1.2 PLC 的组成及硬件配置(教案)《PLC技术及应用》(高教版·第2版)同步精品课堂

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《PLC技术及应用》教案

详细教案

一、设计摘要

课程课题

任务1.2 PLC 的组成及硬件配置

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

学生以具象思维为主,对 “实物观察”“动手操作” 的学习形式接受度高:通过 PLC 实物拆解、接口接线等实操活动,能快速建立 “硬件部件名称” 与 “物理结构” 的对应关系,例如观察电源模块的电压标识、I/O 模块的端子编号后,可快速记忆部件功能;对 “案例化教学” 兴趣浓厚,结合 “电机启停控制”“指示灯闪烁” 等熟悉的控制场景讲解硬件配置,能有效激发学习兴趣,提升知识应用能力。

背景分析

在汽车生产线、智能仓储、新能源装备等场景中,需通过 PLC 连接多类型传感器(温度、压力、视觉传感器)与执行器(机械臂、变频器、电磁阀),这要求技术人员精准掌握 “电源模块供电匹配”“I/O 模块信号转换”“I/O 扩展接口扩容” 等硬件知识,才能实现多设备协同控制;若硬件配置不当(如输出模块类型选错、电源供电不足),可能导致设备误动作、生产线停机,造成经济损失。

学习目标

设定

素质目标

知识目标

能力(技能)目标

通过理解各硬件部件的协同工作逻辑(如 CPU 扫描周期与 I/O 信号的时序关系、电源模块供电与部件稳定性的关联),认识到 PLC 硬件配置需遵循 “参

能区分易混淆部件的特性差异:如三种输出模块(继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出)的负载适配性、通信接口(RS232/RS485 / 以太网)的通信参数与适用场景、不同类型存储器(ROM/RAM/EEPROM)的读写权限与数据保存特性,避

具备基础硬件识别能力:能对照 PLC 实物或结构图,准确指认六大核心部件,并结合部件标识(如电源模块的电压标识、I/O 模块的端子编号)说明其关键参数,初步实现 “理论知识→实物对应” 的转化。

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数匹配、逻辑严谨” 的工业标准,树立规范操作与精准配置的意识。

免概念混淆。

 

学习任务

描述

能准确说出 PLC 硬件系统的六大核心部件(电源模块、外设通信接口、存储器、中央处理单元(CPU)、输入 / 输出单元(I/O 模块)、I/O 扩展接口)的名称及在系统中的基本位置,建立 PLC 硬件组成的整体认知框架。

能详细阐述各核心部件的核心功能:如电源模块的电压转换与供电范围、CPU 的循环扫描工作机制、存储器的分类及数据存储特性、I/O 模块的信号处理逻辑。

能针对具体工业场景(如电机启停控制、传感器数据采集),分析所需 PLC 硬件部件的配置逻辑 。

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

熟练掌握电源模块(能量供给)、CPU(运算控制核心)、存储器(程序与数据存储)、I/O 模块(信号输入输出)、外设通信接口(外部设备交互)、I/O 扩展接口(点数扩容)的核心功能。

教学难点

理解 CPU“输入采样→程序执行→输出刷新” 的循环流程,尤其是 “输入采样阶段一次性读取外部信号存入输入映像寄存器,程序执行阶段仅基于映像寄存器数据运算,不直接读取外部实时信号” 的逻辑 。

教学难点突破方法

用 “外部传感器→输入端子→输入映像寄存器” 的箭头流动,展示按钮、传感器等信号一次性存入输入映像寄存器。

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

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教材工具材料

《PLC技术及应用》,主编:曹拓 高月宁,第2版;高等教育出版社出版。

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:能准确说出 PLC 硬件系统的六大核心部件(电源模块、外设通信接口、存储器、中央处理单元(CPU)、输入 / 输出单元(I/O 模块)、I/O 扩展接口)的名称及在系统中的基本位置,建立 PLC 硬件组成的整体认知框架。

 

 

 

 

 

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。

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