《PLC技术基础与编程实训》教案

第三届全国中小学“教学中的互联网搜索”

优秀教学案例评选

学校：江西省南康市职业中等专业学校

姓名：赖昌标

学科：PLC应用技术

电话：0 7 9 7 – 6 5 6 7 0 7 8

手机：1 3 9 7 0 7 6 4 5 5 4

联系地址：江西省南康市职业中等专业学校

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第三届全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选

教案设计

一、教案背景

1、面向学生：职业中专电子电工类学生。

2、学科：《PLC技术基础与编程实训》

3、内容：项目五、PLC程序设计实训

按钮控制灯的程序设计。

3、课时：4课时。

4、学生课前准备：

（1）课前预习本节内容，要求以实训小组为单位完成预习任务。

（2）回顾如下内容：PLC输入、输出继电器；PLC输入、输出指令的运用；编程软件FXGPWIN的使用和操作等，为完成本实训做好准备。

（3）让学生提出预习中遇到的问题。

二、教学课题：

项目五、PLC程序设计实训

任务一、按钮控制灯的程序设计

知识目标：

1、掌握PLC输入、输出指令的运用。

2、会编写简单的梯形图，能独立完成PLC的接线。

3、掌握编程软件FXGPWIN的使用和操作。

能力目标：

学生能够独立在PLC实训桌上完成接线，用PLC指令编简单的程序，用开关控制指示灯的亮灭。

三、教材分析

本课教材分六个项目，某个项目有若干任务。项目五是学生自己进行程序设计的开始，让学生在实际问题情景中，发挥主观能动性，综合应用已学习知识和新学习的PLC基本指令知识，设计和调试控制程序，从而感受和掌握PLC控制系统设计的一般工作流程，掌握PLC编程元件的功能、地址编号和编程应用以及基本指令的编程应用；掌握编程软件FXGPWIN的使用和操作；能独立完成PLC的接线，体验解决实际问题的过程。

【教学重点】：

1、掌握PLC输入、输出指令的运用。

2、简单梯形图的编写。

3、编程软件FXGPWIN的使用和操作

【教学难点】：

1、梯形图的编写。

2、PLC的接线。

【器材准备】：

FX2N-48MR型PLC主机、指示灯、编程电缆、连接导线

四、教学方法：

【教学方法】：多媒体演示、分组实训、合作探究。

【教学手段】：互联网、多媒体PPT课件。

在备课前的过程中，我用百度在网上搜索“PLC”的相关教学资料，找了很多的教案作参考，确定了课堂教学形式和方法。并根据课堂教学需要，利用百度搜索找到了许多的文字资料和视频资料，下载后做成PPT课件给同学们演示，增加了学生听觉上和视觉上的直观感受，帮助同学们形成了切身体验，增强了教学效果，提高了教学的质量。

五、教学过程：

任务一：复习输入、输出继电器

一、输入继电器（X）

1、定义：在PLC内部与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用八进制编号。可以是常开触点，也可以是常闭触点。

【百度知道】：https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/question/333676295.html

2、编号范围：X000～X007；X010～X017；X020～X027。

3、注意点：输入继电器不能由程序驱动，只能用来接收外部输入信号。

4、程序符号：常开触点：常闭触点：

【百度网页】：

https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/sanling/yuanjian/plc%20shurujidianqi.htm

二、输出继电器（Y）

1、定义：采用八进制编号，有内部触点和外部触点,由程序驱动。

2、编号范围：Y000～Y007；Y010～Y017；Y020～Y027。

3、程序符号：线圈：常开触点：常闭触点：

【百度网页】：

https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/sanling/yuanjian/plc%20shuchujidianqi.htm

任务二：复习输入、输出指令

1、输入指令

（1）LD（取指令）一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。

（2）LDI（取反指令）一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。

输入指令的使用说明：

（1）LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算；

（2）LD、LDI指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S；

2、输出类指令(OUT)

当能流到达线圈时，OUT指令使线圈存储单元置1，能流失去时置0

当为输出继电器时，OUT指令的执行意味对应输出口置1，该口上连接的执行继电器动作，而为其他元件时，仅有相应存储单元的状态发生变化

【百度网页】：https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/prog/tixingtu/IO.htm

任务三、复习三菱PLC编程软件

先多媒体演示后学生分组自己操作。

1、双击图标，进入FXGPWIN的编程环境，编程环境如下图：

2、点击工具栏中的“新文件”快捷键，建立新文件。

3、出现PLC选型界面，选择FX2n系列（我们实验室的机型）

4、选择好PLC型号后按确认键即可进入编辑界面，在视图中切换到梯形图编辑界面，新文件建立完成。

5、单击常开图标，出现如下对话框。

6、在对话框中填入相应的软元件编号（如X0），点确认，则屏幕显示如下：

7、单击输出线圈（圆括号）的图标，出现如下对话框。

8、在对话框中填入相应的软元件编号（如Y0），点确认，则屏幕显示如下：

9、在对话框中填入END，表示程序编写已经结束，点确认，则屏幕显示：

10、程序编写完成后，按“F4”或按工具栏上的“转换”快捷键，实行转换，屏幕上的程序由灰色变成白色。

说明：如不能转换，则软件会显示出错。对步数较多的程序而言，可以边编写边转换，以便及时发现错误；对步数较少的程序而言，可以一起编好后再转换。

11、程序传入PLC

(1)把PLC的“RUN—STOP”开关打到“STOP”处（在PLC的面板上）

(2)连接好PLC和计算机的通讯电缆。

(3)点击菜单栏中的“PLC”，再点“传送”、“写出”，屏幕显示如下：

(4)点“写出”，出现如下对话框：

你可以点所有范围，这样速度比较慢；你也可以点范围设置，使用实际步数（梯形图显示步数），点确认即可。到此，一个简单的PLC程序就编写、输入完成了。

(5)把RUN—STOP开关打到“RUN”处，使PLC处于运行状态。

12、对程序运行情况进行监控，在调试程序的过程中，往往需要知道程序的运行情况，以便于修改或调整，这时，可利用软件的监控功能，对程序运行情况进行监控。点击工具栏中的“监控”快捷键。

说明：在监控的情况下，程序中蓝颜色的表示软元件已接通，反之表示断开。

13、编写好之后，若要保存，点击工具栏中的“保存”快捷键。

(1)出现保存对话框

(2)先在存盘的地方预先新建一个文件夹（本例为桌面上的PLC例子文件夹），在对话框中起好文件名，选择好路径（桌面上的PLC例子文件夹）。

(3)点确定，出现如下另存为对话框，再点确认即可完成文件的保存（文件题头名可写可不写）。

14、打开新文件

(1)打开编程软件，点击工具栏中的“打开”快捷键。

(2)出现打开对话框。

(3)选择路径，找到需要的文件。

(4)双击”文件名（N）”中的文件(PLC实训.PMW),点确认即可。

【百度视频】：三菱PLC视频教程：

https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/show/G5T4ZkkpYre7q3q1.html

任务四：指示灯的点动控制

设计要求：

按下开关SB1,指示灯HL1亮。松开开关SB1,指示灯HL1灭。设计PLC控制电路，画出梯形图。

引入一个新的概念：点动。

【百度知道】：https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/question/129307570.html

问题一：开关接在外部的用什么表示？指示灯又用什么表示？

1、根据以上要求，列出PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点

按钮SB1 X0 HL1 Y0

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图。

3、指令表程序：

步指令操作数

0 LD X0

1 OUT Y0

2 END

4、将梯形图传入到PLC中。

5、外部接线，如图：

6、运行演示程序功能。

任务五：指示灯的连续点亮控制

思考：日常生活中，我们按下开关，日光灯一直亮着。那怎样使HL1一直亮着呢？

设计要求：

按下开关SB1,指示灯HL1点亮。松开开关SB1,指示灯HL1保持点亮。设计PLC 控制电路，画出梯形图。

引入一个新的概念：自锁

【百度知道】：https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,/question/129307570.html

1、根据以上要求，列出PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点

按钮SB1 X1 HL1 Y1

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图。

3、指令表程序：

步指令操作数

0 LD X1

1 OR Y1

2 OUT Y1

3 END

4、将梯形图传入到PLC中。

5、外部接线，如图：

6、运行演示程序功能。

任务六：指示灯的连续点亮和熄灭

问题：有了线圈Y001的自锁，指示灯HL1一直亮着，这样浪费电能，那怎样让它熄灭呢？

设计要求：

按下按钮SB1指示灯HL亮；按下SB2,指示灯HL1灭。设计PLC控制电路。

1、根据以上要求，列出PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点

按钮SB1 X0 HL1 Y1

按钮SB2 X1

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图：

3、指令表程序：

步指令操作数

0 LD X0

1 OR Y1

2 ANI X1

3 OUT Y1

4 END

4、将梯形图传入到PLC中。

5.、外部接线，如图：

6、运行演示程序功能。

任务七、实训项目验收及评价（学生自评、互评，教师评价）

1、结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩，注意引导归纳PLC控制设计的一般工作流程。

2、展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。

实训项目考核评分标准：

项目内容设计要求评分标准

配

分

自评分互评分

教师

评分

电路设计根据要求，列

出PLC控制I/O

分配表，设计

梯形图及PLC

接线，列出指

令表。

I/O分配不正确，每处扣

1分；梯形图不正确或画

法不规范，每处扣2分；

接线图不正确，每处扣2

分；指令有错，每处扣2

分。

25

安装接线能按设计的

PLC接线图进

行正确的接

线。

接线不正确，每处扣2分；

布线不整齐、不均称、不

合理，每处扣1分；不按

PLC控制I/O分配表接

线，每处扣2分。

35

程序输入熟练操作编程

软件，按要求

不熟练操作，每处扣1分；

不会用删除、插入、修改

30

调试进行模拟调

试，达到设计

要求。等命令，每项扣2分；一次调试不成功的扣20分；二次调试不成功的扣30分。

安全文明生产能够安全文明

生产，保证人

向安全。

违反安全文明生产规程

的扣10分。10

学生自评表格

实训任务完成进度做得好的方面不足、需要改进的方面

教师评价表格

实训表现学生进步的方面学生不足、需要改进的方面

练一练：

题目一：按下按钮SB1，指示灯HL1、HL2均亮；按下按钮SB2，指示灯HL1、HL2均灭。设计PLC控制电路，画出梯形图。

分析：启动按钮控制HL1、HL2亮；停止按钮控制HL1、HL2灭。

1、根据以上要求，列出指示灯HL1、HL2的PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点启动按钮X1 指示灯HL1 Y1

停止按钮X2 指示灯HL2 Y2

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图

3、将梯形图传入到PLC中。

4、外部接线，如图：

5、运行。

思考：这个梯形图可以简化吗？

题目二：按下SB1，指示灯HL1亮；按下SB2，指示灯HL2亮;按下SB3，指示灯HL1、HL2均灭。设计PLC控制电路。

1、根据以上要求，列出指示灯HL1、HL2的PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点

SB1 X1 HL1 Y1

SB2 X2 HL2 Y2

SB3 X3

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图

3、将梯形图传入到PLC中。

4、外部接线，如图：

5、运行。

题目三：按下SB1，指示灯HL1亮；按下SB2，指示灯HL2亮;按下SB3，指示灯HL3亮。按下SB4，指示灯均灭。设计PLC控制电路，画出梯形图。

1、根据以上要求，列出PLC的输入/输出点分配表。

输入输出

名称输入点名称输出点

SB1 X1 HL1 Y1

SB2 X2 HL2 Y2

SB3 X3 HL3 Y3

SB4 X4

2、利用三菱PLC编程软件FXGPWIN编写梯形图

3、将梯形图传入到PLC中。

4、外部接线，如图：

5、运行。

六、教学反思

通过备教材，理解了知识点在大纲中的作用及地位；通过备学生，使自己的备课和教学更具目标性和目的性。梯形图是PLC的一种编程语言，是重点也是难点，通过本课的实训，理解梯形图这种编程方法的设计思维，让学生感觉有成就感，也进一步理解了梯形图的含义、形式、构成规则。逐步学会梯形图的设计方法和步骤，增强学生学习PLC的兴趣。通过多媒体的教学手段，为教学节约了时间，使学生的学习变得更直观。通过演示，使学生身临其景，活跃了课堂气氛，加强了与学生的互动，达到了较好的教学效果。

七、教师个人介绍

省份：江西省学校：江西省南康市职业中等专业学校姓名：赖昌标

职称：中学高级电话：139******** 电子邮件：lbl123456789@https://www.wendangku.net/doc/ea279662.html,

通讯地址：江西省南康市职业中等专业学校

个人介绍：

赖昌标，男，江西省南康市职业中等专业学校教师，学校电子电工专业学科带头人。自1988年从事职业教育以来，从事班主任工作已经有二十多年的时间了。先后被学校评为优秀班主任、优秀教师。多年带领学生参加省市竞赛先后获得个人一、二、三等奖和团体一、二、三等奖及优秀指导教师奖。