1.《交通信号灯的PLC控制》教学设计

前言：现代社会，交通运输行业已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。

如何保障交通运输的安全性和效率性，成为了我们必须探讨的问题。

而交通信号灯PLC的设计，恰好能够解决这一问题。

一、交通信号灯PLC的概念交通信号灯PLC即交通信号灯的程序控制器。

简单地说，就是一种由电子电路组成的设备，它能够控制道路上的交通流量，保证交通的安全和有序。

针对城市中心区域因交通问题带来的交通瓶颈，在进行交通改善工程中，采用PLC对交通信号灯进行智能控制，能够大大提高道路通过能力，降低交通拥堵，缩短行车路线，提高交通安全性等，具有很高的实用价值和推广空间。

二、交通信号灯PLC的设计随着科技的不断进步，交通信号灯的控制方法也从机械控制逐渐向电子化转变。

PLC在交通信号灯的应用中，可以理解为一种更高级的电控系统，因为它具有自动化、高可靠性和高效率等特点。

1、PLC基础PLC是可编程逻辑控制器(程序控制器)的简称，是应用于工业自动化控制现场的专用微电脑系统。

PLC系统由中央处理单元(CPU)、输入/输出(I/O)模块、存储器等主要部件组成。

2、交通信号灯的PLC控制交通信号灯PLC控制的实现方式主要有两种：传统单点控制和现代集中控制。

传统单点控制：每台交通灯都有自己的PLC控制器，开启和关闭均在本机中完成，PLC控制器之间不进行通讯。

现代集中控制：采用一台主控制器，通过工业以太网将所有的交通信号灯紧密连接起来，由主控制器中的程序实现智能控制，通过远程通讯实现集中管理。

进一步地，交通信号灯PLC设计还需包括以下内容：(1) 具体分析需求，确定交通信号灯的控制策略。

(2) 交通信号灯PLC的硬件设计与编程，应根据信号灯的具体情况，选择合适的控制CPU，评估其可靠性及其对通讯环境的适应性。

(3) 交通信号灯PLC的软件设计，主要需要确定控制流程、交通信号灯的具体操作方式及控制逻辑。

(4) 调试与测试，需要对交通信号灯PLC进行程序实现和编制，并对整个系统进行严格的测试，确保交通信号灯PLC在实际运行中的可靠性和正确性。

交通信号灯的PLC控制使用教材：《可编程序控制器及其应用》（中国劳动社会保障）授课班级：10秋电气班（中职二年级学生）学生人数：30人教学容：基于课本《基本指令综合运用》一节的容作拓展学习授课类型：理实一体一、教学目标知识技能目标：1.进一步学习PLC的编程。

2.掌握交通信号灯的控制原理。

专业能力目标：培养学生的动手操作能力和自主探究能力。

职业情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。

在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。

二、教学重点与难点重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。

难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。

三、教法与学法教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸）学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。

）四、课时、教具课时：2课时教具：PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLC、计算机、万用表。

五、教学程序本次项目实施设置了六个环节，如图所示：六、教学过程教学过程一、确定项目（约10分钟）采用创设工作情境的方式引入项目：假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活通灯是如何控制的？如果用我们所学的PLC知识，应该如何完成？一组同学展示：1．彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。

2．交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。

项目任务描述：1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。

2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。

采用创设情境的方式引入项目，此方式使学生更直观了解本节课的实训项目，引起学生的学习兴趣。

充分发挥学生的自主能动性，使学生充分参与到教学活动中来。

3、信号灯正常时序：(1)信号灯系统开始工作时，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。

目录第一章绪论 (1)第二章PLC基础知识 (2)2.1 PLC的发展历程 (2)2.2 PLC的构成 (2)2.3 PLC的特点 (3)2.4 PLC的功能 (4)2.5 PLC的工作原理 (4)2.6 PLC的结构 (5)2.7 PLC的基本性能指标 (7)第三章交通信号控制系统分析 (8)3.1．控制要求 (8)3.2十字路口交通灯模拟图 (8)第四章交通灯控制系统设计 (9)4.1交通灯控制系统硬件设计 (9)4．2交通灯系统软件设计 (14)4.3交通灯PLC智能化控制方法 (15)4.4 PLC选择 (15)4.5可编程控制器I/O端口分配 (16)4.6 PLC外部接线图 (17)4.7交通灯流程图 (17)4.8 程序梯形图 (19)4.9梯形图对应指令表 (20)第五章系统调试 (21)5.1硬件调试 (21)5.2软件调试 (21)第六章结论 (22)参考文献 (22)第一章绪论PLC是电气专业与测控与仪器专业的一门重要专业课程，是现代工业自动化控制领域的一门崭新学科。

本课程设计主要以本校的西门子S7-200 PLC为背景，对某些实际的自动化系统及设备进行模拟设计，以巩固电气工程及自动化专业与测控与仪器专业学生的相关专业知识及综合运用能力，并培养良好的工程实践和基本的工程设计能力。

要完成好PLC控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。

课程设计正是为这一目的而安排的实践性教学环节，它是一项初步的工程训练。

通过课程设计，了解一般PLC控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。

该设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。

课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。

近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

plc 交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在交通灯控制系统中的应用。

2. 学生能够掌握PLC编程的基础知识，包括逻辑运算、定时器、计数器等。

3. 学生能够了解并描述交通灯控制系统的基本工作流程及其功能。

技能目标：1. 学生能够运用PLC进行基本的编程操作，设计并实现一个简单的交通灯控制系统。

2. 学生通过实际操作，培养动手能力，掌握PLC与外围设备连接的方法。

3. 学生能够分析并解决交通灯控制系统中出现的基本故障。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化控制技术的兴趣，激发探索精神和创新意识。

2. 学生在小组合作中，学会沟通与协作，培养团队精神。

3. 学生能够认识到PLC技术在现实生活中的应用，增强学以致用的意识。

分析：本课程针对高年级学生，已具备一定的电子电工基础知识和编程技能。

课程性质为实践性、综合性较强的课程设计。

教学要求以学生为主体，注重培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

课程目标旨在通过PLC交通灯控制系统的设计，将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。

通过课程目标的实现，使学生能够掌握PLC技术的基本应用，为未来从事自动化控制领域工作打下基础。

二、教学内容1. PLC基础知识：- PLC的结构、原理和工作方式。

- PLC的编程语言：梯形图、指令表等。

2. 交通灯控制系统：- 交通灯系统的基本组成、工作原理。

- 交通灯控制流程及逻辑关系。

3. PLC编程与交通灯控制：- PLC编程基础：逻辑运算、定时器、计数器等。

- 交通灯控制系统的PLC编程实现。

4. 实践操作：- PLC与外围设备的连接方法。

- 搭建并调试交通灯控制系统。

5. 故障分析与处理：- 分析交通灯控制系统中可能出现的故障。

- 掌握基本的故障排除方法。

教学内容安排与进度：第一课时：PLC基础知识学习。

第二课时：交通灯控制系统原理及控制流程。

plc交通灯控课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作机制；2. 学生能够掌握PLC编程的基本指令和交通灯控制逻辑；3. 学生能够描述交通灯控制系统的功能需求和工作流程；4. 学生了解交通灯控制系统在现实生活中的应用和重要性。

技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行交通灯控制程序的编写和调试；2. 学生能够通过实际操作，完成一个简单的交通灯控制系统的搭建；3. 学生能够运用问题解决策略，分析并解决交通灯控制过程中遇到的问题；4. 学生能够进行团队协作，共同完成交通灯控制项目的实施。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术和工程应用的兴趣，激发探索精神；2. 学生养成严谨、细致的工作态度，注重操作规范和安全意识；3. 学生通过实际项目实践，认识到科技对社会生活的影响，增强社会责任感；4. 学生在团队协作中，学会相互尊重、沟通和合作，培养集体荣誉感。

本课程针对高年级学生，结合PLC技术与应用课程，旨在通过实际项目设计，使学生在掌握基本理论知识的基础上，提高实践操作能力和团队协作能力。

课程目标具体、可衡量，以便于教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够熟练运用PLC技术，解决实际问题，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的定义、组成、工作原理，使学生理解PLC 在工业控制系统中的应用。

- 教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述2. PLC编程基础：讲解PLC编程的基本指令、编程方法和编程软件的使用。

- 教材章节：第二章 PLC编程技术3. 交通灯控制系统设计：分析交通灯控制系统的功能需求、工作流程和控制逻辑。

- 教材章节：第三章 顺序控制程序设计4. PLC交通灯控制程序编写与调试：指导学生使用编程软件，编写交通灯控制程序并进行调试。

- 教材章节：第四章 PLC应用实例5. 实践操作与团队协作：组织学生进行实际操作，搭建交通灯控制系统，培养团队协作能力。

plc交通灯 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握交通灯系统的运行机制。

2. 学生能运用所学知识，设计并实现一个简易的PLC交通灯控制系统。

3. 学生了解并掌握PLC编程中的基本指令，如定时器、计数器等。

技能目标：1. 学生具备运用PLC进行程序设计和系统调试的能力。

2. 学生能够通过团队合作，共同解决实际问题，提高沟通与协作能力。

3. 学生能够运用所学知识，分析并解决实际交通灯控制中的常见问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化控制技术的兴趣，激发探究未知领域的热情。

2. 学生在实践过程中，树立正确的价值观，认识到技术对社会发展的积极影响。

3. 学生通过本课程的学习，增强环保意识，关注交通领域的可持续发展。

课程性质：本课程属于实践性较强的课程，以项目式教学为主，注重培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生为八年级学生，已具备一定的电学基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与探究。

教学要求：教师需关注学生的学习进度，及时解答学生疑问，引导学生运用所学知识解决实际问题，确保课程目标的实现。

在教学过程中，注重培养学生的自主学习能力和团队协作精神，提高学生的综合素养。

通过课程目标的分解，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的要求。

二、教学内容1.PLC基础知识：介绍PLC的组成、工作原理、应用领域，结合教材第二章内容，让学生对PLC有全面的认识。

2.交通灯控制系统原理：讲解交通灯系统的运行机制，分析交通灯控制系统的需求，参考教材第四章案例进行学习。

3.PLC编程指令：学习PLC编程中的基本指令，如定时器、计数器等，结合教材第三章内容，让学生掌握编程方法。

4.交通灯控制程序设计：根据实际需求，设计简易的交通灯控制系统程序，运用教材中相关案例进行指导。

5.系统调试与优化：教授学生如何进行PLC程序的调试与优化，结合教材第五章内容，让学生掌握调试方法。

plc交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作过程；2. 学生能掌握PLC编程中涉及的交通灯控制逻辑；3. 学生了解交通灯系统的基本构成和功能，如传感器、信号灯、定时器等；4. 学生掌握基本的故障排除方法，能够识别并解决简单的PLC交通灯控制问题。

技能目标：1. 学生能够设计并实施一个基于PLC的交通灯控制系统；2. 学生能够运用PLC编程软件进行基本的程序编写和调试；3. 学生能够通过实际操作，提升问题解决能力和团队合作能力；4. 学生能够利用所学知识，对现实生活中的交通灯系统进行分析和改进。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及自动化控制技术的兴趣和热情；2. 增强学生的环保意识，使其认识到合理控制交通流量的重要性；3. 培养学生的团队协作精神，使其在合作中学会尊重、沟通和分享；4. 培养学生的创新思维和勇于挑战的精神，鼓励学生对现有技术进行质疑和改进。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，旨在培养学生的动手能力和问题解决能力。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程内容将结合学生的认知水平，由浅入深，逐步引导学生掌握PLC交通灯控制技术。

教学要求：教师需关注学生的学习进度，提供个性化的指导与反馈，确保学生在课程结束后能够达到预定的学习目标。

同时，注重培养学生的实践操作能力，将理论知识与实际应用紧密结合。

二、教学内容1. PLC基础知识：介绍PLC的定义、原理、结构及其在工业自动化中的应用。

- 章节：PLC概述、PLC的硬件结构、PLC的软件组成。

2. 交通灯控制系统原理：讲解交通灯系统的基本构成、工作原理及控制要求。

- 章节：交通灯系统组成、交通灯控制逻辑、传感器与执行器的应用。

3. PLC编程软件操作：学习PLC编程软件的使用，进行基本的编程与调试。

- 章节：编程软件的安装与使用、编程语言（梯形图、指令表等）、程序的输入与调试。

《交通信号灯的PLC控制》教学设计一、教学目标知识目标：1、进一步学习PLC的编程。

2、掌握交通信号灯的控制原理。

能力目标：培养学生的动手操作能力和自主探究能力。

情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。

在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。

二、教学重点与难点重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。

难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。

三、教法与学法教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸）学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。

）四、课时2 课时五、教学准备PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLC、计算机、万用表。

六、设计理念本次项目实施设置了六个环节，如图所示：七、教学过程（一）确定项目（约10 分钟）采用创设工作情境的方式引入项目：假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活中交通灯是如何控制的？如果用我们所学的PLC知识，应该如何完成？一组同学展示：1、彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。

2、交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。

项目任务描述：1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。

2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。

3、信号灯正常时序：(1) 信号灯系统开始工作时，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。

(2) 南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持20s，20s后，东西绿灯闪亮3s(亮0.5s 。

熄0.5s )，绿灯闪亮3s 后熄灭，东西黄灯亮并维持2s，2s后，东西红灯亮，南北绿灯亮。

(3) 东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，到25s 时南北绿灯闪亮3s 后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s，到2s 时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二个周期的动作。

plc交通灯 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和交通灯的工作机制；2. 学生能掌握PLC编程中与交通灯控制相关的基础指令和程序设计方法；3. 学生能了解交通灯控制系统中涉及的时间序列和逻辑关系。

技能目标：1. 学生能够运用PLC进行基本的交通灯控制程序编写和调试；2. 学生能够通过小组合作，解决实际交通灯控制中的问题，提出合理的程序优化方案；3. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个简单的交通灯控制系统。

情感态度价值观目标：1. 学生通过实际操作，培养对工程技术和自动化控制的兴趣；2. 学生在学习过程中，形成团队合作意识，学会相互尊重和沟通；3. 学生能够认识到自动化技术在生活中的应用，增强对科技创新的认同感。

课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，侧重于PLC技术在交通灯控制领域的应用。

学生特点：学生具备一定的电学基础和逻辑思维能力，对实际操作和动手实践有较高的兴趣。

教学要求：教师需结合实际案例，引导学生掌握PLC编程方法，注重培养学生的动手能力和团队协作精神，提高学生的实际操作技能和问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的情感体验，激发学生的学习兴趣和科技创新意识。

通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. PLC基础知识：包括PLC的定义、工作原理、硬件组成和软件编程环境等，关联教材第一章内容。

2. 交通灯控制原理：介绍交通灯的工作机制、控制流程和涉及的时间序列，关联教材第二章内容。

3. PLC编程基础：讲解与交通灯控制相关的基础指令、编程方法和程序结构，关联教材第三章内容。

4. 交通灯控制程序设计：引导学生学习设计交通灯控制程序，包括程序编写、调试和优化，关联教材第四章内容。

5. 实践操作：组织学生进行交通灯控制系统的实际操作，包括电路连接、程序下载和运行测试，关联教材第五章内容。

教学大纲安排：第一课时：PLC基础知识学习，理解交通灯控制原理。