人民邮电出版社三菱PLC系统化编程方法的教学内容

教学内容：

项目六、交通灯控制系统程序设计

设计理念：

秉承“学做一体”的理念，通过情景化项目教学设计模式，将专业基础课程与生产生活实践相结合，突出应用性和实用性，通过情景化、体验式实现知识的应用，以及基于项目的学习。 过程中让学生体验生活情境，提高学生的专业能力和职业素质，为学生就业打下坚实的基础。

教材分析与处理：

本课题选自人民邮电出版社出版的三菱PLC教材和三菱公司的Gx.31中文版软件。 本专题设计的知识点在教材中起着非常重要的作用。 通过现实生活场景设置和程序演练，应用项目教学方法，让学生根据所学的状态转移图和步骤指令熟练运用编程方法。

学术分析：

PLC技术是电工的一门重要的专业技能课程，是学生今后从事控制工程技术的基础。 在学习本课程之前，学生已经学习了基本的PLC程序、基本元件、状态转移图和SFC编程语言。 本课程就是要实现上述系统化编程方法的应用。 学生对生产、生活中的实际事物更加感兴趣，学习的主动性和积极性更高。 另外，通过实验箱的模拟编程，学生会有更直观的感受，可以有效提高学生的学习效果。

教学目标：

知识与能力： 1、能够运用PLC控制十字路口信号灯的系统设计方法。 2、巩固状态转移图和调试方法的应用。 3、在编写交通灯程序的过程中，了解编程技巧和注意事项。

过程和方法：通过情景教学过程和项目教学方法，使学生对如何实现交通灯系统的设计有一个整体的了解。

情感态度和价值观： 1、培养学生的职业兴趣。 2、培养学生的思维和分析能力。 3、养成认真规范的学习作风。

教学重点：

学习根据实际控制需求制作状态表

2、系统化的设计步骤和调试方法

教学难点：

在巩固状态转移图和I/O分配表的基础上实现熟练的系统调试

教学流程：

1. 创造情境

请先仔细观看视频。 这是一位同学在每天上学必经的路口拍摄的视频：

老师问：请注意视频中发生了什么？ 这位学生遇到了什么问题？ 我们该如何帮助他解决呢？

学生回答：这个路口堵车。 这位同学每天都必须迟到。 他很可怜。

这个路口应该有红绿灯。

问：我们可以在这个路口设置红绿灯吗？

一起回答：是的

师：好，今天我们来学习如何用PLC来设计交通灯。

【设计方案】

1、创设情景，激发兴趣，体现所学内容的专业性和实用性。

2. 呈现有趣的虚拟场景，吸引学生注意力，专注课堂。

2.任务驱动

请为交通路口设计两种颜色的交通灯。 具体控制要求如下：

当显示供电等待信号时，按下启动按钮，信号灯系统要求系统开始工作。 按下停止按钮，所有灯熄灭。 同时要求采用步进单流顺序控制结构来实现编程设计。

任务1，分析与控制，需要结合所学知识，填写状态表，绘制状态转移图。

教师问题1：请回想一下你所见过的最简单的交通信号灯是如何工作的。 学生1：有红灯和绿灯。 如果笔直的道路上是绿灯，那么在人行横道上必须是红灯，否则就会发生车祸。 教师问题2：那么直道上的绿灯会一直亮着还是会变成红灯呢？ 规则是什么？ 学生2：几秒钟后，不同的颜色会交替亮起。 而且它总是日复一日、年复一年地循环变化。 只需设计两个灯的变化，让它们循环即可。 师：那么请分析上面的水平和垂直控制要求，找出图1波形图的变化规律，并假设5S是一个状态（如S20）。 将对应时间开启的灯光颜色和输出口Y填入下面的状态表中，完成工作页。 最后，请快速完成任务的小组派一名代表介绍结果并给予适当的解释。

学生3：上台并在表格中填写状态结果。 同时说明第一状态为横绿灯竖红灯亮5S，第二状态改为横红灯竖绿灯亮5S。 两个状态灯的颜色正好相反。

师：嗯，这位同学分析得很好，那我们现在就按照我们已经学过的状态转移图的形式来画表。 每个人都用记号笔将结果写在白纸上，并派一名代表将结果贴在黑板上。 此时插入对状态转移图的绘制方法和步骤的回顾。

【设计方案】

采用小步骤教学并考虑学生的接受能力。

2.巩固状态转移图等知识点

任务2：请根据图1控制要求列出I/O地址分配表，并完成实验箱的接线。

实验盒模块界面介绍：

请注意模块有多少个灯、颜色、接口、方向。 学生5回答：一共有十二个灯，三种颜色，六个接口，两个方向。

老师问：为什么十二盏灯只有六个插座？

学生6：可能同一方向相同颜色的灯一起使用并使用相同的接口。

师：你真聪明，这一切你都猜到了。 那么你觉得画一个界面两个灯应该怎么做呢？ 请注意图中的连接状态。

老师问：你能找到波形图中的I/O端口并列出来吗？

学生4：输入变量为X0，输出变量为Y0、Y2、Y4、Y6，并在黑板上填写表格。 结果是：

师：现在请根据I/O表对应的情况，完成自己组的接线。

任务3：请按照所学的方法，使用软件中的SFC编程语言将状态转移图输入计算机。 SFC方法的复习可以穿插进行。 各组学生开始将程序输入到自己组的电脑中，老师在一旁巡视，指导遇到问题的学生解决问题。

任务4：结合硬件和软件程序对结果进行调试，实现相应的控制要求。 当学生分配任务时，老师出去检查，及时解答问题，如有错误，继续修改和改进。 学生完成实验箱模拟的系统调试、操作控制过程、观察分析结果、记录实验结果。

查看设置：

检查每组的完成情况并记录在笔记本上。 已完成的组指导未完成组的编程。

任务 5. 发展培训

师：请根据原来的控制要求更改以下功能。

红灯熄灭15秒后，绿灯亮起。

10 秒后绿灯熄灭，黄灯亮起。

5秒后黄灯熄灭，红灯亮起。