】1.置位复位指令的使用方法；2.三相电机顺起逆停的PLC外部接线、梯形图程序编写；【难点】三相电机顺起逆停的PLC外部接线、梯形图程序编写以及调试。（七）教学方法与工具采用线上线下混合式教学法。启发式线上布置学习任务、引导学生自主学习。导入法实物场景导入、激发学生学习兴趣。示范法示范讲解，便于学生掌握操作技能。二、教学流程时间分配表第5学时项目内容时间问题导入【教师】提出问题1数控机床切削工件会开冷却液。同学们想一下，是切削电机先转动还是冷却液电机先转动呢？【教师】提出问题2自动化生产线的自动配料系统，为了避免货物堆积，传送的启动和停止总是有一定的顺序，那么用PLC控制如何实现顺序启动逆序停止呢？5min新课1.置位指令；2.复位指令；3.任务分析；22min4.分组练习，讨论互动；5.小组活动，知识竞答；10min6.展示小组竞答情况，评选优秀完成小组；7.教师总结。5min课后作业文旌课堂APP知识拓展3min第6学时项目内容时间复习+问题导入【教师】提出问题1置位指令的用法？【教师】提出问题2复位指令的用法？【教师】提出问题3任务具体如何实施？5min新课1.任务实施5min2.分组实操；3.教师总结；25min4.展示小组完成情况，评选优秀完成小组；5.教师总结；5min预习任务预习下节课内容5min课后作业文旌课堂APP自我检测三、教学实施过程第5学时（一）课前预习教学环节教学内容双边活动设计意图教师学生课前教师利用文旌课堂APP发布预习任务，并上传任务资料。学生认领任务后，进行课前预习。上传PPT、视频、自我测验题等资料至教学平台，并发布话题讨论。登录文旌课堂APP观看视频、认领任务卡，自主学习进行话题讨论。让学生在课前去学习相关资料，找出重难点.（二）课中学习教学环节教学内容双边活动设计意图教师学生导入新课问题导入【教师】提出问题1数控机床切削工件时，会开冷却液。同学们想一下，是切削电机先转动还是冷却液电机先转动呢？【教师】提出问题2自动化生产线的自动配料系统，为了避免货物堆积，传送的启动和停止总是有一定的顺序，那么用PLC控制如何实现顺序启动逆序停止呢？注意观察学生表情，判断学生的掌握情况认真听同学的回答学生课前已预习并且已完成课前任务，对于问题有一定的认识，提问两个课前预习任务完成较好的学生讲授新课一、知识链接1.置位指令置位指令的功能是使操作数的状态置“1”，其格式为，

置位指令梯形图程序如图2-17所示。图2-17置位指令的梯形图程序2.复位指令复位指令的功能是使操作数的状态置为“0”，其格式为，复位指令的梯形图程序如图2-18所示。图2-18复位指令的梯形图程序当按下按钮I0.1时，Q0.0的状态置为“0”；按钮弹起后，I0.1已经断开，Q0.0的状态仍为“0”，直到有置位信号（使Q0.0置为“1”）出现。置位和复位指令大多数情况下是成对出现的，在程序的一个地方使用了置位，在另一个地方就会用到复位。置位和复位指令的操作数可以多次使用，置位和复位指令的时序图如图2-19所示。图2-19置位和复位指令的时序图对比图2-19和图2-9（电机控制系统的时序图）可知，当输入条件相同时，其输出线圈完全一致，即图2-19所示对应的梯形图也能够实现电机的连续控制。二、任务分析1.控制要求某车床主轴运转时，要求油泵先给齿轮箱提供润滑油，然后再启动主电机。即要求润滑油油泵电机M1启动后才允许主电机M2启动；设备停机时，要求M2停止后M1才能停止。请设计该电机的顺序启动逆序停止控制系统。2.任务分析（1）分析车床主轴运转的工作过程。车床的两台电机必须严格按照顺序工作，即按下油泵电机的启动按钮SB0时，油泵电机M1开始启动，随后按下主电机的启动按钮SB2时，主电机M2才能启动；按下主电路的停止按钮SB3时，M2停止，随后按下油泵电路的停止按钮SB1时，M1才能停止，其时序图如图2-16所示。图2-16车床主轴运转的时序图（2）根据车床主轴运转的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，绘制车床主轴运转的硬件接线图，并完成接线。（4）根据车床主轴运转的工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，顺序按下按钮SB0、SB2、SB3和SB1，观察M1和M2的工作状态。三、互动讨论，分组竞答分组互动讨论四、知识总结，成绩评定哪一组是今天的学习之星呢？【教师】【教师】【教师】【教师】图文讲解，重点强调蓝色字部分【教师】选A同学扮演客户，为大家讲述任务的控制要求。【教师】提问同学B，为大家讲解PLC控制的几个步骤。【教师】根据教学目标，结合本节课所讲知识点，设置置位复位指令相关的几道题目，设分组竞答。【教师】根据学生回答情况，对于易错知识点重点强调。评出学习之星。【学生】【学生】【学生】【学生】【学生】【学生】【学生】3—4人分为1组，参与竞答小游戏。【学生】分组汇报所答题目情况示范法激发学生学习兴趣师生互动，利于学生掌握知识点角色扮演，活跃课堂气氛培养学生养成善于总结的好习惯，课堂互动，营造轻松愉快的课堂氛围以提问的方式，巩固上节讲过的知识点，做到温故知新巩固知识点，培养团队精神，提高课堂氛围，全员参与，快乐学习。培养学生良好竞争意识，提高学生学习积极性第6学时教学环节教学内容双边活动设计意图教师学生导入新课复习导入【教师】提出问题1置位复位指令的用法？【教师】提出问题2PLC控制实现任务要求的几个步骤分别是什么？问题导入如何根据所学知识，完成上节课的任务？问题1随机找同学回答问题2学生竞答认真听同学的回答温故而知新激发学生学习兴趣讲授新课一、任务实施1.I/O地址分配在控制电机的顺序启动逆序停止系统中，需要两个启动按钮、两个停止按钮、两个接触器和一个低压断路器，故此系统的I/O地址分配表如表2-7所示。表2-7I/O地址分配表输入输出元件I/O地址备注元件I/O地址备注SB0I0.0油泵电机M1的启动按钮KM1Q0.0油泵电机M1接触器SB1I0.1油泵电机M1的停止按钮KM2Q0.1主电机M2接触器SB2I0.2主电机M2的启动按钮SB3I0.3主电机M2的停止按钮QFI0.4低压断路器2.硬件连接根据表2-7绘制PLC的硬件接线图（见图2-20），并根据接线图完成接线。图2-20PLC的硬件接线图3.程序设计与调试根据I/O地址分配表和电机顺序启动逆序停止控制系统的工作过程，设计思路如下。（1）按下SB0，用置位指令将Q0.0的状态置位。（2）M2停止状态下，按下SB1，用复位指令将Q0.0的状态复位。（3）M1工作状态下，按下SB2，用置位指令将Q0.1的状态置位。（4）按下SB3，用复位指令将Q0.1的状态复位。故电机顺序启动逆序停止控制系统的梯形图程序如图2-21所示。图2-21电机的顺序启动逆序停止控制系统的梯形图程序4.电机的顺序启动逆序停止控制系统的程序设计与调试步骤如下。步骤1完成项目创建和组态设备选择，将项目命名为“项目二任务二”。步骤2按照图2-22所示，设置PLC的变量。图2-22设置PLC的变量步骤3入图2-21所示的梯形图程序。步骤4编译并下载程序。步骤5闭合低压断路器QF，依次按下SB0、SB2、SB3、SB4，观察两台电机的工作状态。当低压断路器QF闭合时，按下油泵电机M1的启动按钮SB0（I0.0），M1的接触器线圈KM1（Q0.0）闭合，M1持续工作；M1启动后，按下主电机M2的启动按钮SB2（I0.2），M2开始工作。当按下M2的停止按钮SB3（I0.3）时，KM2断开，M2停止工作；M2停止后，按下M1的停止按钮SB2，M1停止工作。二、分组实操，讨论互动分组实操，互动讨论，学生实现三相异步电动机PLC控制正反转。三、知识总结，成绩评定哪一组是今天的学习之星呢？四、教师总结五、作业布置1.完成文旌课堂APP自我检测；2.预习下节课内容。3.试用普通线圈指令设计电机的顺序启动逆序停止控制程序。【教师】【教师】随机提问学生，示范接线【教师】根据控制要求，讲解程序编写的思路，并示范教学【教师】要求学生回答调试步骤【教师】示范调试，强调操作注意事项。【教师】巡回指导【教师】根据学生完成情况，评出学习