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1、电气控制与PLC应用技术（三菱机型）高教版轧钢机的模拟控制教学案例轧钢机的模拟控制教学案例中卫职业技术学校 刘文新基本信息课 题轧钢机的模拟控制作 者刘文新工作单位中卫职业技术学校案例背景钢铁的用途十分广阔,在国民经济中起着极为重要的作用。可以说,钢铁生产水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术水平的重要标志。由于科技的进步和人们生活水平的提高，生产设备和产品的更新，人们对钢材的产量和质量提出了更高的要求，为了提高生产率，降低原材料和能源的消耗及产品的成本。需要进一步完善轧钢设备制造水平，在这种形势下设计新型的轧钢机对其原有的钢铁生产线进行技术更新是非常必要的。随着计算机控制技术的不断完善
2、和发展,在冶金生产中,通过采用新的控制思想和新的行算机控制手段,以提高产品质量带来更大的经济效益,这是冶金生产的技术进步的必的计算机控制手段,以提高产品质量带来更大的经济效益,这是冶金生产的技术进步的必由之路。轧钢机的控制系统常采用可编程控制器（PLC）做下位机控制，而学生刚好学习了其相关的基本指令，针对这种情况，为了让学生很好的掌握这些知识，培养学生的综合能力、应用能力、团结协作的能力，特安排了本次实训项目。在这个实训项目中主要采用的是仿真教学法、任务驱动教学法和行为引导教学法进行教学，以任务为主线、教师为主导、学生为主体，整个教学围绕任务的解决而展开，教师提出引导性问题，给定任务要求；学生
3、小组协作进行决策分析，制定出计划，利用仿真软件实施计划，完成任务。开展一体化教学，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，通过学生亲身体验，逐步培养学生职业能力和职业素养。案例实录本节属于实训课内容分为2课时完成，要求学生熟练掌握基本指令的用法，能利用基本指令及定时器编写简单的控制程序；熟练掌握PLC控制电路的连接方法，能根据电路图连接简单的控制电路；理解四节传送带控制系统的控制思路，列出控制系统I/O分配表，并做简要的控制思路分析； 熟练掌握基本指令编程方法，能利用基本指令编写轧钢机模拟控制系统的控制程序；掌握PLC程序编辑、下载、监控的方法，能调试简单的控制程序。同时通过对本节内容的
4、学习，让学生将逐步养成严谨求实，合作创新的科学态度为继续学习和发展奠定基础。教学过程设计与分析教学环节教师活动学生活动任务导入教师通过PPT或事先印好的资料，展示实训项目描述。如图1所示为轧钢机的模拟控制示意图：图1 轧钢机的模拟控制示意图轧钢机的具体控制要求如下：（1）SD为轧钢机模拟控制系统的控制开关，SD开关闭合时，轧钢机启动运行，SD开关断开时，轧钢机控制系统立即停止运行。 （2）轧钢机启动后，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（
5、为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YV1灯亮）电机M3反转（MF灯亮）。Y1给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转重复上述过程。（3）Y001第一次接通，发光管亮，表示有一个向下压下量，第二次接通时，、亮，表示有两个向下压下量，第三次接通时，、B、C亮，表示有三个向下压下量；在Y001第三次接通断开时，电磁阀YV1灯灭，“A、B、C”全灭，“M2”灯亮送走钢板，断开SD控制开关系统停止工作。请根据上面的控制要求，编写PLC控制程序并进行电路的连接与调试。根据任务制定完成任务的方案，现场分组三人一组自由组合，组内要有分工，明确各自所负责的内容（根据任务描述的内容进行I/O分配；
6、设计完成任务的控制程序“梯形图语句表”；连接控制线路；进行调试）。任务实施1教师下发或展示材料清单出示轧钢机的模拟控制任务所需设备、工具及材料列表 出示学习目标学生根据教师下发的材料清单清点并检查元器件；学生了解学习目标，做到心中有数2教师引导学生建立I/O分配表 教师引导学生根据轧钢机的控制电路图和任务描述中的要求，建立I/O分配表学生根据任务要求及控制电路图，分析并建立I/O分配表3控制电路的连接教师事先做出一个连接好的标准电路，并出示控制电路的连接纲要，供学生参考。在学生连接电路时，老师对每组操作进行巡查，针对学困生提出的问题给予必要的指导。学生首先组内讨论，然后学生根据I/O分配表及P
7、LC电气原理图，连接电路4编写控制程序，并下载调试在下载程序调试前，教师要检查其电路连接的正确性，在电路连接无误后方可允许学生下载并调试。学生编写程序，在编写完后，经小组讨论后下载并调试5清理现场实训完后，将对所操作设备进行复位、还原，整理工位、清点工具、清扫现场卫生，并填写设备使用登记表。任务完成评价完成实训项目后，教师出示任务检测与分析表，根据表中的评分标准，分别由学生、小组成员和教师进行评价。学生进行自评、小组内评价总结交流教师点评学生在本次实训中值得表扬的地方及还有待改进的地方。学生针对自己在实训过程中出现的各种问题或者状况以及自己能力的表现发表心得，与其他同学进行总结交流。案例分析及
8、反思本实训项目主要采用任务驱动教学法。在本实训教学主要以学生主动学习为主体，教师以引导者的身份在学生学习的过程中提出明确的要求，给予适当的建议，并适时进行引导。在导入环节，主要是激发学生的学习兴趣、布置任务、提供自主学习的素材。在教学内容上，教师要引导学生回忆旧知，以任务为出发点，主动探索，当然要因人而异，提倡互学。在教学评估上，教师要挑选佳作，让学生充分展示自我，讨论交流，然后通过教师的引导再讨论、再提高、再学习。在总结交流上，教师要充分发挥鼓励赏识的作用，为下节课做铺垫。设计合理有效的任务才是本节课成功的前题。故教师要在学习总体目标的框架上，把总目标细分成一个个小目标，并把每一个学习模块的
9、内容细化为一个个容易掌握的任务，通过这些小任务来体现总的学习目标。设计的任务要具体明确，有可操作性。任务要符合学生特点，遵循由 入深、由表及里、循序渐进等原则。同时不能孤立地去设计某个任务，而要让各个任务之间相互联系，呈现出相互依赖的特点。当任务有多条完成的路径时，可以让学生自己决定走哪条路径、怎么完成。任务教学法在教师引导作用下。教师是学生学习的帮助者，学习活动的参与者。教师主要的作用是引导，“学生为主体，教师为主导，训练为主线”，只有这样，学生才能真正在教学中处于主导地位，成为学习的主人。另外任务驱动教学法在实施过程中，教师必须加强监督管理。由于采取分组协作学习的方式，其分组的原则、组员搭配、内容分工等方面直接影响到实施的效果。有些学生往往存在依赖思想，无所事事，因此必须分工明确，推行“一帮一”的措施，对部分学生及时帮助纠正，提高教学质量。4