汽車車身電控系統(tǒng)檢測與修復(fù) 第3版 教案20 機(jī)械手的PLC控制

教案20機(jī)械手的PLC控制授課基本信息教學(xué)項目機(jī)械手的PLC控制教學(xué)任務(wù)機(jī)械手的plc控制授課學(xué)時2學(xué)時授課班級機(jī)電一體化技術(shù)2021-3（47人）授學(xué)時間第十一周星期五授課地點9202可編程控制實訓(xùn)室授課形式線上線下混合式教學(xué)分析教材選用西門子PLC項目式教程.張志田主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2017.1參考資料：1、S7-200編程手冊2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試.陶泉主編.北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.8教學(xué)內(nèi)容分析本次任務(wù)圍繞可編程控制系統(tǒng)安裝調(diào)試、技術(shù)支持等職業(yè)能力，以前面所學(xué)的順序控制為載體，對接“1+X”可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)要求中可編程控制器邏輯指令編程等考核內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生熟悉梯形圖順序控制編程邏輯，掌握順序控制指令的使用，具備分析和設(shè)計控制程序的能力，熟悉機(jī)械手控制基本思路，掌握利用順序控制指令和其他基本指令的用法，結(jié)合案例引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣，培養(yǎng)團(tuán)隊的合作能力。學(xué)情分析知識和技能基礎(chǔ)分析：通過前導(dǎo)模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了傳送指令和移位指令編程的方法，具備了應(yīng)用傳送指令或者移位指令設(shè)計順序動作程序的基本技能和實踐能力。在課前的小測驗中，多數(shù)同學(xué)都完成了線上測試，從教學(xué)平臺互動的反饋來看，學(xué)生對于順序控制指令編輯較為復(fù)雜一點的程序存在一定困難。認(rèn)知和實踐能力分析：學(xué)生對知識理解和職業(yè)素養(yǎng)上有了一定的提升，但在自主分析和綜合應(yīng)用方面有待加強(qiáng)，需要強(qiáng)化學(xué)生對前后知識的融會貫通與綜合應(yīng)用實踐能力。由上次的實踐課的結(jié)果看，一些同學(xué)已經(jīng)掌握了較為復(fù)雜有點的編程思路，但是對于應(yīng)用多種指令結(jié)合的的控制任務(wù)的實現(xiàn)不太熟練，對于程序調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題還不能快速正確處理。學(xué)習(xí)特點分析：在前導(dǎo)模塊的學(xué)習(xí)中，部分學(xué)生面對PLC程序的調(diào)試有點不夠自信，較為復(fù)雜一點的指令不太能夠熟練應(yīng)用，但是對于基礎(chǔ)的編程能力所有提高，對于硬件部分的故障處理能力有所提高。教學(xué)實施調(diào)整；1.針對相關(guān)知識點重點，如梯形圖編輯，順序控制指令的使用規(guī)律等，教師在課堂教學(xué)中利用微課視頻、結(jié)合更多案例進(jìn)行重點分析講解，有針對性的擴(kuò)展較為復(fù)雜一點的的任務(wù)訓(xùn)練。2.針對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不太好的學(xué)生，可通過小組成員傳幫帶和課后談心鼓勵等手段，增強(qiáng)學(xué)生能力與自信心，提升學(xué)習(xí)興趣，勇于挑戰(zhàn)自我。教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.樹立自主學(xué)習(xí)的意識2.通過小組分工和協(xié)作，樹立團(tuán)隊協(xié)作的意識知識目標(biāo)1.熟悉順序控制指令的結(jié)構(gòu)與使用2.掌握流程圖的編制與梯形圖轉(zhuǎn)化3.掌握利用順序控制指令實現(xiàn)機(jī)械手控制的方法能力目標(biāo)1.能根據(jù)控制要求編輯控制程序2.能夠熟練應(yīng)用順序控制指令完成機(jī)械手的控制教學(xué)重點難點教學(xué)重點1.順序控制指令的應(yīng)用2.機(jī)械手PLC控制的編程方法教學(xué)難點1.機(jī)械手PLC控制的軟硬件調(diào)試教學(xué)方法任務(wù)驅(qū)動法、小組協(xié)作法、自主探究法教學(xué)資源1.課程資源：國家職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫課程《可編程控制器技術(shù)（PLC）》、省精品在線開放課程《可編程控制技術(shù)及應(yīng)用》；2.教學(xué)平臺：超星“學(xué)習(xí)通APP”平臺、校企共建共享“智慧工廠”平臺；3.教學(xué)場地：可編程理實一體教室。教學(xué)流程1，回顧上節(jié)所學(xué)知識（可編程控制系統(tǒng)的設(shè)計方法）（插入課程思政：學(xué)會批評與自我批評。）2，任務(wù)導(dǎo)入，自動化生產(chǎn)線上傳送帶的輸送視頻導(dǎo)入機(jī)械手的控制。3，任務(wù)分析（1）分析輸入輸出（2）繪制外部接線圖與控制流程圖（3）流程圖轉(zhuǎn)化為梯形圖（重難點）4，擴(kuò)展訓(xùn)練：利用傳送指令（或者其他指令）實現(xiàn)對機(jī)械手的控制。5，展示講解學(xué)生的設(shè)計：總結(jié)學(xué)生的主要錯誤點示范講解如何改進(jìn)。6，評價與總結(jié)教學(xué)實施課前教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動自主學(xué)習(xí)分析機(jī)械手控制的任務(wù)要求：動作順序：機(jī)械手從原位-夾爪放松-下降-抓緊-上升-右移-下降-放松-上升-左移-至原位停止1.【任務(wù)發(fā)布】線上發(fā)放課前任務(wù)單，發(fā)布“機(jī)械手控制”微課視頻，設(shè)定挑戰(zhàn)性任務(wù)與達(dá)標(biāo)性任務(wù)供學(xué)生選擇。達(dá)標(biāo)性任務(wù)：利用順序控制指令實現(xiàn)機(jī)械手的控制，要求：分析I/O分配，繪制梯形圖。挑戰(zhàn)性任務(wù)：實現(xiàn)利用其它指令實現(xiàn)機(jī)械手的控制。2.【檢查優(yōu)化】檢查課前學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況，并根據(jù)學(xué)習(xí)平臺課前測驗等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，調(diào)整優(yōu)化教學(xué)設(shè)計；3.【線上答疑】回復(fù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程中提出的問題。1.【自主學(xué)習(xí)】對照課前任務(wù)單的要求，自主選擇分層任務(wù)；2.【課前練習(xí)】觀看“機(jī)械手控制的原理和方法”微課視頻，完成課前測驗等線上活動；3.【線上提問】在線提出課前自主學(xué)習(xí)中遇到的問題。課中教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動上節(jié)課內(nèi)容鞏固5min1.可編程控制系統(tǒng)的設(shè)計方法1.【問題引導(dǎo)】梯形圖設(shè)計中出現(xiàn)的常見問題2.【分析講解】實踐課的常見軟硬件講解與處理方法【課堂討論】學(xué)生針對教師提問進(jìn)行課堂討論，并回答知識講授20min任務(wù)引入5min1.生產(chǎn)線上機(jī)械手抓取工件控制的視頻2.引出控制任務(wù)（解決教學(xué)重點1）。1.【微課展示】學(xué)習(xí)通微課展示2.【思考】引導(dǎo)學(xué)生思考是如何利用PLC實現(xiàn)控制任務(wù)？1.【主題討論】學(xué)生針對教師提問進(jìn)行課堂討論，并將結(jié)果上傳至超星平臺；2.【舉手回答】回答實現(xiàn)任務(wù)的方式。線上測試5min1.分析輸入輸出2.分析外部接線圖3.控制流程圖1.【發(fā)布測試】在學(xué)習(xí)通APP發(fā)布網(wǎng)絡(luò)課程任務(wù)及線上測試；2.【測試分析】教師根據(jù)線上統(tǒng)計測試情況，針對錯誤率高的知識點進(jìn)行重點講解。1.【參加測試】在學(xué)習(xí)通APP觀看操作視頻并參加線上測試，檢驗學(xué)習(xí)效果；2.【聆聽分析】聆聽易錯知識點，在實訓(xùn)報告本上完成I/O分配表一級外部接線圖。程序設(shè)計10min1.控制流程圖2.梯形圖設(shè)計1.【指令分析】分析順序控制指令的使用2.【示范講解】講解機(jī)械手程序的編程思路，邀請同學(xué)上臺編寫完整程序。1.【聆聽講解】獲取任務(wù)信息，聽取老師分析位移位寄存器指令在本任務(wù)如何使用2【小組討論】通過小組討論，討論程序的編寫規(guī)律。實操練習(xí)60minPLC外部接線5min1根據(jù)外部接線圖完成I/O接線【巡回指導(dǎo)】教師巡回指導(dǎo)，及時糾正和示范，重點關(guān)注指導(dǎo)選擇達(dá)標(biāo)性任務(wù)、基礎(chǔ)欠佳的同學(xué)。根據(jù)要求完成接線，小組之間互相檢查有無錯誤之處。程序編輯10min1.講解學(xué)生設(shè)計的程序1.【講解】講解學(xué)生設(shè)計的程序的不足之處，完善程序。2.【檢查】檢查學(xué)生的錯誤之處1.【軟件操作】學(xué)生在電腦上完成程序編輯與下載2.【聆聽講解】聆聽老師的講解。避免出現(xiàn)類似錯誤3.將程序切換至監(jiān)控狀態(tài)，觀察程序運行狀態(tài)。練技能15min1.分析之前程序的輸入輸出2.完成任務(wù)控制的過程要求1.【任務(wù)分析】分析任務(wù)控制要求；2.【分組任務(wù)】分析操作方法，知道如何查找故障【小組合作】完成任務(wù)操作過程，在實訓(xùn)報告本上完成程序設(shè)計與操作過程。擴(kuò)展訓(xùn)練30min利用其他指令或者方法實現(xiàn)本任務(wù)的控制1，引導(dǎo)學(xué)生完成I/O分配和外部接線；2，指導(dǎo)程序設(shè)計1，聆聽老師講解2，參照之前設(shè)計完成擴(kuò)展任務(wù)評價與小結(jié)5min任務(wù)點評教師總結(jié)1.【教師評價】教師對各小組的I/O分配與外部接線圖的完成情況以及程序的運行和操作情況進(jìn)行評價；2.【課堂小結(jié)】總結(jié)今日所學(xué)內(nèi)容【聽取總結(jié)】梳理并鞏固已學(xué)知識點。課后教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動作業(yè)作業(yè)：完成實訓(xùn)報告布置課后作業(yè)并在超星平臺發(fā)布。完成課后作業(yè)并上傳至超星平臺?？己嗽u價基于超星平臺和“智慧工廠”平臺，以教師對小組評價為主，學(xué)生互評為輔，結(jié)合學(xué)習(xí)平臺評價，實現(xiàn)對學(xué)生知識、能力、素質(zhì)及個性特征進(jìn)行線上線下全方位的考核。關(guān)注學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)與技能的培養(yǎng)，將可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)融入評價標(biāo)準(zhǔn)，實施多元評價，探索增值評價。評分項目見下表，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見評分細(xì)則。評分項目（比重）考核內(nèi)容評價主體學(xué)習(xí)過程課前學(xué)習(xí)（30%）資源學(xué)習(xí)進(jìn)度、課前互動、課前測驗結(jié)果平臺數(shù)據(jù)課堂活動（50%）參與投票、問卷、搶答、選人、討論、測驗、小組任務(wù)等課堂活動平臺數(shù)據(jù)課后學(xué)習(xí)（