交通信号灯的PLC控制教案.doc
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交通信号灯的PLC控制教案.doc
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交通信号灯的PLC控制
科
目
可编程控制器原理及应用
实训九、交通信号灯的PLC控制
授课
日期
课时
4
班级
授
课
方
式
课堂讲授+实训练习
作业题数
2
拟用时间
1h
教
学
目
的
应知:
建立步进顺控指令编程的思想模型,重点掌握并行性分支与汇合的编程方法,进一步了解PLC的扫描工作方式;
应会:
编写交通信号灯的控制系统的程序并调试、接线、通电,排除PLC输出端短路或断路的故障。
使用教学媒体
PPT、实物展示
重
点
1.重点掌握并行性分支与汇合的编程方法;
2.编写交通信号灯的控制系统的程序并调试、接线、通电及排除故障。
难
点
建立步进顺控指令编程的思想模型,进一步了解PLC的扫描工作方式;
教
学
回
顾
说
明
此课程为一体化课程,上课地点在PLC工控实训室。
审阅:
年 月 日
《实训九、交通信号灯的PLC控制》教案
教学总体设计 (4学时)第11周
一、课程导入(5分钟)。
交通信号灯运行情况模板展示。
二、新课内容:
动手尝试→讲解→动手改进(纠正学生易犯的错误)→单项考核→设置故障(PLC输出端短路或断路)、排查→总结、交流
1、运用上次课所教授的单一流程的顺控指令进行编程;(45分钟)
2、分析程序特点、介绍本次课教学目标,同时讲解并行性分支与汇合流程的特点及编程方法。
(20分钟)
3、学生改进程序、接线、通电,纠正学生易犯的错误(45分钟)
4、单项考核(25分钟)
5、设置故障、排查(20分钟)
三、介绍3个本单元常用专业英语单词。
(5分钟)
parallel(平行的) embranchment(分支) converge(汇合)
四、课程小结(10分钟)
五、布置作业(5分钟)
课程讲义
教学目标:
应知:
建立步进顺控指令编程的思想模型,重点掌握并行性分支与汇合的编程方法,进一步了解PLC的扫描工作方式;
应会:
编写交通信号灯的控制系统的程序并调试、接线、通电,排除PLC输出端短路或断路的故障。
教学重点:
1、重点掌握并行性分支与汇合的编程方法;
2、编写交通信号灯的控制系统的程序并调试、接线、通电及排除故障。
教具及实训室准备:
1. 交通信号灯运行情况模板;
2. PLC工控设备全套。
学生应带工具:
电工工具
教学过程:
一、教师给出控制要求,要求学生运用上次课所教授的单一流程的顺控指令进行编程,并上机调试、预通电。
(45分钟)(教师预先演示运行结果)
交通信号灯的PLC控制要求:
按SB1启动后,南北向绿灯亮,东西向红灯亮。
5S后,南北向绿灯闪烁3S(3次,每次亮、暗0.5秒),然后熄灭。
在绿灯熄灭同时,南北向黄灯闪烁2S(两次,每次亮、暗0.5秒),然后熄灭。
在该灯熄灭的同时,南北向红灯亮及东西向绿灯亮。
以下的变化规律与上述相同。
到南北向绿灯亮、东西向红灯亮开始第二个循环。
按停止按钮SB2后立即停止输出。
编程的过程中,教师巡回指导,解决和收集学生在编程过程中出现的问题并给予提示。
参考梯形图见图1。
二、分析程序特点、介绍本次课教学目标(20分钟)
通过观察,发现问题:
①流程发生状态转移时,下一状态得电,上一状态元件会自动复位、失电,这样是否会造成东西向、南北向红灯在状态转移过程中先熄灭瞬间再亮呢?
②流程可读性较混乱,且指令重复的情况较严重。
有没有更好的编程方法呢?
①问题解答:
不会。
因为PLC扫描一步用户程序所需的时间为0.74μs,而PLC输出端的响应时间大约为10ms。
即便以上程序两个状态之间相隔十步程序,扫描时间也不过是7.4μs,远远小于输出端的响应时间。
也就是说,即便PLC的状态继电器发生了转移,但输出继电器来不及响应,所以不会影响程序的运行效果。
但必须明确,此时状态转移的规律是不会改变的。
②我们可以发现南北向与东西向的交通灯的运行规律相同,动作相互不影响,其实就是两个顺控流程,但如何将两个顺控流程联系起来呢?
这就是我们要介绍的并行性分支与汇合的编程方法。
(图2)
图1 图2
这种编程方法,思路清晰,流程图可读性强,功能不重复,最大限度缩减了指令,且无须考虑输出端的响应时间等问题。
采用的指令是:
并行分支——连续的SET指令,并行汇合——连续的STL指令。
但连续使用的次数不能超过8个。
三、学生改进程序、接线、通电(45分钟)
1.分配PLC的输入点和输出点,外围设备接线图:
2.参考梯形图、指令表
3.并行性分支与汇合易出现的问题:
下面流程是错误的。
(图5)
四、单项考核(25分钟)
考核项目
考核内容
扣分标准
配分
扣分记录及备注
得分
交通信号灯的控制
1.输入、输出端分配图
分配错误一处扣5分
15分
2.编写程序
编写错误一处扣5分
30分
3.PLC及红、绿、黄灯的系统接线工艺
可依据实际情况评定
15分
4.程序运行时交通灯工作正常
第一次运行不正常扣20分;第二次仍不正常不得分
40分
安全文明生产
违反安全操作规定,或不整理实训设备扣5~45分
五、设置故障、排查(20分钟)
由于在一开始,教师给四个同学提供的PLC设备存在输出端短路或断路的问题,使得这四名同学始终无法得到正确的输出结果。
(教师演示由于PLC:
Y2短路的运行结果)。
最后当全班评分结束,鼓励大家帮助这四名同学。
最后,在教师的提醒下,学生可发现其实并非同学编写的程序有问题,而是PLC的输出端有故障,从而导致交通灯不能正确指示。
如下图:
若发生短路,则用万用表可检测到电阻为零;
若输出端断路,则可以利用程序检测。
如下图:
由此,同学可得出教训,虽然PLC的故障率低,但在使用前,稳妥起见,必须检查输出端是否完好。
六、总结与交流(10分钟)
1.讲解学生好的创意和思路(闪烁电路的设计)。
2.目前深圳市采用的交通信号灯控制系统采用的是什么控制?
为什么没有时间显示呢?
但在关外,某些路口则有。
采用的是电脑联网监控。
该系统能根据过往车流量的大小自动调节交通灯的时间,有效地缓解交通高峰期的“长队”现象。
七、布置作业(5分钟)
1.将交通灯信号灯编程用基本指令完成,并体会两种编程方法的差别,以及顺控指令的适用场合。
2.预习:
下次课我们我们来编写一个大小球分检系统的程序,它的控制与交通信号灯的控制有什么区别呢?
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- 关 键 词:
- 交通 信号灯 PLC 控制 教案