张宋文--机电一体化课程(PLC与GOT技术)教案

机电一体化课程教案
机电一体化专业 1101 班共 9 页
科目PLC与
GOT技术
任务五彩灯控制
授课
日期
13.9.25 课时200分钟
子任务2彩灯闪烁花样控制班级2011级高级机电一体化01班
授课方式1、任务引领
2、小组工作
3、一体化教学
作业
完成技
能拓展
拟用
时间
30min
教学目的应会：
１、能设计出PLC的Ｉ/O 分配表、接线图
及控制程序
２、熟练领取工具、材料
３、熟练掌握接线及程序调试
４、能进行成果展示和任务评价
５、掌握SFTL、SFTR功能指令控制彩灯的
变化
应知：
１、利用PLC控制彩灯的原理
２、PLC的接线方法
３、解决实际设计的流程
教学
媒体
１、PLC与GOT岛
２、多媒体教学
重点１、领取材料并正确接线
２、掌握SFTL、SFTR指令的应用
３、设计彩灯闪烁花样控制的程序并
上机调试
４、成果的展示及评价
难
点
１、SFTL、SFTR指令熟练应用
２、成功调试出控制程序
３、技能拓展程序的设计
教学回顾
说明1、本次任务是任务五的子任务2，已完成子任务１用基本指令控制９个彩灯１种闪烁花样控制，本次任务是在子任务１的基础上增加了２种闪烁花样控制，并且必须用功能指令进行程序设计；
2、考核成绩以学生自评、小组互评和教师总评进行综合评价。

审批：年月日
教学过程
教学内容教学手段的实施时间分配组织教学：
1、检查学生人数（是否有迟到、早退、请假、旷课），填写班
级考勤记录本和教学日志。

2、检查学生劳动保护用品穿戴情况，校卡、仪容仪表是否符合要求。

3、强调安全注意事项，在完成工作任务过程中注意用电安全，遵守安全操作规程，不得随意合上电源开关，严厉杜绝麻痹大意的学习态度，在通电操作完毕后应立即关闭电源开关。

各小组长与教
师配合完成
3分钟
教学回顾：
有9个彩灯，接在PLC的Y0~Y10上，要求进行彩灯控制程序设计你可以先试着控制前两个灯每隔1S依次点亮。

１、你是用基本指令指令完成的
２、你还能用步进指令、功能指令指令来完成复习相关知识，引出
本讲教学主线
由重要性引出问题
提问学生，调动学生
思维积极性
由问题２引出本讲
教学主线、教学内容
5分钟
引入新任务：
（一）学生分组
将学生分为5个小组，每个工作技能岛为1组，根据技能岛工
位要求，每组6人，每组指定1名小组长、1名领料员、1名仓管员，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总；材料管理员负责材料领取分发、填写各组员工作任务实施所需材料的相关记录表。

（二）教师下达工作任务
1、任务的描述
接XXX玩具公司产品研发任务，要求在一款新式的玩具车身添加彩灯闪烁效果，采用PLC技术控制9个彩灯，闪烁的样式多变，在每种样式中，每个彩灯都要用上。

我方组建研发小组，对该任务进行评估分析和制订可行性计划，编写控制程序设计，完成调试工作。

2、任务要求
1、应用PLC技术控制彩灯闪烁的变化。

2、有9个彩灯，接在PLC的Y0～Y10接口上，程序设计必须采用功能指令进行编程，根据设计要求，画出PLC I/O分配表和接线图，编写出3种闪烁花样控制的PLC控制程序，并上机进行通电调试。

3、彩灯3种闪烁花样模式中，每一个灯都必须用上。

按下启动按钮后，彩灯闪烁花样如下：
① HL1点亮，间隔1S从左至右依次点亮，直至全亮，1S后又全灭；执行第②种花样；
② HL9点亮，间隔1S从右至左依次点亮一个，直至全亮，1S后又全灭；执行第③种花样；
对学生进行分
组，分配好每个学生
的角色
打开投影利用
PPT引入新任务并描
述，演示时锁定学生
鼠标和键盘，确保每
个学生完全了解今
天的任务
利用投影演示
彩灯3种闪烁花样的
动画，并叙述具体任
务要求
45分钟
③中间彩灯HL5点亮，间隔1S左右两侧同时依次点亮彩灯，直至全亮，1S后全灭后，执行第①种花样。

4、在任何时刻按下停止按钮，彩灯都必须全部熄灭；重新按下启动按钮后，从第一种花样开始执行，依次循环执行彩灯3种花样的变化。

5、各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC的接线图和I/O 分配表，并设计出PLC程序，下载到控制彩灯的PLC内，验证程序功能，调整、优化程序。

3、能力目标
1、在教师的指导下查阅相关学习资料,以小组协作方式完成应用PLC技术设计9个彩灯花样闪烁的控制程序相关资源的准备工作；
2、提高自主能力，查阅相关技术资料，掌握SFTL、SFTR功能指令控制彩灯的变化。

3、培养独立思考、分析问题、解决问题的能力，能根据控制要求，正确作出PLC的I/O分配表和接线图。

4、培养创新思维，发挥团队协作精神，能根据任务要求，以小组为单位，在小组内通过分析、对比、讨论决策出最优的实施步骤方案，由小组长进行任务分工，完成彩灯的3种控制花样的运行调试。

5、各小组能根据任务要求的3种花样，利用合适的功能指令编写PLC程序。

6、能将程序下载到PLC中，并按照接线图正确接线，调试好程序。

利用制作好的
动画效果直观地演
示给学生观看，清楚
了解任务要求
让学生清楚专
业能力、方法能力和
社会能力
45分钟
任务准备：
（一）相关理论知识1、位右移指令
（1）指令格式：如图1-1所示。

图1-1 位右移指令梯形图格式和指令执行过程
（2）指令说明：
①该指令的源操作数和目标操作数都是位元件，指令中的K16表示有16个位元件，即M0～M15；K4表示每次移动4位。

②当X010每接通一次，X000～X003的四个位元件的状态移入M0～M15的高端，低端自动溢出，如图1-1所示。

①M3～M0→溢出②M7～M4→M3～M0 ③M11～M8→M7～M4 ④M15～M12→M11～M8 ⑤X003～X000→M15～M12。

③当采用连续执行型指令时，在X010接通其间，每个扫描周期都
通过PPT引导学
生自行阅读相关理
论知识、思考并掌握
位移指令的应用，为
完成任务作准备
45分钟
[S] [D] n1 n2
要移位，因此建议采用脉冲执行型指令SFTRP 。

2、位左移指令
（1）指令格式：如图1-2所示。

图1-2 位左移指令梯形图格式和指令执行过程 （2）指令说明：
该指令的源操作数和目标操作数都是位元件，指令中的K16表示有16个位元件，即M0～M15；K4表示每次移动4位。

当X010接通一次，X000～X003的四个位元件的状态移入M0～M15的低端，高端自动溢出，如图1-2所示。

①M15～M12→溢出 ②M11～M8→M15～M12 ③M7～M4→M11～M8 ④M3～M0→M7～M4 ⑤X003～X000→M3～M0。

为了完成任务，你必须完成以下内容
1、只处理 状态的元件，称为位软元件，如 ；
处理 的元件，称为字软元件，如 。

A 、X 输入继电器
B 、Y 输出继电器
C 、T 定时器
D 、
M 辅助继电器
E 、D 数据寄存器
F 、C 计数器
G 、闭合和断开
H 、
数据
2、组合位元件K1M10表示 ；组合位元件K2Y0表示 。

A 、一组，从M10～M17
B 、一组，从M10～M13
C 、一位，
M10 D 、一组，从M10～M20
E 、两组，从Y0～Y7
F 、两组，从Y0～Y3
G 、两位，
Y0、Y1 H 、两组，从Y0～Y17
3、位右移指令的助记符是 ，位左移指令的助记符是 。

A 、SFTL
B 、MOV
C 、SET
D 、SFTR
E 、PLSY
4、在使用位移指令时，一般都采用 执行形式。

A 、连续
B 、脉冲
5、如图：
通过PPT 引导学生自
行阅读相关理论知
识、思考并掌握位移指令的应用，为完成任务作准备
引导学生通过
完成左侧内容，掌握
传送、位移指令的相
关知识要点、重点和
难点，使学生能更好
的运用位移指令
45分钟
[S] [D] n1
（1） X0接通（保持）后，X1接通后断开，输出，X1再接通后断开，输出
（2） X0接通（保持）后，X1接通后断开，输出，X0断开；断开X0后，X1接通后断开，输出，X1再接通后断开，输出
6、如图：
X0接通（保持）后，X1接通后断开，输出，X1再接通后断开，输出
引导学生通过完成左侧内容，掌握传送、位移指令的相关知识要点、重点和难点，使学生能更好的运用位移指令
任务计划：
1、按照彩灯花样控制功能要求，制定PLC的I/O分配表如下：表1-3 I/O分配表
输入输出
输入继电器元件代号作用输出继电器元件代号作用X0 Y0
X1 Y1
X2 Y2
X3 Y3
X4 Y4
X5 Y5
X6 Y6
X7 Y7
X10 Y10
2、根据PLC的I/O分配表，制定PLC的I/O接线图如下：
图1-4 I/O接线图
通过PPT引导学
生制定好任务计划：
完成：
I/O分配表
I/O接线图
45分钟
3、为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。

表1-4 PLC与GOT技能工作岛借用工具清单
序号名称
数
量
借出
时间
学生
签名
归还
时间
学生
签名
管理员
签名
1
2
3
4
4、为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。

表1-5 PLC与GOT技能工作岛借用材料清单
序号名称（型
号、规格）
数
量
借出质
量状况
及时间
学生
签名
归还质
量状况
及时间
学生
签名
管理员
签名
1 2 3 4
通过PPT引导学
生制定好任务计划：
完成：
填写工具清单
填写材料清单
45分钟
任务实施：
1、根据工具、材料清单到工作室内仓库领取实施任务所需要的工具及材料。

2、根据你制定PLC的I/O接线图在工作岛上进行接线。

参照PLC的I/O接线图，完成PLC与基础任务模型的连接；导线应可靠连接，切勿松动。

认真细心进行接线操作，切勿麻痹大意；接线完毕后要认真检查，杜绝出现错接、漏接现象。

3、根据以上信息，逐步编制出彩灯闪烁花样变化的控制程序如下：
（1）第一种闪烁花样控制程序：
（2）第二种闪烁花样控制程序：
（3）第三种闪烁花样控制程序：
4、通电操作
工作岛总电源开关合闸后，开启PLC电源及DC24V电源。

5、将以上程序录入编程软件，并下载到PLC中进行调试。

6、注意事项：
（1）必须在教师指引下，进行实操；
（2）先将PLC程序调试成功后，再启动24V电源，观察基础任务模型中的9个彩灯效果；
（3）任务完成后，应断开DC24V及PLC电源；
（4）实操过程必须遵守安全操作规程，注意人身及设备安全。

教师引导学生
实施任务。

学生在实施任
务的过程中，教师巡
回指导，收集学生完
成任务过程中出现
的问题。

打开PPT的动画
演示，让学生在调试
程序的过程中能非
常清楚任务要求
60分钟
任务评价：
1、学生自我评估与总结
（1）本次完成的任务是否按课时计划完成？
是□不是□
（2）能否掌握本次任务要求的教学内容？
完全掌握□大部分能掌握□只能掌握少部分□完全不懂□（3）你觉得自己在小组中发挥的作用是
主导作用□配合作用□旁观者作用□（4）你对自己的表现满意吗？
很满意□满意□不满意□
（5）你完成的任务计划实施结果是否正确？
正确□不正确□
2、小组评估与总结
（1）你小组的实训内容能按时完成吗？
能□不能□
（2）你小组的实训结果答案正确吗？
完全正确□大部分正确□小部分正确□
（3）小组分工、配合是否良好？
好□一般□
3、各小组派代表展示接线图、控制程序及彩灯闪烁效果（利用投影仪），并解析程序含义。

其他小组提出的改进建议：
4、教师评价与总结（根据各小组学生完成任务的表现，给予综合评价，同时给出本工作任务的正确答案供学生参考）
5、清洁保养及“6S”处理
在小组和教师都完成工作任务总结以后，关闭技能岛总电源，拆线，清点工具及实习材料，维护保养仪器设备，确保其工作在最佳工作状态，必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和材料。

教师引导，主要
由学生个人、小组和
教师完成相关的任
务评价
40分钟
6、评价表
表1-6 彩灯闪烁花样控制工作任务评价表
班级：姓名：学号：组号：指导教师：评
价项目评价标准
评价依据
（信息、佐证）
评价方式
权重
得
分
小
计
学生
自评
20%
小组
互评
30%
教师
评价
50%
职业素养1.遵守学校及企业规章制度、劳动纪
律
2.按时完成学习及工作任务
3.积极主动承担工作任务，勤学好问
4．人身安全与设备安全
5．工作岗位6S完成情况
1.出勤
2.工作态度
3.劳动纪律
4.团队协作精
神
0.3
专业能力1.熟练制作PLC的I/O分配表及接线
图
2.掌握传送指令和移位指令的综合应
用
3.熟练运用PLC编程软件进行彩灯闪
烁花样的编程设计方法
4.会独立进行程序的输入与调试
5. 具有较强的信息分析处理能力
1.操作的准确
性和规范性
2.工作页或项
目技术总结完
成情况
3.专业技能任
务完成情况
0.5
创新能力1.在任务完成过程中能提出自己的有
一定见解的方案
2.在教学或生产管理上提出具有创新
性建议
1.方案的可行
性及意义
２.建议的可
行性
0.2
综
合
评
价指导教师签名：日期：
教师讲评及任务拓展：（一）教师总结点评
1、教师对整个工作任务完成过程加以总结，指出不足之处。

2、针对存在问题和相关工作任务的理论知识（学材工作页）讲解。

3、完成工作任务过程整体表现及个人表现点评。

（二）任务拓展
在本工作任务控制要求的基础上，增加以下功能，应如何修改PLC程序？
1、增加2种闪烁花样，具体要求如下：
①彩灯从HL1开始一次点亮一个，间隔1S后熄灭。

从左到右执行，当亮至第九个HL9时，再从右到左执行，1S后全灭，至下一种花样；
②彩灯从HL1和HL9同时往中间间隔1S依次点亮彩灯，直至全亮，1S后全灭，结束后，返回第1种花样。

2、增加一个暂停按钮，在任何时刻按下暂停按钮，彩灯立即熄灭，松开暂停按钮，彩灯从暂停的状态开始继续闪烁。

提示：使用特殊辅助继电器M8034；使用指令：［MOV K2M20 K2Y0］
教师总结整个
完成任务过程，分析
解决巡回指导时发
现的问题，讲述相关
理论知识。

多鼓励、
多肯定、多赞扬学生
的表现，引导学生发
现和解决问题。

利用制作好的
任务拓展动画效果，
直观地演示给学生
观看，让学生清楚了
解拓展任务要求
40分钟。