1.3 液压单缸行程控制（教案）《液压与气动综合实训》（教科版）同步精品课堂

《液压与气动综合实训》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.3 液压单缸行程控制 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 学生在此前已对液压系统基础知识有一定了解，熟悉液压单缸的基本工作原理，但对基于 PLC 控制的液压单缸手动控制尚属初次接触。对于西门子 S7 - 200 梯形图编程软件，学生缺乏软件安装及编程实操经验，软件安装步骤繁杂，可能使部分学生在操作时感到棘手。梯形图编程逻辑抽象，对学生逻辑思维能力要求较高，部分逻辑思维较弱的学生理解控制原理会有困难。在 PLC 接线方面，学生虽有一定电路知识基础，但面对实际的外部接线与现场接线，需将理论知识与实践紧密结合，这对他们的动手能力和问题解决能力是较大考验，可能出现接线错误、线序混乱等状况。 背景分析 在工业自动化进程加速的当下，PLC 控制技术广泛应用于各类液压系统，液压单缸作为基础执行单元，其手动控制的精准性和稳定性对生产效率和产品质量至关重要。西门子 S7 - 200 系列 PLC 凭借性能可靠、编程便捷等优势，成为工业领域常用设备。掌握与之相关的梯形图编程软件安装及编程方法，是学生迈向自动化控制领域的关键一步。同时，学生此前已学习液压系统基础知识，本节课通过 PLC 接线及编程将电气与液压知识融合，为其构建完整知识体系，顺应行业对复合型技术人才的需求。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 激发学生对 PLC 控制技术及液压系统的学习兴趣； 强调软件安装、编程及接线过程中的准确性和规范性，培养学生严谨认真的工作态度与职业素养。 准确地完成西门子 S7 - 200 梯形图编程软件的安装操作； 深入理解梯形图编程的基本语法、指令含义以及编程规则； 熟练掌握 PLC 外部接线与现场接线的方法。 引导学生进行逻辑分析与推理，培养其逻辑思维能力，能够根据实际控制需求设计合理的编程逻辑； 借助 PLC 外部接线与现场接线的实践操作，增强学生的动手能力与实际工程应用能力。 学习任务 描述 激发学生对 PLC 控制技术及液压系统的学习兴趣 完成西门子 S7 - 200 梯形图编程软件的安装操作 熟练掌握 PLC 外部接线与现场接线的方法 能够运用所学知识进行故障排查与分析 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 软件安装与基本操作 教学难点 梯形图编程核心知识理解 教学难点突破方法 利用多媒体教学手段，通过动画演示、仿真软件模拟等方式，直观展示梯形图程序的执行过程，帮助学生理解抽象的逻辑关系 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《液压与气动综合实训》，主编：陆勇星，2024年7月第1版；科学出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：激发学生对 PLC 控制技术及液压系统的学习兴趣 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、安装西门子 S7-200 梯形图编程软件 双击西门子 S7-200 梯形图编程软件安装文件“Setup.exe”图标[安装语言默认英语(图 1.24)，待安装完成，可进入编程界面 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 二、操作步骤 选择“Tools→Option→General→Language选项设置中文操作界面]，进入安装向导界面，选择安装目录，关注安装进度，设置性能参数，安装完成，具体操作如图 1.25~图1.29 所示。 主要讲解编程软件安装操作步骤。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、梯形图编程 单缸液压回路，利用 PLC 梯形图程序实现对液压缸行程的自动化顺序控制。定义输入点两个，分别为I0.0、I0.1;行程开关(又称限位开关)两个，分别为 I0.2、I0.3;输出点两个，分别为 Q0.0、Q0.1，YA1、YA2 对应三位四通O型中位机能电磁换向阀的左右位电磁铁。输入/输出地址分配如表 1.1和表 1.2所示。 PLC 梯形图控制电磁阀的得失电，电磁阀改变液压油的流动方向，液压油驱动执行机构运动，单缸顺序控制的关键在于 PLC 梯形图程序对电磁阀得失电的控制。单缸动作顺序控制：活塞杆右行至尽头触发右侧行程开关，活塞左行，运动至左侧尽头触发左侧行程开关，完成一个运动周期，动作顺序功能图如图1.31所示 编写的PLC 梯形图如图 1.32 所示，控制原理如下: 第一段:I0.0得电，M0.0线圈通电，常开触点闭合实现自锁，同时Q0.0得电，液压缸活塞杆右行接触行程开关I0.2(常开触点变常闭，常闭触点变常开)，Q0.0断电 第二段:I0.2闭合，Q0.1得电，液压缸活塞杆左推，接触行程开关10.3(常开触点变常闭，常闭触点变常开)，Q0.1断电，Q0.0得电，完成一个周期控制。 教师根据课本内容讲解梯形图编程相关知识。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 四、PLC 外部接线与现场接线 根据系统资源分配表以及液压单缸控制要求，按图1.33所示接线图完成PLC 外部接线 图1.34 所示为在液压实训台架上完成的外部现场接线 教师讲解PLC 外部接线与现场接线，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：说明梯形图中常开触点、常闭触点和线圈的作用。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 在这堂液压单缸手动控制课中，我们踏出了关键学习步伐。西门子 S7 - 200 梯形图编程软件安装是开启编程大门的钥匙，大家要牢记步骤，确保软件顺利运行。梯形图编程里，从基础触点认知到复杂控制逻辑搭建，都是实现精准控制的关键。而 PLC 外部接线与现场接线，是将理论转化为实际操作的纽带，规范操作才能保障系统稳定。职高学习重实践，希望大家课后反复练习，让知识在实操中扎根，为后续学习和职业发展助力 。​ 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） (1)PLC 接线完成后，发现控制系统无法正常工作，可能有哪些接线方面的原因？ (2)简述液压单缸手动控制中 PLC 控制的工作原理。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在本次教学中，软件安装部分通过实操演示，学生基本能掌握步骤，但对报错处理仍显生疏，今后应增加常见报错案例分析。梯形图编程及控制原理讲解时，虽引入大量实例，部分学生理解逻辑关系仍有困难，后续需强化逻辑推导练习。在 PLC 接线实践环节，学生动手积极性高，但接线速度与规范性参差不齐。后续教学应细化操作指导，增加小组互助，让学生相互学习，提升整体实践能力，以更好契合职高学生注重实践操作的培养方向。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$