《可编程控制器应用技术》电子教案 项目二 任务三 设计故障报警指示信号灯控制系统

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三设计故障报警指示信号灯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；3.了解报警信号系统控制原理。1.能够正确的规范布线；2.能够独立完成PLC控制报警信号控制系统。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.报警信号控制系统工作原理；2.报警信号控制系统的外部接线、梯形图程序。【难点】：报警信号控制系统的外部接线、梯形图程序、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8、9学时项目内容时间任务导入【教师】提出问题用3个按钮模拟3处故障信号，请用PLC实现故障报警指示灯的控制，控制要求如下。（1）当系统无故障时，绿灯常亮。（2）系统出现1处故障时，黄灯常亮。（3）系统出现2处故障时，红灯常亮。（4）系统出现3处故障时，红灯闪烁。（5）按下复位按钮后，所有灯灭。请同学们根据所学知识，完成上述控制要求。5min新课1.任务分析；2.示范操作；20min3.分组实操，讨论互动；60min4.展示小组完成情况；5.教师总结。5min课后作业文旌课堂APP知识拓展5min三、教学实施过程（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】提出问题用3个按钮模拟3处故障信号，请用PLC实现故障报警指示灯的控制，控制要求如下。（1）当系统无故障时，绿灯常亮。（2）系统出现1处故障时，黄灯常亮。（3）系统出现2处故障时，红灯常亮。（4）系统出现3处故障时，红灯闪烁。（5）按下复位按钮后，所有灯灭。请同学们根据所学知识，完成上述控制要求。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、任务分析（1）分析故障报警指示灯信号控制系统的工作过程。由控制要求可知，此故障报警指示灯信号控制系统有4个输入和4个输出，设输入为SB0（复位按钮）、SB1（故障1）、SB2（故障2）和SB3（故障3），输出为Q1（绿灯常亮）、Q2（黄灯常亮）、Q3（红灯常亮）和Q4（红灯闪烁）。设系统无故障为“0”，有故障为“1”，则输出与输入之间的逻辑关系如表2-8所示。表2-8故障报警指示灯信号控制系统输出与输入之间的逻辑关系输入输出SB0SB1SB2SB3Q1Q2Q3Q400001000000101000010010001000100001100100101001001100010011100011×××0000则输出和输入之间的逻辑表达式为（2）根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，绘制故障报警指示灯信号控制系统的硬件接线图，并完成接线。（4）根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程和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，按照表2-8改变SB0、SB1、SB2和SB3的状态，观察指示灯的工作状态。二、任务实施，示范操作1.I/O地址分配根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程分析，该系统有4个输入信号，即复位按钮、故障1、故障2和故障3，3个输出信号，即绿灯、黄灯和红灯（常亮+闪烁），故分配的I/O地址如表2-12所示。表2-12I/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复位按钮L1Q0.0绿灯SB1I0.1故障1L2Q0.1黄灯SB2I0.2故障2L3Q0.3红灯SB3I0.3故障32.硬件连接根据表2-12绘制PLC的硬件接线图（见图2-32），并根据接线图完成接线。图2-32PLC的硬件接线图3.程序设计与调试根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程和I/O地址分配表，将逻辑表达式（见任务分析）转换成梯形图程序如图2-33所示。图2-33控制指示灯亮灭的梯形图程序三相异步电机正、反转控制电路的程序设计与调试如下故障报警指示灯信号控制系统的程序设计及调试步骤如下。步骤1完成项目创建和组态设备选择，将项目命名为“项目二任务三”。步骤2设置PLC的变量。步骤3图2-33所示的。步骤4编译并下载程序。步骤5改变SB0（I0.0）、SB1（I0.1）、SB2（I0.2）和SB3（I0.3）的状态，观察3个指示灯的工作状态，并对照表2-8，查看是否满足控制要求。图2-34设置PLC的变量三、分组实操，互动讨论，分组实操，互动讨论，学生实现报警信号灯控制系统。四、小组展示，成绩评定哪一组是今天的学习之星呢？五、教师总结六、作业布置1.完成文旌课堂APP自我检测；2.预习下节课内容。【教师】提问同学A，根据预习情况，说出该控制系统的IO点数分别是什么。【教师】教师向学生讲解输入输出之间的逻辑关系【教师】与学生互动，讲解完成报警信号控制系统的几个步骤【教师】师生互动，共同分配IO地址【教师】教师示范接线，讲解接线注意事项【教师】教师示范编程，对照程序讲解知识点【教师】教师示范、讲解【教师】巡回指导解【教师】根据学生完成情况，评出学习之星。【学生】认真回答【学生】认真听讲【学生】认真听讲，注意互动【学生】认真听讲，注意回答【学生】认真听讲，仔细观摩【学生】认真听讲，仔细观摩【学生】认真听讲，学习【学生】3—4人分为1组，实操训练【学生】分组展示、汇报完成情况IO地址分配是完成一项控制系统最基础的环节，也是最简单的一步，从简单入手，增加学生的自信心学生第一次接触逻辑关系，教师讲课节奏慢一点，对照串并联电路，利于学生理解掌握互动，一方面能活跃课堂氛围，另一方面有助于学生对知识的掌握与理解提高课堂氛围示范法教学