XXXXXXXXXXX学院
创新实验论文
论文题目 PLC创新实验
指导教师 XXXXXX
姓名 XXXXXX
学号 XXXXXXXXXXX
专业电子信息工程
目录
一PLC的概述 (3)
1.1 PLC的发展历程和展望 (3)
1.2 PLC的基本结构 (3)
1.3 PLC的特点与应用领域 (5)
1.3.1 PLC的特点 (5)
1.3.2 PLC的应用领域 (6)
二PLC的工作原理 (6)
2.1 PLC的操作模式 (6)
2.2 PLC的工作原理 (7)
三PLC的硬件 (9)
3.1 PLC的硬件 (9)
3.1.1 PLC的物理结构及分类 (9)
3.2 CPU模块中的存储器 (10)
3.3 I/O模块 (10)
四PLC的软件及其编程 (12)
4.1 PLC的编程语言与程序结构 (12)
4.2 存储器数据类型与寻址方式 (13)
4.3 位逻辑指令 (16)
4.4 PLC的梯形图程序的设计 (18)
五西门子S7-200 系列PLC (21)
5.1 S7-200的简介 (21)
5.2 S7-200的特点 (22)
5.3 S7-200编程元件和指令系统 (22)
六十字路口交通信号的自动控制设计 (27)
七小结 (33)
八参考文献 (35)
九致谢 (36)
一 PLC 的概述
1.1 PLC 的发展历程和展望
1969年美国数字设备公司（DEC ），研制出世界上第一台PLC ，并在GM 汽车
生产线上应用成功。1980年美国电气制造商协会（NEMA ）正式将其命名为可编
程控制器（Programmable Controller ）,简称PC 。国际电工委员会（IEC ）于1985
年的PLC 标准草案第三稿中，对PLC 作了如下定义：“可编程序控制器是一种数
字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储
器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作
的指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于
扩充其功能的原则设计。”从上述定义可以看出，PLC 是一种用程序来改变控制
功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机
通信连网等功能。
PLC 已广泛应用于机械，冶金，是有，化工，轻工，纺织，电力，电子，
食品及交通等行业。经验表明，百分之八十以上的工业控制都用PLC 来完成。长
期以来，PLC 处于工业自动化控制的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供
非常可靠的控制应用。其主要愿意是：它能够为自动化控制应用提供安全可靠和
比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。PLC 必须依靠其他
新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击。PLC 需要解决的问题依然是新技
术的应用，系统开放性和价格。
在全球工业计算机控制领域，围绕开放与在开放过程控制系统，开放式过
程控制软件及开放式数据通信协议，已经发生了巨大的变革，几乎到处都有PLC ，
但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC 控制组态软件技术的诞生与进一
步完善和发展，安装有软PLC 组态软件和基础工业PC 控制系统的市场份额正在
逐步得到增长，这使传统PLC 供应商在PLC 技术发展与提高方面做出更加开放的
姿态。对于控制软件来讲，这是PLC 控制器的核心，PLC 供应商正在向工业用户
提供开放式的编程组态工具软件，而且对工业用户表现的非常积极。此外，开放
式通信网络技术也得到突破和发展，其结果是将PLC 融入更加开放的工业控制行
业，从而使PLC 面对各种冲击，比以前更为健康。
1.2 PLC 的基本结构
PLC 主要由CPU 模块，输入模块，输出模块，编程器和电源五部分组成
（如图1-1）。PLC 的特殊功能模块用来完成某些特殊任务。
图1-1 PLC 控
制系统示意图
电源指示灯电磁阀接触器电 按
（1）CPU模块
CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储组成。在PLC控制系中CPU模块相当于人的大脑和心脏，其采用周期性循环扫描、分时操作的工作方式，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出
（2）I/O模块
输入模块和输出模块简称为I/O模块，它相当于人的眼，耳，手，脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
I/O模块有三个重大作用：传递信号，电平转换，噪声隔离。
I/O模块可以分为三类：模拟量I/O模块，数字量I/O模块，特殊I/O模块输入模块（Input）
输入模块用来接收和采集输入信号。PLC通过输入模块检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为PLC对被控对象进行控制的信息依据。开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流或电压信号。
输出模块（Output）
输出模块将PLC处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行机构。
（3）编程器
编程器用来生成用户程序，并用它来编辑，检查，修改用户程序，监视用户程序执行情况。
编程器可以分为三类
专用简易编程器：只能输入指令，不能图形编程，体积小、价廉、功能简单、通用性差
专用图形编程器：支持指令及图形编程，功能较强，通用性差，价格贵
通用计算机编程：使用专业软件编程，通过通信电缆与PLC交换数据，功能强大，通用性强
目前大多数PLC都具有智能通信接口和强大的通信功能，使用编程软件可用在计算机屏幕上直接生成和编辑梯形图程序或指令表程序，并可实现不同编程语言之间的转换。
程序编译后通过通信电缆下载到PLC,或将PLC中的程序上传到计算机。
程序可以存盘或打印，还可以实现远程编程和传送。
目前绝大多数PLC均可使用便携电脑完成程序的开发、现场监控、调试及维护工作，而不必专门购置专用编程器。
（4）电源
PLC使用AC220V电源或24V电源。内部开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器（例如接近开关）提供DC24V电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。
1.3 PLC的特点及应用领域
1.3.1 PLC的特点
（1）编程方法简单易学
程序结构使用企业中电气技术人员熟悉并易于掌握的梯形图语言。
电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，程序控制过程形象直观，使用的指令数量少，易学易懂，易于为熟悉梯形图控制电路的电气技术人员学习和掌握。
（2）功能强、性价比高
一台小型PLC内部有成百上千个可供用户使用的编程元件（如存储器、定时器、计数器等），有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器控制系统相比，具有很高的性价比。
PLC可以通过通信联网，组成DCS集散控制系统，实现分散控制，集中管理。
（3）硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。
用户不必自己设计制作硬件装置，只需确定PLC的硬件配置和设计外部接线图即可。
PLC的安装接线方便，一般用接线端子连接外部接线。
PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。
PLC的硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。
（4）可靠性高，抗干扰能力强
可靠性是自动控制系统稳定工作的重要指标。是用户选择自动控制装置的首要条件。
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。
PLC用软件代替了继电器系统中容易出现故障的大量触点和接线，外部仅剩下输入和输出相关的少量硬件元件，接线大量减少，因触点接触不良的故障大为减少。
（5）系统的设计，安装，调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电气控制系统中大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件，使控制柜的设计，安装，接线工作量大大减少。
PLC的梯形图程序一般用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。
PLC用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场统调过程中发现问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多
（6）维修工作量小，维修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速排除故障。
（7）体积小，能耗低
复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10。
PLC的配线比继电器控制系统的配线少得多，故可以节省大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加上开关柜体积缩小，可以节省大量费用。
1.3.2 PLC的应用领域
（1）数字量逻辑控制
这是PLC最基本最广泛的应用。其输入输出均为开关量信号，控制过程与继电器控制系统最为接近，控制成本低廉，可靠性极高。可以用于单台设备，也可用于自动生产线，还可用于民用或家庭场合。
（2）运动控制
使用专用的运动控制模块，实现直线运动、圆周运动等场合的位置、速度等过程控制，广泛应用于各种机械的加工场合。
（3）闭环过程控制
通过PLC的模拟量A/D、D/A模块，可以完成模拟量和数字量之间的相互转换，实现对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的PID（比例－积分－微分）闭环过程控制。广泛应用于塑料加工、锅炉控制等设备控制。
（4）数据处理
现代PLC具有数学运算、数据传输、数据转换、排序、查表等功能，可能实现数据采集、分析和处理，大大增强了PLC自动控制系统的功能。
（5）通信联网
经通讯端口，可以实现PLC之间、PLC与其它智能设备（如计算机、变频器、数控装置等）之间通信，组成功能强大的“分散控制、集中管理”的分布式自动控制系统（DCS系统），为现代工业自动化生产提供强有力的控制支持。
二 PLC的工作原理
2.1 PLC的操作模式
（1）操作模式
有两种基本的工作状态: RUN / STOP（如图1-6）.
通过模式开关进行选择运行状态通过面板上的LED指示灯显示。
RUN模式：
CPU通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。“RUN” LED亮 STOP模式：
CPU不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件信息下载到PLC。
（2）.用模式开关改变操作模式
CPU模块上的模式开关在STOP位置时，将停止用户程序的运行在RUN位置时，将启动用户程序的运行模式开关在STOP或TERM（Terminal，终端）位置时，电源通电后CPU自动进入STOP模式在RUN位置时，图1-6 电源通电后自动进入RUN模式
（3）用STEP7-Micro/WIN编程软件改变操作模式
PLC - PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN或TERM位置, 可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。
（4）在程序中改变操作模式
在程序中插入STOP指令，可以使CPU由RUN模式进入STOP模式。
2.2 PLC的工作原理
PLC通电后，需要对硬件和软件进行初始化
为使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不只是执
行一次，而是反复不断地重复执行，直到PLC停机或切换到STOP状态。这种周
而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
PLC在RUN工作模式下，采用周期性循环扫描、分时操作的工作方式，不
断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出（见图1-1）。
除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，PLC还要完成内部处理、通
信服务等工作。
PLC的扫描工作过程
PLC的扫描工作过程RUN模式一个扫描工作周期可分为五个阶段（如图
1-7），在STOP工作模式一个扫描工作周期可分为四个阶段（如图1-8）。
图1-7 RUN模式扫描过程图1-8 STOP 模式扫描过程
（1）读取输入（输入采样）
PLC把所有输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器中寄存起来，作为下一阶段程序执行时的条件。
进入程序执行阶段后，输入采样过程即已结束，即使输入状态变化，输
入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。
（2）执行用户程序
PLC的用户程序由若干条指令组成，在用户程序存储器中顺序排列。
在RUN模式下，若无跳转指令，PLC将逐条顺序扫描执行用户程序。
执行程序指令时，所需要的输入状态或其它编程元件的状态分别由输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，并根据指令要求执行相应的逻辑运算。
程序执行结果写入到元件映像寄存器中，这就是说，对于每个编程元件来说，元件映像寄存器中寄存的内容，会随程序执行的进程而变化。
执行程序时对输入/输出的存取对象为元件映像寄存器，而非实际的I/O 点，一方面可加快读写速度，另一方面可保证各I/O点状态固定不变，程序执行完后再通过输出过程映像寄存器的值更新输出点，使系统的运行稳定。（3）通信处理
在通信处理请求阶段，PLC处理从通信接口和智能模块接收到的信息，与计算机和智能设备交换数据，协调工作。
（4） CPU自诊断测试
在自诊断测试处理阶段，PLC检查CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。
（5）改写输出（输出刷新）
程序执行完后进入输出刷新阶段。此时将元件映像寄存器中所有的输出继电器的状态转存到输出锁存电路，再通过输出模块去驱动输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。
（6）中断程序的处理
如果程序中使用了中断，中断事件发生时，CPU停止执行正常的扫描工作方式，立即执行中断程序。中断功能可以提高PLC对某些事件的响应速度。
（7）立即I/O处理
在程序执行过程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O点。用立即I/O 指令读入输入点的值时，相应的输入映像寄存器的值未被更新。用立即I/O 指令来改写输出点时，相应的输出映像寄存器的值被更新。
（8）扫描周期
PLC在RUN工作模式下，执行一次完整的扫描工作操作所需的时间称为扫描工作周期。（见图1-7）
扫描时间取决于扫描速度和用户程序的长短，其典型值为1-100ms。它由扫描工作过程中的五个工作阶段分时操作过程组成。
当PLC的CPU模块确定后，扫描速度就确定下来了。除用户程序执行时间外，其它四个工作过程所花时间即基本确定了。
用户程序执行时间则与用户程序的指令数量有关，用户程序越长，指令数量越多，PLC的扫描工作周期越长。
西门子S7-200系列PLC使用的CPU扫描速度较快，其指令的平均执行时间为0.22us
日本三菱F1系列小型PLC,指令的平均执行时间为12us
（9）输入/输出滞后时间
输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。
数字量输入模块的RC滤波器用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响。滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。
输出模块的滞后时间与模块的类型有关：
继电器输出电路的滞后时间一般在10ms左右
场效应晶体管输出电路的滞后时间为数us至100多us
双向可控硅输出负载接通时滞后约1ms，导通到断开的最大滞后时间为10ms
由于PLC在一个扫描工作周期的各个阶段采用分时操作的工作方式，引起的滞后时间最长可达两三个扫描周期
三 PLC的硬件
3.1 PLC的硬件
3.1.1 PLC的物理结构及分类
PLC按硬件结构可分为：整体式PLC，模块式PLC
PLC按I/O点数可分为：超小型PLC（I/O点数64点以内），小型PLC （I/O点数在65-128以内），中型PLC（I/O点数在129-512以内），大型PLC （I/O点数在513-896以内），超大型PLC（I/O点数在896点以上）
（1）整体式PLC
又叫一体化PLC，它的CPU模块和I/O模块、电源模块等装在一个箱体内，结构非常紧凑，它的体积小，价格低，主要用于小型或微型PLC（如图1-11）。
整体式PLC又分为基本单元和扩展单元两种。
基本单元：它有CPU模块和I/O模块、电源模块，是一台完整的PLC，可以单独使用。
扩展单元：内部只有I/O模块和电源，主要用于扩展基本单元上的I/O点数，不能单独使用。
基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。
整体式PLC提供多种不同I/O点数的基本单元和扩展单元供用户选用扩展单元的使用
基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。
有的PLC有全输入型和全输出型的扩展单元。选用不同I/O点数的基本单元和扩展单元，可以组成不同I/O点数的PLC控制系统，满足用户不同要求。（2）模块式PLC
由框架和模块用搭积木的方式组成系统，模块插在模块插座上，后者焊
在框架的总线连接板上，主要用于大中型PLC和部分小型PLC。
CPU模块、开关量I/O模块、电源模块、模拟量I/O模块和其它特殊的功能模块等在结构上相互独立，用户可根据具体的应用要求，选用合适的模块，安装在固定的机架上或导轨上，构成一个完整的PLC控制系统。
PLC厂家备有不同槽数的框架供用户选用，如果一个框架容纳不下所选用的模块，可以增设一个或数个扩展框架，各框架之间用I/O扩展电缆连接。
不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能模块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。
3.2 CPU模块中的存储器
存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作，系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM（只读存储器）中，用户不能读取。用户程序由用户设计，它使PLC能完成用户要求的特定功能。用户程序存储器的容量以字节为单位。
PLC的微处理器主要有：通用微处理器，单片微处理器，位片式微处理器。
（1）通用微处理器：小型PLC一般使用8位微处理器，如早期的8080、8086、8088等。
大中型PLC则多使用处理速度更快、功能更强的16位或32位微处理器。
通用微处理器通用性强，价格便宜。用微机的通信软件容易构成PLC 的通信网络，易于与其它计算机设备进行联网通信。
（2）单片微处理器：即单片机，它将存储器芯片、ROM、RAM、接口电路、时钟电路、甚至A/D、D/A电路集成为一体，在一个很小的芯片上自成为一个小的微处理系统。其特点是集成度高，体积小，价格低，可扩充性好。
广泛用于小型PLC和PLC的智能I/O模块。
（3）位片式微处理器
多为双极型电路，一般以4位为一片，数片级联组成任意字长的微处理器，可构成并行处理系统，运算速度快，多用于大中型PLC（如西门子的S5-150型PLC）。
存储器：用于存放系统程序、用户程序及工作数据
按其器件类型可分为以下几类
（1）RAM：随机存储器，存储用户程序和临时数据，易失性，断电信息丢失。存储用户程序时，需后备电池
（2）ROM：只读存储器，非易失性，断电保持，存储系统程序
（3）E2PROM：可电擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，写入时间比RAM慢，多用来存储用户程序和需长时间保存的重要数据
EPROM：可擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，需用专用设备
写入，比RAM速度慢。信号擦除需用紫外灯照射数小时，使用不方便，趋
于淘汰
3.3 I/O模块
I/O模块是联系外部现场和CPU模块的桥梁，PLC通过I/O模块与工业生
产过程现场相联系
开关量I/O模块的通断状态用发光二极管显示
PLC与外部接线的连接一般采用接线端子，默写模块使用可以拆卸的插座型端子板，不需要断开端子板上的外部连线，就可以迅速的更换模块。
I/O模块的外部接线方式有三种分别为：汇点式，分组式，分隔式。（如图1-15）
（1）汇点式：各I/O电路共用一个公共接地端，各输入点或输出点共一个电源。该接线方式适用于输入端或输出端供电完全相同的场合。
（2）分组式：将I/O点分为若干组，每组的I/O电路有一个公共点，它们共用一个电源。各组之间是分隔开来的，可以分别使用不同的电源。常用于输出模块多种供电的场合。
（3）分隔式：各I/O点之间相互隔离，每个I/O点都可以使用单独的电源。常见于I/O点数极少的输出模块的多种供电负载的输出接口接线。
输入模块
PLC输入模块用来接收和采集生产现场的各种输入信号
输入电路中有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误的输入信号
PLC开关量输入模块按工作电压分为直流输入模块和交流输入模块
S7-200 PLC的输入滤波电路的延迟时间可以用编程软件中的系统块设定图1-16开关量交流输入
PLC开关量交流输入方
式工作（见图1-16）电压较高，抗干扰能力和工作稳定性较强，适合于在有油雾、粉尘等恶劣环境下使用
PLC开关量直流输入电路（见图1-17）延迟时间较短可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接
输出模块
输出模块将PLC处理结果送给被控对象，以实现控制。
开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。
模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行机构
S7-200的CPU模块的数字量输出电路功率器件有驱动直流负载的场效应管（图1-18）和小型继电器
（1）继电器输出模块：
继电器同时起传递信号、电平转换和噪声隔离的作用
特点：使用电压范围广，通用性强，可同时驱动直流负载和交流负载，
导通压降小，承受瞬时过压和过流能力较强，但动作速度较慢。由于有
机械触点，开关动作次数的限制，寿命有一定限制。如系统输出量变化
不是很频繁，建议优先选用继电器型输出模块。
（2）晶体管或场效应管输出模块：CPU模块输出信号送给内部电路中
的输出锁存器，再经光电耦合器送给场效应晶体管，后者饱和导通状态
和截止状态相当于触点的接通和断开。
稳压管用来抑制关断过电压和外部的浪涌电压，以保护场效应晶体管，电路工作频率可达20-100KHz。
等效开关是电子开关，模块的反应速度较快，可靠性较高，使用寿命较长，但过载能力稍差。
只能驱动直流负载
（3）双向可控硅输出模块：使用光电可控硅实现输出信号的传输和噪声
隔离
并联在双向可控硅两端的RC吸收电路和压敏电阻，用来抑制可控硅关断过电压和外部的浪涌电压
双向交流电子开关，反应速度较快，可靠性较高
只能驱动交流负载
四 PLC的软件及其编程
4.1 PLC的编程语言与程序结构
与个人计算机相比，PLC的硬件、软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。各个厂家的PLC的编程语言和指令系统的功能和表达方式也各不相同，因此各厂家的PLC互不兼容。
为了方便PLC的开发和使用，IEC（国际电工委员会）制定了PLC的全球标准(IEC61131)。该标准包含了如下五个组成部分：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。其中的第三部分（IEC61131-3）是PLC的编程语言标准，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。
目前已有越来越多的PLC生产厂家提供了符合IEC 61131-3标准的产品。
IEC 61131-3标准的5种编程语言（如图1-21）：
(1) 顺序功能图(Sequential Function Chart)；
(2) 梯形图(Ladder Diagram)；
(3) 功能块图(Function Block Diagram)；
(4) 指令表(Instruction List)；
(5) 结构文本(Structured Text)。
标准中有两种图形语言——梯形图和功能块图；
标准中有两种文字语言——指令表和结构文本。
（1）顺序功能图（图1-22）：是一种位于其它编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。它提供了一种组织程序的图形方法，步、转换和动作是顺序功能图中的三种主要元素。有三种基本结构：顺序结构（单系列）、选择系列和并行系列。
对目前大多数PLC来说，顺序功能图还仅仅作为组织编程的工具使用，尚需用其它编程语言（如梯形图）将它转化为PLC的可执行程序。因此，通常只是将顺序功能图作为PLC的辅助编程工具，而不是一种独立的编程语言。
（2）梯形图程序：梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描
述程序的一种程序设计语言。是使用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与工厂的继电器控制系统的电路图相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的技术人员掌握，特别适合于开关量逻辑控制
（3）功能块图：是一种类似于数字逻辑电路的一种编程语言，有
数字电路基础的人很容易掌握。该编程语言使用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量。（4）指令表程序：指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条顺序
排列的指令构成的。一条指令由一个操作码和一个操作数组成，操作数由标识符和参数组成。操作码定义要执行的功能，它告诉CPU该执行什么操作；操作数为执行该操作所需要的信息，它告诉CPU用什么去做。一般情况下，指令的操作数在PLC的存贮器中。
（5）结构文本：是为国际标准IEC 61131-3标准创建的一种专用的高级语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写程序非常简洁和紧凑。
（6）编程语言的相互转换和选用：在S7-200的编程软件中，用户可以选用梯形图、指令表和功能块图来编程，编程软件可以自动切换用户程序使用的编程语言。
梯形图程序与继电器电路图的表达方式极为相似，梯形图中输入信号与输出信号之间的逻辑关系一目了然，易于理解，程序可读性强。而指令表程序逻辑关系难于一眼看出，程序可读性差。在设计复杂程序时建议使用梯形图编程。但指令表输入方便快捷，还可以为每一条指令加上注释，便于复杂程序的阅读。在设计通信、数学运算等高级应用程序是时可以采用。
梯形图中一个网络只能有一个独立电路。语句表中，几块独立电路对应的语句可以放在一个网络中，但是这种网络不能转换为梯形图。梯形图程序一定能转换为指令表。
4.2 存储器数据类型与寻址方式
CPU的存储区
（1）．输入过程映像寄存器I（输入继电器）
输入过程映像寄存器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。在每个扫描周期的开始，PLC的CPU模块对物理输入端进行采样，通过光电耦合器，将外部信号的状态读入并存入输入映像寄存器中。外部输入电路接通时对应的映像寄存器为ON（1状态），反之为OFF（0状态）。输入端可以外接常开触点或常闭触点，也可以接多个触点组成的串、并联电路。在用户编制的梯形图程序中，可以多次使用输入位的常开触点或常闭触点。输入继电器的状态唯一取决于现场输入信号的状态，不可能受用户程序的控制，因此在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。
（2）输出过程映像寄存器Q（输出继电器）
在扫描周期的最后，CPU将输出过程映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。在上图的梯形图中，如果Q0.0的线圈“通电”，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的常开触点闭合，使接在Q0.0输出端的外部负载通电，反之则外部负载断电。输出模块中的每一个硬件继电器仅有一对常开触点，但是在梯形图程序中，每一个输出位常开触点和常闭触点都可以多次使用。
（3）变量存储区V
变量（Varible）存储器用来在程序执行过程中存放中间结果，或者用来保存与工序或任务有关的其它数据。
（4）位存储区M
位存储器（M0.0~M31.7）类似于继电器控制系统中的中间继电器，用来存储中
间操作状态或其它控制信息，也可以按字节、字或双字来存取
（5）定时器存储区T
定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器。
S7-200中有三种定时精度的定时器：1ms、10ms和100ms。
定时器的当前值寄存器是16位有符号整数，用于存储定时器累计时间基准增量值（1~32767）。定时器位用来描述定时器的延时动作的触点状态，定时器位为1时，梯形图中对应的定时器常开触点闭合，常闭触点断开；为0时则触点状态相反。
接通延时定时器的当前值大于等于设定值时，定时器被置为1状态。定时器线圈断电时，定时器被复位为0。
用定时器地址（如T5）存取当前值和定时器位，带位操作数的指令存取定时器位，带字操作数的指令存取当前值（即时定时时间）。
（6）计数器存储区C
计数器用来对输入脉冲信号的上升沿进行计数。
S7-200中提供了加计数、减计数和加减计数器。
计数器当前值为16位有符号整数，用来存放计数脉冲（1~32767）图1-25
当加计数器的当前值大于等于设定
值时，计数器位被置为1状态。
用计数器地址（如C20）存取当前值和计数器位，位操作数指令存取计数器位，字操作数的指令存取当前值（即时计数脉冲数）。
（7）高速计数器HC
用来累计比CPU的扫描速率更快的输入脉冲，计数过程由专门的控制电路来进行，与扫描过程无关。其当前值为32位有符号整数，当前值为只读数据。
（8）累加器AC
累加器用来向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存放计算的中间结果。
S7-200 PLC提供了4个32位累加器（AC0~AC3），可以按字节、字和双字来存取。
按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位，按双字存取全部的32位，存取的数据长度由所用的指令来决定。
如：MOVW AC2，VW100 AC2按字（W）存取
（9）特殊存储器SM
特殊存储器（SM）用于CPU与用户之间交换信息。
（10）局部存储器L
S7-200有64个字节的局部(Local)存储器，其中有60个可作为暂时存储器，或给子程序传递参数。
主程序、子程序和中断程序简称为POU(Program Origanization Unit,程序组织单元)，各POU都有自己的局部变量表，局部变量表仅在它被创建的POU中有效。
变量存储器V是全局变量，可以被所有POU存取
（11）模拟量输入AI
S7-200将模拟量输入（如温度、压力、或电流、电压）用A/D模块转换
为一个字长（16位）的数字量，存入模拟量输入区域(AI)中。可以用区域标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址来存取这些值。
（12）模拟量输出 AQ
S7-200将一个字长的数值用D/A模块按比例转换为电压或电流的模拟量，用区域标识符(AQ)、数据长度（W）及字节的起始地址来表示存储模拟量输出的地址。因为模拟量输出为一个字长，因此从偶数字节地址开始，为只读数据，用户不能读取模拟量输出值。
（13）顺序控制继电器S
顺序控制继电器（SCR）用于顺序控制编程用，与顺序控制继电器指令配合使用，用来表示顺序控制系统的工步步序。可以按位、字节、字和双字来存取。
（14）常数的表示方法与范围
常数值可以是字节、字或双字，CPU以二进制方式存储常数，常数也可以用十进制、十六进制、ASCII码或浮点数形式来表示。
（15）实数（浮点数）图1-26
实数（Real）又称为浮点数，在编程软件中，用小数表示浮点数，为32位字长（双字）单精度数。数据格式：1.m×2E，尾数m和指数E均为二进制数，E可以是正数或负数。实数的最高位（第31位）为符号位，0正1负。浮点数的表示范围：±1.175495×10-38~±3.402823×1038 在编程软件中输入立即数时，带小数点的数被认为是浮点数，没有小数点的数被认为是整数。
（16）字符串的格式
ASCII码（美国信息交换标准码）是一种字符编码格式，用一个字节中不同的二进制数代表不同的字符。
字符串由若干个ASCII码字符组成，每个字符占一个字节。字符串的第一个字节定义了字符串的长度（0~254），即字符的个数。
直接寻址与间接寻址
在S7-200中，通过地址访问数据，地址是访问数据的依据，访问数据的过程称为“寻址”。几乎所有的指令和功能都于各种形式的寻址有关。
（1）直接寻址
指令所要的操作数存放在内存中，在指令中直接给出该操作数的有效地址，这种寻址方式为直接寻址方式。
直接寻址指定了存储器的区域、长度和位置，如VB200。
可以用字节（B）、字（W）或双字（DW）方式存取V、I、Q、M、S和SM存储区。例如：
VB100表示以字节方式存取；
VW100表示存取VB100、VB101组成的字；
VD100表示存取VB100~VB103组成的双字。
数字量逻辑控制系统一般只使用直接寻址。
（2）建立间接寻址的指针
寄存器间接寻址方式的操作数在存储器中，在指令中先给出该操作数所在地址的指针，再通过该指针访问操作数所在存储器，从而获得需要的操作数。
S7- 200 CPU允许使用指针对V、I、Q、M、S、AI、AQ、T（仅当前值）和C（仅当前值）存储区域进行间接寻址。
间接寻址不能用于位（bit）地址、HC或L存储区。
使用间接寻址之前，应创建一个指向该位置的指针。指针为双字值，用来存放另一个存储器地址，只能用V、L或累加器作指针。
建立指针必须用双字传送指令（MOVD）将需要间接寻址的存储器地址送到指针中，例如：MOVD &VB200,AC1 &VB200表示VB200的地址，而不是VB200中的值。
（3）指针存取数据
用指针存取数据时，操作数前加“*”号，表示该操作数为一个指针。（4）修改指针
连续存取指针所指的数据时，因为指针式32位的数据，应使用双字指
令来修改指针值，修改是记住需要调整的存储器地址字节数：存取字节
时，指针值加1；存取字时指针值加2；存取双字时，指针值加4。4.3 位逻辑指令
指令是程序的最小独立单位，用户程序由若干条顺序排列的指令构成的。一条指令由一个操作码和一个操作数组成，操作数由标识符和参数组成。操作码定义要执行的功能，它告诉CPU该执行什么操作；操作数为执行该操作所需要的信息，它告诉CPU用什么去做。一般情况下，指令的操作数在PLC的存贮器中。
触点指令
（1）标准触点指令
常开触点的连接指令有
常开触点对应的存储地址位为1状态时，该软继电器线圈得电，该触点闭合。
LD：用于梯形图电路的起始常开触点的连接，即将该存储位状态值载入栈顶；
A：用于单个常开触点与其它触点的串联连接，即读出该存储器状态与栈顶值相与，其结果存入栈。
O：用于单个常开触点与其它触点的并联连接，即读出该存储器状态后与栈顶值相或，其结果存入栈顶。常闭触点的连接指令有：
常闭触点对应的存储地址位为0状态时，该软继电器线圈失电，该触点闭合。
LDN：用于梯形图电路的起始常闭触点的连接，即该存储位取反后载入栈顶；
AN：用于单个常闭触点与其它触点的串联连接；即读出该存储器状态后取反，再与栈顶值相与，得到的结果存入栈顶；
ON：用于单个常闭触点与其它触点的并联连接；即读出该存储器状态后取反，再与栈顶值相或，得到的结果存入栈顶.
（2）栈装载与指令
触点的串并联指令只能将单个触点与别的触点或电路串并联，要想实现电路块的串并联，则需要用ALD和OLD来实现。
OLD指令用逻辑“或”操作对堆栈第一层和第二层的数据相“或”，即将两
个串联电路块并联，并将运算结果S2=S0+S1存入堆栈的顶部，第3-9层中的数据依次向上移动一位。
ALD指令用逻辑“与”操作对堆栈第1层和第2层的数据相“与”，即将两个电路块串联，并将运算结果S4=S2*S3存入堆栈的顶部，第3-9层中的数据依次向上移动一位
（3）其他堆栈指令
逻辑入栈（Logic Push,LPS）指令复制栈顶的值并将其压入堆栈的下一层，栈中原来的数据依次向下一层推移，栈底值被推出丢失。
逻辑读栈（Logic Read,LRD）指令将堆栈中的第二层的数据复制到栈顶。第2-9层的数据不变，但是原栈顶值消失。
逻辑出栈（Logic Pop,LPP）指令使栈中各层的数据向上移动一层，第二层的数据称为堆栈的栈顶值，栈顶原来的数据从栈内消失。
转载堆栈（Load Stack,n=1-8，LDS n）指令复制堆栈内第n层的值到栈顶。栈中原来的数据依次向下一层推移，栈底值被推出丢失。
（4）立即触点（1-34）立即（Immediate）触点指令只能用于输入量I，执行立即触点指令时，立即读入物理输入点的值，根据该值决定触点的接通/断开状态，但是并不更新该物理输入点的输入过程映像寄存器。在语句表中，分别用LDI、AI、OI来表示开始、串联和并联的常开立即出点。用LDNI、ANI、ONI来表示开始、串联和并联的常闭立即触点。触点符号中间的“I”和“/I”用来表
示立即常开触点和立即常闭触点。下表列出了立即触点的各种指令。
输出指令和其它指令
（1）输出指令（＝）
输出指令与线圈对应，当驱动线圈的逻辑电路接通时，线圈流过“能流”，对应的映像寄存器（即软继电器）为1,反之则为0。执行输出指令时，使用栈顶值驱动输出指令指定的线圈。输出类指令应放在梯形图程序的最右边。（2）立即输出指令
执行立即输出指令时，将栈顶值立即写入指定的物理输出位和对应的输出过程映像寄存器。该指令只能用于输出位（Q）。
（3）置位与复位指令
S（Set）——置位指令 S bit，N (N=1~255)
R（Reset）——复位指令 R bit，N (N=1~255)
执行S/R指令时，从指定的位地址开始的N个连续的位地址都被置位或复位。
S/R指令有记忆和保持功能。若用于对定时器和计数器复位，则将清除定时器和计数器的当前值，它们的为状态变为0。
(4) 立即置位与立即复位指令
SI(Set Immediate)——立即置位指令 SI bit，N (N=1~255) RI(Reset Immediate)——立即复位指令 RI bit，N (N=1~255)
执行SI/RI指令时，从指定的位地址开始的N个连续的位地址将立即被置
位或复位。该指令只能用于输出量（Q），新值被同时写入对应的物理输出点和输出映像寄存器。
（5） RS触发器（图1-34）
RS触发器基本功能与R/S指令相同。
置位优先（SR）触发器：当置位信号S1和复位信号R同时为1时，输出信号OUT为1；
复位优先（RS）触发器：当置位信号S和复位信号R1同时为1时，输出信号OUT为0。
（6）其他指令
1.取反指令
2.跳变触点指令
3.空操作指令
4.4 PLC的梯形图程序的设计
4.4.1 梯形图的经验设计法
在PLC发展初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，记载已经有了的典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，不断的修改完善梯形图。有时需要多次反复的调试和修改梯形图，不断的增加中间变成原件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时、设计的质量和编程者的经验有很大的关系，所以有把这种方法称为经验设计法。它可以用于逻辑关系比较简单的梯形图程序设计。
用经验设计法设计PLC程序是大致可以按照以下几个步骤进行：分析控制要求、选择控制原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。
经验设计法的特点：经验设计法对于一些比较简单的程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需要多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计结果往往不很规范，因人而异。
经验设计法往往用于一些简单的梯形图程序设计，若用来设计复杂的梯形图，会存在考虑不周，设计麻烦，设计周长长，梯形图的可读性差，系统维护困难等问题
4.4.2 根据继电气电路设计梯形图
PLC使用与继电器电路图极为相似的梯形图语言。如果用PLC改造继电器控制系统，根据继电器电路图来设计梯形图是一条捷径。这是因为原有的继电器控制系统经过长时间的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处，因此可以将继电器电路图“翻译”成梯形图，即用PLC的外部硬件接线图和梯形图有很多想似之处，继电器系统的功能。这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了系统原有的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。
1、基本方法
继电器电路图是一个纯粹的硬件电路图。将它改为PLC控制时，需要用PLC的外部接线图和梯形图来等效继电器电路图。可以将PLC想象成是一个控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的输入位和输出位是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。在分析梯形图时可以将输入位的触点想象成对应的外部输入器件的触点，将输出位的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还右能受外部触点的控制。
将继电器电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下：1. 了解和熟悉被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。
2. 确定PLC的输入信号和输出负载。继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果用PLC的输出位来控制，它们的线圈在PLC的输出端。按钮、操作开关和行程开关、接近开关等提供PLC的数字量输入信号继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的存储器位和定时器来完成，它们与PLC的输入位、输出位无关。
3. 选择PLC的型号，根据系统所需要的功能和规模选择CPU模块，电源模块和数字量输入和输出模块，对硬件进行组态，确定输入、输出模块在机架中的安装位置和它们的起始地址。
4. 确定PLC各数字量输入信号与输出负载对应的输入位和输出位的地址，画出PLC的外部接线图。各输入和输出在梯形图中的地址取决于它们的模块的起始地址和模块中的接线端子号。
5. 确定与继电器电路图中的中间、时间继电器对应的梯形图中的存储器和定时器、计数器的地址。
6. 根据上述的对应关系画出梯形图。
根据继电器电路图设计PLC的外部接线图和梯形图时有很事情需要注意这里就不再详述
4.4.3 顺序控制设计法及顺序功能图
在IEC的PLC编程语言标准中，顺序功能图被确定为PLC位居首位的编程语言。我国也在1986年颁布了顺序功能图的国家标准
用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。所以一般都用顺序控制设计发来设计我们所需的程序。
所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动自动的有秩序的进行操作。
顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具，顺序控制设计法的基础是系统顺寻功能图的绘制，顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言，可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件、动作或命令组成。
1. 步与动作
1.1 步的基本概念
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并用编程元件来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量得ON/OFF状态不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的，步的这种划分方法使代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系。
1.2 初始步
初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线狂飙式，每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。
1.3 与步对应的动作或命令
对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控系统，在某一步重则要想被控系统发出某些“命令”。
1.4 活动步
当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动的状态时，相应的非存储型动作被停止执行。
2.有向连线和转换条件
2.1 有向连线
在画顺序功能图时，将代表各步的方框按他们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。步的活动状态习惯的进展方向是从上到下或从左到右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。若不是上述方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。
2.2 转换
转换用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻的两部分隔开。步的活动状态的进展是由转换实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。
2.3 转化条件
使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件，转换条件可以是外部的输入信号，转换条件是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线旁边，其中布尔代数表达式最常用。在顺寻功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。必须用初始化脉冲SM0.1的常开触点作为转换条件，将初始步预置活动步，否则因顺序功能图中没有活动步，系统将无法工作。
3 顺序功能图的基本结构
3.1 单序列
由一系列相继激活的步组成，每一步之后仅有一个转换，每一个转换之后也仅有一个步。
3.2 选择序列
分支：开始称为分支，其结构是某一步之后在不同转换条件的控制之下，当某个转换条件满足时，可以由该步有选择地进入到后续的某一步所对应的分支系列中。该步转换符号只能标注于水平线之下。
合并: 结束称为合并。几个选择系列合并到一个公共系列时，用需要重新组合的系列相同数量的转换符号和水平连线来表示。转换符号只允许标注于水平连线之上。
3.3 并行序列
实验教学论文: 浅谈如何搞好探究性实验教学 作者单位:广饶县丁庄镇第四小学 作者姓名:于之祥 联系电话:0546—6407161 著名的教育学家苏霍姆林斯基曾指出:“没有欢欣鼓舞的心情,没有学习的兴趣,学习就会成为学生的沉重负担”。 真正激发学生对探究活动的参与欲望,使他们发自内心地产生观察、实验的动机,最重要的还是来自学生对观察、实验的内心需求。虽然好奇心人皆有之,但是孩子的好奇心,只是对表面事物和感官现象做出反映,它是瞬间的和无意识的行为,通过现有的知识和简单的行动就能够得到满足。教师应充分利用各种有利因素,全面激发学生的求知欲,促使其积极参与。如何在科学课中搞好探究性实验教学?谈一些自己在实验教学中的做法。 一、创设情境,提出问题:引起学生的注意与兴趣,激发探究动机。 1、创设认知冲突情境。 科学课教学情境的特点和功能,主要在于引发学生的认知冲突,激起学生思维的积极性和求知欲,唤醒学生的探究欲望。当呈现给学生的认知与先前的经验不一致时,他们往往产生认知冲突,不知选择哪个好,心理由此而产生的困惑和不解,更能激起学生的求知欲和好奇心。 如《了解空气》一课中,教师取出一个装满水的水槽、一个玻璃杯和一张画了画的纸,说:“我把纸放进杯子,然后再把杯子倒过来,整个杯子倒扣在这个水槽中,你猜猜会怎样?”学生不假思索地回答:“纸会湿的。”有的学生很担心地说:“老师,你可以给杯子加个盖,这样纸就不会湿了。”教师接着说:“如果我说纸不会湿,你信吗?”学生
有的说信,有的直摇头。当看到教师将纸放到杯子底部,然后整个杯子倒扣在水槽中,过一会后拿起杯子,让一个学生上来取出纸检验,发现纸确实没有湿。学生都很惊讶:“啊?纸怎么没有湿?” 正是学生看到的现象(纸没有湿与自己的已有经验(纸会湿发生了冲突,学生才具有了要探究个究竟的欲望。由此,我们不难得出,不管运用什么样的方法进行问题导入,都应尽量使学生能从现象的表征触及到现象的本质。创设情境不是目的,目的在于引发学生视觉现象与已有经验之间的冲突,提出有探究价值的问题。 2、创设问题情境。 科学问题的形成是一个重要环节,它是科学探究的起点,不仅决定学习的内 容,而且决定了科学探究的出发点和归宿。教师创设问题情境,当学生在认知上产生了不平衡感,心理上会产生一种不和谐的感觉。这样,能激发起学生强烈的探究动机,会想尽办法努力消除这种不和谐的感觉,使认知重新平衡。 如:《物体在水中是沉还是浮》一课中,学生开始猜测、关注的都是马铃薯本身的大小影响了它的沉浮,但随着教学的深入,学生渐渐地达成了“到底是什么影响了马铃薯的沉浮”的共识。当老师把两个马铃薯都放在第一个水槽里,马铃薯都浮起来了;把马铃薯都放在第二个水槽里,马铃薯却都沉了,然后问学生:这是为什么?此时学生便开始将思维转到了水的问题上,指出:因为两个水槽的水不一样。接着老师再紧追着问:“你怎么知道?”从而引发探究问题。 3、创设游戏、魔术情境。 夸美纽斯曾说过:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教育环境的主要途径之一。”兴趣是积极探究某种事物或进行某种活动的动力,而创设游戏情境的学习活动,是一种满足学生认识和身体需要的轻松自由的学习活动。
论如何进行科学实验教学【摘要】新课程改革，核心是培养具有创新意识和实践能力的劳动者和专业人才。在《科学》新教材的教学过程中，实验教学贯穿整个教学过程，直接影响着教学效果。因而做好实验教学十分重要。【关键词】搞好实验教学 新课程改革，其核心是培养具有创新意识和实践能力的劳动者和专业人才。在《科学》新教材的教学过程中，实验教学几乎贯穿于整个教学过程，直接影响着教学的效果。因而做好实验教学十分重要。 小学科学实验根据实验的环境可分为实验室实验和家庭实验。根据实验人员的不同可分为教师演示实验和学生分组实验。 那么如何搞好科学实验教学呢？根据我多年的教学经验，可从以下几个方面进行。 一、认真做好科学实验教学的课前准备 1.课前认真检查实验器材 实验器材要逐一检查。如酒精灯，需检查酒精的剂量是否足够，灯芯是否完好，是否可以点燃。如小灯座，要保持内部接触良好，能让灯泡亮起来。只有器材完好，才能保证实验顺利进行。 另外，要提高科学实验教学效果，指导学生进行熟练地实验操作，教师必须在课前试做实验，体验一下效果，使自己在课堂上做到有的放矢，进行规范而熟练地，并得心应手地指导学生的实验与观察，从而获得最佳教学效果。必要时还可对教材进行处理。如《生的食物和熟的食物》一课中对第二个实验是用烧杯加热煮熟鸡肉，这个实验
需要时间太长，不适合课堂实验，可改为烤五花肉。这样试验时间缩短，实验变化加大，更利于调动学生的积极性。 2.鼓励学生参与实验准备 让学生自己动手准备实验，不仅能弥补教学器材的不足，且还能提高学生的学习兴趣。在《食物的营养》实验中，教师只负责准备铁架台、托盘、酒精灯、碘水、镊子、培养皿这些必须要用到的器材。所有的食品——包子、白菜、米饭、鸡蛋、黄瓜、萝卜、瘦肉等都由学生自己准备。事实证明，准备过程中学生积极性高，他们完全按照教师要求准备好各种各样的食品，这样不仅减少了教师准备实验的时间，更重要的是实验效果非常好。 3.教师必须具有处理实验中突发事件的准备 在实验过程中，通常会遇到一些突发事件，影响到实验效果，所以教师必须在准备实验时充分考虑解决方法。如演示《食物的营养》中，小刀要保持干净，以免引起食物混合，造成实验结果错误。如铁丝在氧气中燃烧实验，氧气瓶中需要加少量的水，以免水星四溅炸裂集气瓶底部。 二、科学实验中应注重的几个内容 1.学生科学观察能力的培养 《科学》课不同于语文、数学，它是一门以观察和实验为主要学习方式的探究性课程，要让学生产生浓厚的兴趣，掌握科学的观察方法，提高观察能力，为今后进一步的学习和探究打下坚实的基础。在教学中教师要丰富学生的观察手段，使学生掌握科学观察的方法，
PLC教学中培养学生的创新能力 发表时间：2019-11-28T16:09:36.490Z 来源：《教育学文摘》2020年2月总第326期作者：高少伟[导读] PLC实训是电类工科专业当中必修的课程。创新是一个民族进步的灵魂，也是国家兴旺发达的不竭动力。 山东省招远市职业中等专业学校265408摘要：PLC实训是电类工科专业当中必修的课程。创新是一个民族进步的灵魂，也是国家兴旺发达的不竭动力。以当前高效培养创新型人才为基础，就当前的PLC实训教学当中存在的问题，进行相关的分析，提出学生是创新教学理念的主体，教师是主导。积极使用多元化的教学方案及教学手段，在教的内容上使用层次化的实训内容等改革，激发技校学生实践学习的兴趣，使用全面提升技校学生实践和 创新能力的教学方案来进行教学。 关键词：PLC实训教学创新教学改革 近10年来，随之PLC控制器价格的不断降低和用户需要的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC控制器进行控制，PLC控制器在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC控制器在我国仍将保持高速增长势头。社会上对人才的需求也是发生着巨大的改变，尤其是有着创新能力和创造能力的综合性人才的需求是越来越大，这就使得技校工科专业学生不但要有着扎实的理论知识，同时也需要有着很强的实践操作能力和思维创新能力。因此，我校结合自身学生的定位，对以往的课程体系、教学方案、实践教学阶段等进行多方面的改革，从而让学生们的动手能力和创新能力得到很好的提升。 一、初期PLC在实验教学当中存在的问题 1.PLC课程当中包含了理论教学和实训教学这两个部分，现在的实训教学模式是根据统一的实训教学大纲和实训方案来进行的，学生们只需要在规定的时间和地点根据老师制定的实训内容来完成。伴随着当前社会的不断发展，社会对当前技校生的整体素质、创新能力都有着很高的要求，然而在PLC实训教学当中还是存在着一定的问题，导致技校生的创新能力得不到很好的提升。 2.传统实验教学不能很好地激发学生们的学习兴趣 （1）传统的实训教学方案一般都是和课堂教学进行结合的，学生们必须要在规定的时间内完成老师给出的实训内容，同时大多数的实训还必须要按照基础的操作来进行，这样才能达到教学的目的。由于这些实训内容都是老师自己设计的。因此，在实训期间，学生们只要按照老师规定的步骤一步一步地进行，实训内容就可以顺利地完成，并且可以很好地达到预期的效果。 （2）虽然实训内容顺利地完成了，也得到了预期的效果，但是对于学生来讲这种方式，并不能很好地提升他们的动手能力和思维创新能力，同时也并不能让他们的分析和解决问题的能力得到很好的提升。从而使得学生们在实训课上并不能发挥自己的创新能力，做实训就是做好操作，收集数据，然后再作报告就结束了。 二、进行PLC实训教学改革，增强对学生创新能力的培养 1.学生创新思维能力的培养。学生是创新教育的主体，教师是主导。在创新教育中，营造教师与学生双向互动的教学氛围，促进学生发挥主动性，创造性地学；教师发挥主导性，创造性地教。学生创新思维能力培养是当前能很好地展现学生个性的一种方法，这一方案的实行可以提升学生们的创新能力，让他们成为高技术人才有着很好的帮助，在进行学生们的综合素质培养期间，可以很好地让学生们提升获取新知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力。这也是实践教学改革的主要目标。 2.PLC开放式实训教学改革 （1）在近些年来，大多数的技校都在进行先进实验设备的购置，从而在很大程度上对当前设备使用紧张的情况进行了缓解。根据当中存在的问题和优点，从中探索出了一种以全新开放式实验教学为主的教学模式，在传统教学的基础上进行了很多的探索和改革。 （2）传统的实训教学当中大多数都是结合理论课程来进行教学，实训车间都是在规定时间内为学生们开放。但是开放式实训教学是一种当前社会当中最为现代化的教学方案，实训室是24小时为学生们开放的，这一教学方案常常都是将实训的时间交给学生们进行合理的安排，让他们自由地进行实训，让学生们真正地成为实训教学当中的主人。 （3）传统的实训课，一般都是由老师来安排时间，并且时间一般都只有1-2小时。到了下课的时间，不管是否完成实操都必须要离开实训室，等到下次实训课时又需要进行新的实训内容，这样长久以来对于那些基础本来就很差、动手能力和理解能力不好的同学来讲，并不能很好的进行数据收集，同时也并不能得到很好的实训结论。久而久之，就会让学生们失去对实训课程的兴趣，这样的情况在很大程度上限制了学生们的发展。 （4）这一教学方案在时间的安排上是较为灵活的。打破了传统的从结构、原理到应用的纵向编写模式，采用横纵结合的编写方法，以典型案例为主线，将每个案例分解成若干个任务进行驱动，将相关概念和原理等知识贯穿其中，并对相关知识进行拓展，可以循序渐进地将理论与实践相结合。 伴随着当前国内中职教育的发展，实训教学在当前的技工教学当中也是越来越受人们的重视。在对学生们进行创造力培养期间，尤其是培养高等技术人才时，实训教学是必不可少的。通过对当前PLC实训教学模式、内容、实训方法和考核方式的革新，从实践当中可以很好地看出，不但可以很好地改变学生们的观念，同时也可以很好地提升学生们的实操技术，这样对挖掘他们的潜力有着很好的帮助，可以很好地培养他们的独立思考能力和创新能力。
科学课实验教学策略初探小学科学是一门科学启蒙课程，主要目的是培养学生的科学素养，而这种素养主要是通过科学探究活动获得的。《小学科学课程标准》指出：“科学探究既作为科学学习方法，又作为科学学习内容出现，目的旨在通过亲历科学探究活动，让学生既学到科学知识，又培养科学探究能力，同时增进对科学探究的理解。”在这种探究活动中，实验是一个重要的组成部分，因此，实验教学也是小学科学教学的重要组成部分。学习科学课的过程,要从观察现象,动手实验出发,经过形象思维和抽象思维形成概念、规律,然后再回到实践中去进行检验和运用,是“实践—认识—再实践—再认识”的过程。小学生通过动手做实验可以激发爱科学的兴趣,有效地开发学生智力,提高学生科学素质,培养他们对科学实验的探究欲望。怎样才能更好地上好小学科学实验课呢?根据小学生生理、心理特点因地制宜,我认为开展小学科学实验活动,应采取以下策略： 一、开门见山让学生明确实验目的、过程、任务是基础 （1）事先明确实验目的小学生由于知识准备和认知能力的欠缺，在做实验前,只有给学生提出做该实验的目的是什么,任务是什么,才能使他们注意力集中到所要做的事上,才能使他们深入细致地去观察去做。因此,确定实验的目的对于学生上好实验课是至关重要的,它能让学生明白该实验是为了研究什么而设置的。
（2）理解实验操作过程每个学生理解能力不一样,实验的成功与否,主要取决于学生对实验中的重点、难点操作的把握程度,以及对实验现象的分析,总结。做实验每个学生都喜欢,但由于小学生尤其是低年级的学生,观察事物时常是杂乱无章的,缺乏系统性和目的性,观察时受兴趣和情绪的影响很大,有时常常偏离观察的主要目标。他们往往是在好奇心的驱使下盲目乱动,做了这一步不知下一步该做什么,颠倒操作过程,少做漏做,导致实验失败,所以在实验前就要理解操作过程。如教学《简单的电路》这课时,我们先让学生自由讨论,尝试用一个灯泡、一个小灯座、2根导线、1个电池盒和1节电池要怎样连接起来才能组成电路。设计操作过程,然后汇报,其余学生讨论补充。还可以把影响实验的关键步骤和注意点先写在黑板上,作为实验的操作规程或注意事项,从而避免实验的盲目性。 （3）布置实验观察任务只有让学生明确了实验前的观察任务,才能在实验过程中取得良好效果。教师要提醒学生动用一切感觉器官去全面观察和感知。运用眼、耳、口、鼻、手等感觉器官去观察和感知实验过程中形态、特征和声、光、色、味、温度等变化情况,时刻提醒学生注意观察和感知每一个微小的地方,每一个细小的变化。以《观察植物的种子》为例,课前要收集各种植物的种子,仔细观察它们的外形有什么不同,不同的植物种子,它们的形状、大小、颜色各不相同。如：黄豆和豌豆极其相似，但细看会发现：豌豆形状较黄豆圆一些。
PLC创新设计实施方案总结 组别第一组 系（部）动力工程系 专业生产过程自动化技术 班级动力1008班 指导教师梁云岳 组员姓名王克宇 组员姓名韦明成 组员姓名张长亨 组员姓名凌敏 广西电力职业技术学院动力工程系 生产过程自动化技术专业 2012年6月2日
PLC创新设计实施方案总结 一、系统说明 小型自动控制水箱的整个系统由水箱、水槽及水泵、管道和阀门组成。本系统由水箱作为控制对象,水箱的液位作为被控量。水箱里液位的变化,由电接点来测量。电接点测量的液位信号经过PLC作为输入，根据程序要求，输出相应的信号来控制7台泵的开启动作。首先由水箱上的电接点通过线路输送到PLC的输入端，再通过PPI数据线传送到计算机，计算机进行运算和处理并作出相应的信号指示，传输到PLC的输出端，使得继电器接通或断开，来实现7台泵的启停。从而达到我们所需控制水箱的目的。 二、工作原理图 三、设备清单
四、数据词典：
五、I／O分配表 六、实施过程： 1、能在组态液面上，实现液位显示，液位高低报警；总停、总开，总停时，所有水泵全部停止，管道流动停止，但水位显示正常。 2、总开时，能实现手动、自动切换。在手动状态，能实现1—5#进水泵和1—2#出水泵单台单独启动和停止。 3、在自动状态，共有四种方案：
方案一（根据用水量不同，实现水量控制）：1、2#出水泵可单独启动和停止，1—5#进水泵根据液位的情况，液位越高，水泵停的越多，当液位满时，5台泵全停；当液位没显示时，5台泵全起。 方案二（展示进出水情况）：由5台进水泵同时供应进水，当液位满时，两台出水泵自动启动，而5台进水泵同时停止；当水位没有时，两台出水泵同时停止，5台进出水泵同时启动。 方案三（给定水位控制）：将水位显示为连接变化量（模拟量），通过PID控制，得出输出值，再分配给进水阀，控制进水阀的数量，达到控制水位的目的。 方案四1-5#泵依次顺序启动，每台泵维持的时间为5s（1号泵启动5s后关闭2号泵启动，2号泵启动5s后关闭3号泵启动以此类推下去），而当水箱到达满水位时，所有进水泵停止，1、2#出水泵自动启动，当到达零水位时两台出水泵就停止，1-5号泵接着会依次会启动，重复以上的动作，一直循环下去。 七、存在问题及解决方法 问题一、水箱信号采集不到？ 解决方案：由于水的导电性不是很好，因此电接点的公共端只能采集到离它近的信号，远的就不能采集到，为此我们将电接点的线从下面引一根到上面，确保能够很顺利的采集到信号。 问题二、当停止出水泵时水泵还会自动出水？ 解决方案：由于出水管的密封性好，所以停泵后还会自动出水。
在初中物理实验教学中推进素质教育 柞水县亁佑中学杨家春 物理实验是研究物理学的重要方法和手段，加强实验教学，不仅可提高物理教学效果，还可提高学生的实验素质，有助于培养学生的创造性学习能力还能提高学生的学习积极性，更重要的是通过实验可以培养学生科学的态度，培养学生观察、分析问题的能力，让学生逐步了解科学的发展过程，培养学生学会合作、与人共事的能力，巩固已学过的知识，培养学生自主学习的能力以及掌握研究性学习的方法。。初中物理实验包括演示实验、学生分组实验和课外小实验，它们都是很好的素材，只要教师做实施素质教育的有心人，对它们合理的加以应用，一定会在教学中收到良好的效果。为了搞好搞活实验教学，应着重抓以下三点： 一、使学生形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度 初中物理教材中，许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的，具有很强的客观性，如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制，再加上有些物理知识比较抽象，对书本内容不可能一听就懂，并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助他们发现规律，掌握规律，理解获取知识的桥梁作用。所以，教师应尽最大努力做好一切演示实验和学生分组实验，切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验，便贬低了定律、概念的客观真实性，学生也难于理解和接受。 教师在做演示实验时，必须把准确无误的物理现象清晰的展现在学生面前，让每个学生看清楚，使学生确信定律、概念的客观性。所以教师必须是一个坚定的唯物论者，要具有严谨的科学态度，才能熏
陶学生具有严谨的科学态度。在学生分组实验中，要以得出的数据来验证或推导出定律、公式，绝对不允许涂改实验数据和捏造实验数据，使之与物理定律、公式相符。而应协助学生找出错误原因，重做实验，直到得出正确的结论为止。只有这样，才可使学生逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。 二、培养学生识别和应用实验仪器的能力 学生识别和应用实验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后在工作和学习中必需的最基本的能力，如生活中各种测量工具的使用无不需要这方面的知识。物理教师要让学生成为实验教学的主人，开始几次学生分组实验，实验仪器都是学生首次接触，如刻度尺、天平、电压表等，教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能，察看铭牌或说明书。弄清：（1）测量范围；（2）最小刻度；（3）零点及其调节方法；（4）使用方法。只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全。 三、培养学生的实验操作能力 学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以新的课程标准把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。 物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验，每个人都有操作机会；在演示实验中，可让部分学生配合教师一起完成实验，条件许可时，将演示实验改为学生实验，培养学生的动手能力；课外小实
【小学科学实验论文】 浅议新课改下小学科学实验教学 小学科学实验教学是以实验观察和活动操作为基础的学科，让学生通过亲自参加实验活动，获得观察水平和动手操作水平，是小学科学实验教学学的关键所在。尤其在新课改形势下实验过程的好坏直接关系到教学的成功与失败。现就如何搞好小学科学实验教学，谈一下自己的观点。 三至六年级科学课标准指出：科学探究“要通过观察和实验制作等活动”，而观察和实验是人类理解自然的基本途径，也是科学课教学的特点。所以，教师指导儿童自己实行观察和实验，通过观察和实验获得知识水平，千万不要把科学课上成是语文课。所以，我们小学科学教师在科学教学过程中，要结合小学生的心理特点和课程实验要求实行教学，以完整有效地上好科学实验课。 一、认真做好课前实验准备工作，做到有的放矢。 成功的实验课，必定建立在教师丰富的经验之上。实验课前准备工作十分重要，因为它不但要熟悉教材知识，还要知道学生实验。教师应充分构思每一节实验课的总体思路，亲自动手熟悉每节课的实验程序，找出实验中容易出现的问题和解决办法。 二．演示实验要起到示范作用，培养学生的科学态度。 演示实验中，教师的一举一动都会成为学生独立操作的依据和榜样，对学生的实验技能起着示范作用。教师操作应按规定实行，在使
用仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、有序。例如在使用托盘天平时，取用砝码、移动游码必须用镊子而不能用手；点燃酒精灯后火柴签不能随手扔在地上，要放在专门的废物杯中；电路的连接应先接线路后接电源，拆卸时先断电源，后拆线路；导线两端接头不是钩、叉时要注意导线在接线柱上的绕向应同螺母旋紧的方向一致等。 有效的演示实验教学能够协助学生提升科学思维水平、学习科学探究的准确方法，并能受到良好的实验习惯的教育。所以在课堂实验教学中，优化教师演示实验，有利于提升科学探究的有效性。 三、实验的过程要让学生充分实行体验。 在实验过程中让学生充分实行体验，提升学生实验兴趣。案例和分析：《淀粉的踪迹》中有两个重要的实验，检验淀粉和淀粉与唾液混合的结果。我在教学的时候发现学生对淀粉这种物质的理解在实验后并没有多少提升，于是我开始思考改进实验的内容。我希望能够提升学生在生活中理解淀粉的水平，比如那些食物中含有淀粉。 我选择了很多材料来检验——馒头，米饭，马铃薯，面条，薯条，栗子，玉米，南瓜等等。在分组检验不同食品的时候，孩子们得到了充分的理解。 动植物观察类的应该利用“童趣”为支撑点。如：《蜗牛和蝗虫》中学生应该充分的观察这两种动物。为了达到“充分”的目的，我发给学生解剖器材，放大镜，蚊烟，火柴，水杯，树叶。这样，学生的观察就不是局限于眼睛了，在3个课时的充分活动中，孩子们了解了蜗牛原来不吃有蜡质的树叶，蝗虫和蜗牛也会游泳，蜗牛怕烟
青岛理工大学学生科技 创新项目 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
青岛理工大学学生科技创新项目 立项申请表 项目名称：基于PLC的基础工业过程控制系统研究 立项负责人：杨国强 申请学院: 管理学院 联系电话： 电子信箱： 填表时间： 2008-4-7 填表须知 1．宗旨：充分利用发挥学校师资、教学、科研的资源，营造不同学科交叉复合研究的氛围，因材施教；培养大学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神； 提高大学生科学研究能力、创新能力和实践动手能力；接触与掌握学科发展前沿信息和动态变化，鼓励立项项目取得阶段性和实质性的科研成果。 2．立项来自：①教师的教学、科研、生产、管理不同领域中的基础性、应用性和开发性的研究课题，根据学生的实际情况，细化后再转化为立项项目；②学生自定科研项目和研究课题；③各级竞赛活动或校外高新技术企业委托研发项目，经学校确定为竞标项目的。 3．学生申请参加科技创新项目立项，原则上应以大学二、三年级学生为主。 4．立项年限（指迄止时间）大部分项目应为半年时间完成（指每年11月起至第二年5月止）；部分项目由于课题研究的实际情况也可一年时间完成(指每年11月起至下年12月止)或一年半时间完成（指每年11月起至第三年5月止）结题、答辩和研究成果汇编工作。
5．申请表由立项负责人填写，经学院指导小组评审排序后上报校团委，校团委组织学校指导小组评审，确定立项数及经费额度。 6．立项申请表要求逐项认真仔细填写,内容应言简意赅,思路清晰,论证充分,表述明确,字迹清楚,其中对项目简介栏目表述控制在500---1000字，建议用计算机输入打印。 7．每年3月校院组织中期检查；每年5月组织为半年和1年半立项的项目结题、答辩；每年12月组织为1年立项的项目结题、答辩。 8．如填表有不明事宜，请与校团委或学院团总支联系和咨询。
物理实验教学论文【3篇】 第一篇 一、引导学生学会“提出问题”是实验教学的良好开端 实验教学的第一环节是“提出问题”。没有探究就没有科学，而提不出问题也就不会有探究，探究源于问题。问题的存在本身就能激发学生的求知欲和探究欲，学生的提问，特别是较高水平的提问，也是解决问题的一个必要方面。在实验教学中一开始让学生提出问题是很难实现的，更谈不上提出与教学目标相关的问题来，这就需要教师有效地设置相关物理情景，即从学生熟悉的生活现象中，提供必要的问题背景，创设合理的、具体的物理情景，展示明显的物理现象，让学生想有所想，从而启发学生发现并提出问题。使学生通过观察、感知、体验后发现问题；或者创设一定的任务，在完成任务过程中点燃智慧的火花，产生探究问题。具体的操作步骤： （1）设置问题情景任务； （2）分析归纳情景体现的内在规律； （3）引导学生提出问题。例如，在探究《欧姆定律》一节时，创设如下情景：
①分别用一节和两节干电池给同一个小灯泡供电，闭合开关，观察现象； ②用导线把小灯泡和滑动变阻器串联在同一电路中，闭合开关，移动滑片，观察现象。让学生观察现象后分析归纳其内在规律，引导学生思考看到了什么现象，发现了什么问题，并进一步提出问题。通过一步步的深入引导：小灯泡的亮度不同，又属于什么因素影响？进而提出了“通过导体电流的大小跟哪些因素有关？”的问题。实验探究问题的提出，需要一个较长的适应过程。开始时学生发现和提出的问题不是都跟该课题有关，有时还会出现风马牛不相及的问题，教师要耐心地倾听学生所提的问题，从中发现其闪光点，及时给予鼓励，避免压制。随着学习的深入，他们的“提问题”兴趣就会有较大的提高，思路也随之被拓宽，进而提高学生发现问题和解决问题的能力。 二、科学地提出“猜想和假设”是实验教学的切入点 通过创设一定的任务提出了问题，就得想方法解决问题，让学生科学地进行猜想和假设，这是完成实验教学的切入点。科学猜想不同于胡思乱想，假设必须依据科学的方法，在此原则下就需要教师进行适当的引导。在实验教学中教师应该鼓励学生大胆进行猜想，但由于受传统教育思想的影响和学生本身的知识及感性经验的限制，猜想往
小学科学实验教学论文文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
小学科学实验教学论文浅谈实验教学在小学科学教学中的应用由于受传统观念的影响，当前小学科学教学中，实验教学较为低效。针对这种现状，我们要找出解决问题的对策，提高实验教学在小学科学教学中的应用效果，优化小学科学教学。?? 小学科学是一门科学启蒙课程，主要目的是培养学生的科学素养，而这种素养主要是通过科学探究活动获得的。在这种探究活动中，实验是一个重要的组成部分，因此，实验教学也是小学科学教学的重要组成部分。 一、当前实验教学中的低效性问题? 学生在实验活动中思维能力欠缺，不能认真对待实验，仍然停留在看热闹的层面；学生的参与率低，相互之间合作不够。如在小组探讨活动中，有些学生只关注自己的事情，不理会老师和同学的讲解与帮助，也不愿意参与活动；还有些学生把实验仪器占为己有，没有合作意识，这些都影响到实验教学的开展。另外，有些科学探究实验需要家长在课后协助完成，但是这些活动并没有得到家长的重视与支持，再加上学生在课外实验中缺乏主动性，势必造成延伸实验的现象，效果不理想。例如：在观察植物的生长变化时，教师希望学生在家种一些植物的种子，由家长陪同学生每天观察记录种子的变化，但是有些家长没有耐心与毅力，最终没能帮助学生完成实验。? 二、解决对策?
⒈重视实验活动中学生的探究过程。科学探究能力的获得，需要学生结合所学的科学知识，亲自参与探究活动，在已有的感知和体验的基础上，将教师所讲授的知识充分吸收内化。科学教学的重要内容是让学生学会如何学习科学、应用科学，如何用心地探究科学。为此，在实验教学中，教师要鼓励学生想出解决问题的方案，然后去验证自己的方案。如200毫升的水能溶解多少千克的食盐、一天当中气温的变化有什么等。即使实验失败了，这种探究活动还是对学生起到了意义，学生也会自己去思考失败的原因。再如讲解“影响溶解快慢的因素”时，当学生明白了溶解的意义之后，对同学提问：哪些因素会影响溶解的快慢？同时展示数量不等的食盐、冷水、热水、大小不一的烧杯等，引导学生去思考，然后回答问题，最后让学生亲自实验，验证他们的答案。这样的实验教学不但会使学生的情绪高涨，也会让他们在实验中发现自己的错误并改正。?⒉充分利用校园的实验资源。校园里有一些植物和小动物，这些都有可能成为小学课中需要的实验资源。如在《蜗牛》教学中，教师在一个班级里只是用幻灯片的形式向学生传授关于蜗牛的身体结构、运动和生活习性方面的知识，并没有实物蜗牛，这样的讲解，学生只是了解了蜗牛的?部分知识；而在另一个班级中，教师上课时先问同学哪里可以找到蜗牛，然后组织学生捉蜗牛、养蜗牛，并且观察蜗牛身体的颜色、眼睛、触角、嘴巴等，观察蜗牛喜欢吃什么食物，怎样吃等，还有蜗牛是如何发现和找到食物的，在多种食物面前，蜗牛会首选哪种等。在饲养、观察蜗牛的同时，学生不但了解了蜗牛的身体结构、吃食情况，而且观察到蜗牛的排泄和产卵。学生通过此类探究活动，获
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4511096754.html, 基于MCD的PLC创新实践教学方法探讨作者：杨保健康献民黄光润黄照辉 来源：《教育教学论坛》2018年第31期 摘要：实践教学是PLC教学中的重要组成部分，而现有的很多实践教学方法在一定程度上限制了学生学习的主动性和积极性。论文创新性地将西门子MCD系统应用到PLC的实践教学改革中，从概念设计、机械设计、电气设计及软件开发四个环节激发学生对PLC控制技术的兴趣，让学生在虚拟环境中实现机构的虚拟运动模拟和设计评估，有效提高了学生学习的主动性和积极性，达到了预期效果。 关键词：MCD；实践教学；PLC；积极性；仿真模拟 中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）31-0190-02 一、引言 实践教学是PLC教学中的重要组成部分，而现有的很多实践教学方法在一定程度上限制了学生学习的主动性和积极性，不利于“大工程教育”和“新工科”背景下应用型人才的培养[1，2]。主要表现在：设备老套、实验内容单一、实践教学方法滞后。基于此，论文将MCD （Mechatronics Conceptual Design）与PLC有机结合，整合校企资源，探讨一种新的实践教学方法。 二、基于MCD的创新实践教学 1.MCD系统简介。MCD具体仿真过程包括零部件的3D数字化建模、运动关系的虚拟约束、PLC硬件的接线、PLC梯形图的编制等。主要用于模拟PLC控制环境中各个机械零件和组件之间的相互运动关系，既可以实现机构的虚拟模拟和评估，也可以真实显示虚拟模型的受控运动行为，初步实现在虚拟现实环境下的PLC实践教学。学生能在虚拟环境中快速评估机械结构设计的合理性及控制系统的科学性，增强了机械、电子和自动化等跨学科设计的协作，可有效培养学生系统性全局性的设计能力。而在企业应用方面，最高可将产品上市时间缩短30%[3]。 2.基于MCD的多学科协同式实践教学。借助MCD优化整合教学资源，搭建不同层次、 不同类型的突出现场、突出实践、突出一线的准企业、准工程化的虚拟综合型训练平台。同时，将《PLC技术》课程教学大纲中规定的若干教学内容（涵盖PLC基本指令、步进指令、应用功能指令、PLC与变频器、PLC运动控制等）转化为源自企业的实际工程项目，如：电风扇装配流水线控制、机械手上下料动作的控制、运料小车动作控制、零件分拣系统模拟、基于PLC通信方式的变频器开环调速等教学项目。以学生及其兴趣培养为中心，围绕项目组织和展开实践教学，使学生直接参与项目的全过程。
实验毕业论文实验研究论文 《兽医微生物学》实验教学改革研究 摘要：本文从提高学生实验动手能力的角度，介绍了《兽医微生物学》实验课开设过程中的教学改革经验和方法。 关键词：《兽医微生物学》动手能力教学改革 《兽医微生物学》是动物医学专业的专业基础课，学好该门课程可以提高学生对动物医学专业的兴趣，并为专业课的学习奠定牢固基础。动手能力是学生考研、就业面临的一项重要考查指标，其能力反映学生对理论知识的灵活运用程度，以及解决实际问题的能力。目前许多高校本科生的实验动手能力较差［１］，某些毕业生在兽医微生物学实验室和研究室的毕业实习就反映出许多问题。虽然微生物学的大多数实验操作都在瓶瓶罐罐内进行，有人戏称微生物学实验为“小儿科”或“过家家”，但不规范的实验操作将给科研工作带来很大的麻烦，导致临床微生物学检查误诊。本文从兽医微生物学教学的实际出发，分析造成学生动手能力低下的根本原因，并由此提出提高动手能力的几种措施。 一、学生动手能力差的原因分析 目前全国许多高校面临着学生综合素质下降的问题，尤其是学生的实验动手能力明显欠缺。不同的高校有不同的实际情况，原因多种多样，现就往年我校兽医微生物学实验教学的实际情况进行客观评价。
1.学生课余时间少，实验课安排紧张。 兽医微生物学是动物医学和动物科学专业的必修课，在第五学期或第四学期开设，由于课程多，学生的实验课安排往往很紧张，有时不得不安排在晚上和周末进行。疲劳战术在一定程度上降低了学生的积极性，许多学生逃课，或为了应付了事而照抄实验报告的现象非常突出。教师为学生精心设计、准备了实验，学生的反映却并不积极，这种现象也打击了教师的教学积极性。 2.实验课缺乏有效的考核、监督方法。 由于学生人数众多，加上许多实验的考核需要经过二十四小时培养后才可以检查操作效果，实验结束后进行操作考核存在一定的难度。除了开展过几次实验课考核外，通常情况下根据实验报告和实验出勤情况评定学生的实验成绩。由于没有切实可行的考核监督办法，学生对待实验课的态度明显不认真。 3.学生片面追求英语过关，忽视动手能力的培养。 兽医微生物学实验课开设的学期，学生正好面临英语四、六级考试。这一时期的学生还没有充分意识到实验技能的重要性，不少学生认为可利用的时间都用在了英语学习上，片面追求英语高分，相对忽视了专业课的学习，许多学生经常不上实验课。 4.实验教学方法改革缺乏力度。 在传统的实验教学中，实验员准备好实验试剂、器械、材料、培养基等，教师将实验原理、目的、操作步骤讲解清楚，学生只需要按
巧设情境体验乐趣实现探究 湖北郧县柳陂中心小学周玉华（442532） 【内容摘要】《科学》课作为小学课程计划的重要组成部分，具有其它学科不能替代的重要的育人功能。而实验则是完成教学任务非常有效的途径。本文着重从“确定实验科目的基本要求”、“想方设法拓展实验时空”、“让学生亲临科学实验的乐境”、“尽心尽力造就学生自主探究能力”就结合自己的教学实践谈一些自己在工作中的具体教学策略，望能提高科学实验教学实效。 【关键词】实验基本要求动手操作拓展实验时空亲临乐境探究实效 【正文】 《科学》课作为小学课程计划的重要组成部分，具有其它学科不能替代的重要的育人功能。而实验则是完成教学任务非常有效的途径，也是学生模仿科学家进行探究的重要方式，也是对学生启蒙教育的重要学科。科学课也是中学物理、化学、生物等课的基础。因而小学阶段的科学课教学好坏,在一定程度上影响了小学生今后的学习生活。学习科学课的过程,要从观察现象,动手实验出发,经过形象思维和抽象思维形成概念、规律,然后再回到实践中去进行检验和运用,是“实践—认识—再实践—再认识”的过程。小学生通过动手做实验可以激发爱科学的兴趣,有效地开发学生智力,提高学生科学素质,培养他们对科学实验的探究欲望。怎样才能更好地上好小学科学实验课呢?根据小学生生理、心理特点和小学目前基础条件相对较差的特点,我认为开展小学科学实验活动,应采取以下策略： 一、确定实验科目的基本要求 （1）事先告知实验目的 做实验前,只有给学生提出做该实验的目的是什么,任务是什么,才能使他们注意力集中到所要做的事上,才能使他们深入细致地去观察去做。因此,确定实验的目的对于学生上好实验课是至关重要的,它能让学生明白该实验是为了研究什么而设臵的。 （2）理解实验操作过程 每个学生理解能力不一样,实验的成功与否,主要取决于学生对实验中的重点、难点操作的把握程度,以及对实验现象的分析,总结。做实验每个学生都喜欢,但由于小学生尤其是低年级的学生,观察事物时常是杂乱无章的,缺乏系统性和目的性,观察时受兴趣和情绪的影响很大,有时常常偏离观察的主要目标。他们往往是在好奇心的驱使下盲目乱动,做了这一步不知下一步该做什么,颠倒操作过程,少做漏做,导致实验失败,所以在实验前就要理解操作过程。如教学《简单的电路》这课时,我们先让学生自由讨论,尝试用一个灯泡、
可编程序控制器（PLC）自动控制系统设计选题 （教案） 可编程序控制器（简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动化控制装置，它专门为工业控制而设计，具有功能强，编程简单，使用方便等优点，在现代工业自动控制中使用越来越广泛。由于PLC编程简单、实用、通用性强和价格低廉等特点，目前PLC已经走出了传统的工业自动控制领域，广泛应用于需要实现自动控制的非工业自动控制系统中。 本选题要求学生自学PLC原理方面的有关知识，了解PLC的控制原理和编程方法，熟悉PLC的梯形图程序语言；了解PLC在控制领域中的应用，学会并使用PLC搭建一个简单的自动控制系统，实现PLC对某一过程的自动控制。 本选题可由教师指定或自选一个控制过程，分析其控制要求，绘出其顺序功能图，分配PLC的I/O接口及其它编程资源，用PLC编制用户程序，上机调试用户程序，实现对该过程的自动控制 主要参考书： 《可编程序控制器应用技术》廖常初编（1～4版）重庆大学出版社 控制机型：日本三菱F1-40MR基本单元＋F-20P简易编程器 西门子S7-200型PLC 设计要求： 由教师指定或自选一个控制过程，分析控制模型的控制要求，绘出其顺序功能图，分配PLC的I/O接口及其它编程资源，编制出满足模型控制要求的梯形图用户程序，上机调试用户程序，在实验室模拟运行模型的控制过程，实现对该过程的自动控制，经教师现场验收合格，以论文格式写出实验报告。
选题一十字路口交通信号灯控制系统设计（难度系数10） 在十字路口的东西、南北主干道上装设红灯、绿左转、绿直行和黄灯，控制机动车辆和非机动车辆，人行斑马线上装设红、绿灯控制行人。其控制过程为：东西南北方向主干道的红灯一直处于点亮状态，提示主干道上左转通行时直行禁止通行，直行通行时左转禁止通行，只有红灯亮时该方向车辆禁止通行。主干道车辆通行时交通灯信号的变化规律为：左转绿灯亮15秒后闪烁三次，黄灯亮2秒，然后直行绿灯亮（同时东西方向人行道绿灯亮），15秒后闪烁三次，黄灯亮2秒，然后绿灯全部熄灭，只有红灯亮，车辆禁止通行。 该系统属于连续循环工作的控制系统，要求系统启动后能够周期性地连续循环工作，故系统中设置两个输入信号分别控制系统的启动和停止。PLC选用三菱F1—40MR基本单元，I/O接口数为24/16。 分析系统的控制模型可以看出，人行道斑 马线上的绿灯状态与直行绿灯信号相同， 可用同一个控制信号。故整个控制系统需 设置两个输入接口：X400接启动输入开关 SB1，X401接停止输入开关SB2；再设置 九个输出端口分别控制各信号灯。PLC的 I/O接口分配如图二所示。根据系统的控制 模型和控制要求可画出系统中各输出信号 的控制时序如图三所示。
小学科学实验论文 小学科学教学中如何“科学”实施实验教学 摘要：农村小学科学教学中要充分利用下发地实验教学器材，实施实验教学更应注意“科学”.应注重把培养学生地自主创新精神和实践探究能力作为《科学》学科地一个特色来教学，通过探究式实验教学，让学生学会探究，学会思维，学会实践，学会创造，使综合素质得到最优发展. b5E2R。 关键词：小学；科学；实验教学 在省“配套工程”地爱抚下，农村小学也配备了大量小学科学课急需地实验教学器材，这对提高农村小学科学课堂质量，提高农村小学生地科学素养起到了很好地促进作用.必须注意农村小学生与城市学生相比尽管见识少了些，但同样有喜欢尝试好奇性强地特点，所以我认为农村小学科学教学中要充分利用实验教学器材，实施实验教学更应注意“科学”. p1Ean。一、要巧妙指点，做好预设. 在实验过程中，真正地探究不是教师帮学生预先设定好实验地步骤，牵引着学生地思维，按照教师设定好地路线进行实验，而是要求学生掌握探究地方法，能自主探究.但学生在实验探究中往往面对一个问题提出地多种假设，无所适从，盲目实验，这就出现了不肯钻研，满足于一知半解，虽然积极性很高，但因思维偏离方向而出现准确率较低地现象.怎样让学生掌握科学探究地方法，在众多地表面现象中寻找事物地本质呢？这就需要我们教师适时点拨，指导探究. DXDiT。 如教学《声音地产生》一课，学生提出了声音可能是由于物体间碰撞、物体互相敲打、物体磨擦等原因产生地，当然，学生并没有认识到这些表象里面蕴含着物体振动这一实质性地原因，于是，我提出“不让物体互相碰撞敲打和磨擦时，观察有没有共同地现象”这一问题，学生经过进一步实验发现都没有振动现象，然后我再因势利导，让学生进一步讨论，声音地产生可能和什么有关，最后再放手让学生研究振动能否产生声音，解决了面对多种解释如何决策地问题.学生作为学习地主体，经历了“现象——问题——假设——验证——发现”地认识过程，在解决认知冲突中优化了思维品质，培养了积极参与地主体意识. RTCrp。 二、要大胆地放手学生动手操作.
PLC控制技术创新设计实验报告 实验名称：输料线的控制 隶属课程：电气控制及PLC技术 专业班级：电气工程及其自动化***班 学生姓名：******* 学生学号：********* 实验地点：电气学院******实验室 2013年 05 月 22 日 沈阳工业大学
一、实验目的 随着社会的发展和社会的需要，在生产中加料是必须的，以前需要人工用人力加料和运输，既费人力，财力，也费时间，是生产效率大大减低，随着输料线的设计和运用，可以减少人力的使用，还可以大大提高生产效率，可以说是一举两得。本实验属于设计性试验，设计了一个控制输料线的程序，来控制输料线的自动运行。 本实验旨在：（1）.掌握PLC的基本指令，功能指令的综合应用； （2）.掌握PLC与外围控制电路的实际连接方法； （3）.掌握基本逻辑指令的设计方法。 二、实验环境和器材 装有西门子s7-200可编程控制器一台； 装有STEP-Micro/WIN32软件的微机一台； 输料线的实验设备一套； 导线若干。 三、实验内容 输料线控制： 实验任务：当线路接好之后，按下启动按钮，输料线的皮带1开始启动，经过五秒之后，其皮带2启动，在经过五秒之后，其皮带3启动，在经过五秒之后，卸料阀打开，物料留下经各级皮带后下放传送
进入下料仓，料满后，卸料阀关闭，停止卸料，经过五秒后，皮带3停止运行，再经过五秒，皮带2停止运行，料欠则重复执行。 功能流程图：
四、实验步骤 第一步：根据实验任务的要求编写该任务的时序图； 第二步：根据时序图编写功能流程图； 第三步：根据时序图编写控制程序； 第四步：按照程序对实验仪器进行连线； 第五步：对程序进行下载，进行试验。