3.3 PLC应用控制系统的设计（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3.3 PLC应用控制系统的设计

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

职高学生已掌握PLC基本指令、编程基础及简单控制电路知识，动手操作意愿强，但逻辑思维和系统设计能力较弱，对“选型-硬件-软件-调试”的完整流程缺乏认知。部分学生对抽象的选型参数理解困难，且在实际问题转化为PLC控制方案时易出现断层，需通过具象任务和实操引导搭建知识框架。

背景分析

PLC作为工业自动化核心控制设备，其系统设计能力是机电类专业学生就业的核心技能。当前制造业智能化升级背景下，企业急需能独立完成PLC控制系统设计、调试的技术人才。本节课衔接前期基础理论与后期综合实训，是培养学生从“会编程”到“能设计”的关键环节，直接对接岗位实际需求。

学习目标

设定

素质目标

知识目标

能力（技能）目标

培养严谨的工程思维和规范操作习惯，增强团队协作意识和问题解决的责任心，树立符合工业岗位要求的质量与安全意识。

掌握PLC选型的核心参数及步骤，理解硬件设计的内容及抗干扰措施，熟悉软件设计的常用方法，了解现场调试的基本流程。

能根据简单控制需求完成PLC选型，能绘制硬件接线图和编写基础梯形图程序，能独立进行程序下载与简单故障排查。

学习任务

描述

给定“小型物料分拣装置”需求（含4个数字量输入传感器、3个数字量输出执行元件），分析控制需求，确定I/O点数及冗余量，选择适配的PLC主机型号、电源模块，并说明选型依据，形成简要选型报告。

基于上述分拣装置需求，绘制PLC与外部设备的硬件接线图，采用顺序控制设计

法绘制程序流程图，再转化为梯形图程序，确保接线逻辑与程序逻辑一致。

将编写的程序下载至PLC实训台，模拟物料分拣场景运行，观察设备动作；针对预设的“接线松动、程序逻辑错误”等故障，通过指示灯状态和程序监控定位并解决问题。

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

PLC型号选型的核心参数确定、硬件电路的合理配置、软件程序的逻辑架构设计。

教学难点

选型与实际控制需求的匹配、硬件与软件设计的协同衔接、现场调试问题的定位与解决。

教学难点突破方法

通过“模拟真实项目”任务驱动，用具体控制需求（如流水线送料控制）引导学生分析选型参数；采用“硬件接线图+软件流程图”同步绘制法强化协同思维；设置“预设故障”实操环节，让学生在调试中积累问题解决经验。

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：要求实现‘检测-分拣-报警’功能，如何设计一套PLC控制系统完成该任务？”以此引出本节课需解决的选型、硬件、软件及调试问题，激发学生探究欲。

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、PLC应用控制系统的设计

PLC控制系统的设计要求设计者除了掌握必要的电气设计基础知识外，还必须反复实践，深人生产现场，将积累的经验应用到设计中。

设计时，虽然各种工业控制系统的功能、要求不同，但所遵循的设计原则、步骤却基本相同。那么，PLC 控制系统在设

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。