PLC应用技术 教案 项目十 恒液位控制系统.docx

PLC控制技术（西门子）项目八专项应用配套教案

机械工业出版社

项目十恒液位控制系统（理论）

课题

恒液位控制系统

理论课时

2

周次

项目序号

教学分析

知识目标

熟悉模拟量模块的工作过程；

熟悉PID的基本工作过程及要素；

熟悉液位传感器的使用方法。

能力目标

掌握液位传感器及调节阀的接线方法；

能根据任务要求编写PLC程序；

能够能够组态并调节PID控制器。

思政目标

使学生意识到具备控制系统设计理念和守时意识的重要性，注重培养自己的职业素养；

树立工程意识，培养分析和解决工程实际问题的能力。

重点

PID的工作过程；模拟量模块的使用方法。

难点

程序的编写及调试

学法指导

学情分析

同学们之前学习过PLC的基本指令及部分应用指令，已经可以进行项目的分析、接线、编程及调试；本项目实施时采用任务引领，小组合作、理实结合的学习方法，通过任务引导同学们由理论到实践，再通过小组合作学习的方式完成本项目。

教法选择

启发式讲授、任务驱动教学法

教具学具

PLC、多媒体视频、课件

教学过程

导入新课

在工业生产过程中，有很多像蒸馏塔这样大规模连续过程，温度、压力、流量和液位这四种是常见的过程变量。由于在控制过程中存在进料量和出料量的变化，从而导致液位波动。因此，高精度地进行液位控制是非常重要的一个课题。

教学内容

教师活动

学生活动

设计目的

场景引入

图片、视频展示各种恒液位控制系统的工作场景

1.视频、图片展示恒液位控制系统。

问题1：恒液位控制系统的工作任务有哪些？

问题2：PLC如何控制模拟量。

2.观看视频，分组讨论

生活情境引入，激发学生学习兴趣提高学生积极探索新知能力以及小组合作意识

教学内容

教师活动

学生活动

设计目的

一、PLC的模拟量控制简介

在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、速度、旋转速度、pH值、粘度等。这些物理量都是连续量，而且是非电量。为了实现自动控制，这些模拟信号都需要被PLC来处理，这就需要相应的转换模块来对信号进行转换。

PLC的模拟量输入一般包括信号为直流电压信号DC0～10V、直流电流信号4～20mA两种，对于不同的输入，可以通过拨码开关、参数设定或者接线方式的不同来进行区分。

如图10-3所示为一个典型的模拟量处理过程，压力传感器检测的压力值为模拟量，经过变送器将其变为直流电压信号DC0～10V然后通过A/D（模数）转换模块变为数字量，将此数字量用于PLC的运算。

1.教师讲解传感器的基本工作原理及典型应用案例

2.教师让学生分组学习讨论，每组派一个代表进行讲解例题。并根据学生讲解情况进行更正及总结。

1.学生听完教师的讲解后，在老师给出的案例上进行分析并讲解原理。

2.小组讨论

PID的基本控制过程；

PID的控制要素。

理论与实践相结合，讲完学完接着进行练习分析，让学生知识点掌握更牢固

通过学生自习，小组讨论，让学生能够各抒己见，培养学生独立思考的能力及小组合作的精神。

老师及时总结给正确答案加以强化，使学生能够记忆深刻。

模拟量输入模块EMAE04的使用方法

该模拟量模块共有4个模拟量输入端口，每两个为一组，可以选择电压输入或电流输入，其测量范围为±10V、±5V、±2.5V或0到20mA，其满量程范围为-27,648到27,648。该模块可以连接电流变送器送来的电流信号，有两种接法，分别对应2线制传感器和4线制传感器，如图10-5所示。该模块的电压测量范围及数字量对照见表10-1、电流测量范围及数字量对照见表10-2。

1.教师讲解EMAE04模块的基本使用方法原理及典型应用案例

2.教师让学生分组学习讨论，每组派一个代表进行讲解例题。并根据学生讲解情况进行更正及总结。

1.学生听完教师的讲解后，在老师给出的案例上进行分析并讲解原理。

2.小组讨论

模拟量模块的接线方法；

模拟量/数字量的转化过程。

理论与实践相结合，讲完学完接着进行练习分析，让学生知识点掌握更牢固

通过学生自习，小组讨论，让学生能够各抒己见，培养学生独立思考的能力及小组合作的精神。

老师及时总结给正确答案加以强化，使学生能够记忆深刻。

模拟量输出模块EMAQ02的使用方法

该模拟量模块共有2个模拟量输出端口，可以选择电压输出或电流输出，其输出范围为±10V或0到20mA，其满量程范围为-27,648到27,648。该模块的电压输出范围及数字量对照见表10-3、电流输出范围及数字量对照见表10-4。

教师讲解EMAQ02模块的基本使用方法原理及典型应用案例

2.教师让学生分组学习讨论，每组派一个代表进行讲解例题。并根据学生讲解情况进行更正及总结。

1.学生听完教师的讲解后，在老师给出的案例上进行分析并讲解原理。

2.小组讨论

模拟量模块的接线方法；

模拟量/