5.3 BCD、BIN、MUL、DIV指令、Kn(X、Y、M、S)元件（教案）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

详细教案

一、设计摘要

课程课题

任务5.3 BCD、BIN、MUL、DIV指令、Kn(X、Y、M、S)元件

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

学生处于具象思维向抽象思维过渡阶段，对工业场景、实物操作的关注度更高 —— 通过实物接线、模拟软件实操等方式，能快速理解抽象的元件与指令应用；同时，学生具备基础的小组协作能力，在讨论、任务分工中可相互补充思路，适合通过合作学习突破综合应用类难点。

背景分析

从数据采集环节看，工业现场的信号输入（如按钮、拨码开关、传感器）需通过 X 元件传入 PLC，状态监控（如设备运行步骤）需依赖 S 元件记录，内部逻辑运算需借助 M 元件暂存信号，这些元件的分类与功能直接决定了信号处理的准确性；从数据转换环节看，现场设备（如数码管显示器、BCD 码编码器）多采用 BCD 码传输数据，而 PLC 内部运算基于二进制数，需通过 BCD、BIN 指令实现两种格式的转换，例如数码管显示产品数量时，需将 PLC 运算后的二进制数通过 BCD 指令转为 BCD 码，才能确保显示正确；从数据运算环节看，生产中的参数计算（如产品总重量 = 单件重量 × 数量、物料分段数 = 总长度 ÷ 单段长度）需通过 MUL、DIV 指令完成，指令的正确使用直接影响生产参数的精度与设备运行的稳定性。

学习目标

设定

素质目标

知识目标

能力（技能）目标

通过理解指令的使用规范（如操作数范围、结果存储规则），形成 “按规则操作、先验证再执行” 的编程习惯，避免因

能根据实际需求（如数据转换、数值运算）正确选择对应指令，例如在接收外部 BCD 码拨码开关信号时选择 BIN 指令，在将运算结果用于数码管显示时选择 BCD 指令；能独立写出符合

能完成简单的指令组合应用任务，例如将 “外部 BCD 码输入→BIN 转换→MUL/DIV 运算→BCD 转换→显示” 的流程转化为具体指令序列，且能验证指令

指令格式错误、操作数选择不当导致程序故障。

要求的指令样式（如 16 位 MUL 指令 “MUL D0 D1 D2”、16 位 DIV 指令 “DIV D0 D1 D2 D3”）。

执行结果的正确性（如通过计算核对 MUL/DIV 运算的商、余数，或 BCD/BIN 转换后的数值是否匹配）。

学习任务

描述

能准确说出 PLC 中 Kn (X、Y、M、S) 元件的功能分类，清晰阐述输入输出元件（X、Y）、辅助继电器（M）、状态元件（S）的核心作用，且能区分普通辅助继电器与掉电保持辅助继电器、普通状态元件与掉电保持状态元件的差异。​

熟记 BCD 变换指令、BIN 变换指令、MUL 乘法指令、DIV 除法指令的典型指令样式，明确各指令中源操作数、目标操作数、商 / 余数存储地址等组成部分的含义及取值范围（如位元件组合 KnX/KnY/KnM/KnS、字元件 D 等）。​

掌握四类指令的核心功能：能准确描述 BCD 指令 “二进制数→BCD 码”、BIN 指令 “BCD 码→二进制数” 的转换方向，以及 MUL 指令实现乘法运算、DIV 指令实现除法运算的基本原理，且能说出 DIV 指令中余数与被除数的符号关系、余数绝对值与除数的大小关系。

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

Kn (X、Y、M、S) 元件的功能分类与核心作用：需准确区分输入元件（X，接收外部信号）、输出元件（Y，控制外部设备）、辅助继电器（M，内部逻辑运算，含普通与掉电保持型）、状态元件（S，顺序控制步骤标识，含普通与掉电保持型）的功能差异，明确各类元件在 PLC 程序中的应用场景，为后续指令操作数选择奠定基础。

教学难点

Kn 位元件组合的位数理解与应用：难点在于准确判断 Kn（如 K1X0、K2M0）对应的具体位元件范围（K1 对应 4 位，K2 对应 8 位，K n 对应 4n 位），并理解其作为指令操作数的合理性（如 K2X0 可存储 2 位 BCD 码，适合作为 BIN 指令的源操作数），学生易混淆 “K 值” 与 “位数” 的对应关系，导致操作数选择错误。

教学难点突破方法

设计 “Kn 位元件组合快速判断” 小游戏，教师随机说出 Kn 元件（如 K2M10、K3S0），学生需在 10 秒内说出对应的位元件范围，回答正确的学生可上台标注示意图中的对应区域；再设计 “操作数选择判断” 题。

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

《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 中 Kn (X、Y、M、S) 元件的功能分类，清晰阐述输入输出元件（X、Y）、辅助继电器（M）、状态元件（S）的核心作用。

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。