高等学校　機械科　工業（リフト制御、シーケンス制御）　指導案　黒沢尻工業高校 用紙は Ａ４ 縦　 １行 81字（半角） １ページ 45行に設定してください。 工業高等学校機械科 「実習」　リフト制御・シーケンス制御指導案　その１ 　 「シーケンス制御」の指導内容を３つの項目（第８週〜第１０週、第１１週〜第　 　　１２週、第１３週〜第１４週）に分けて、３つの項目のうち代表的な週の実習内容　　 　を次のような指導案で展開することにする。 @ 指導案 その１ 　教科名 　工業　　科目名　実習 　大単元 　リフトの制御 　小単元 　シーケンス制御　その１（リフト制御の第８週目） 　指導項目　ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴの基本回路の作成 　指導時間　３時間（関係知識と回路の作成を含む）５０分×３＝１５０分 　単位数 　３単位 　生徒人数 １０名（１班） 　指導目標 基本論理回路の作成と実験を通し、リフトの制御に関連する知識を養う。ま　 　　　　　た、リレーシーケンス回路の実習を行うと同時に、情報技術の基礎を習得す　　 　　　　る。 +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | | 　　　　指　導　内　容 | 関係資料等 | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 導　入| 　リフト制御は本実習の到達目標ではあるが、毎週のテーマ | | | 　　　| 　の積み重ねで行えるような形で構成されている。そのうち | | | 　　　| 　でも、最初の８週〜１０週に実施している基本回路は本実 | | | 　　　| 　習だけでなく、他の教科にも関連性のあるもので、最近の | | | 　　　| 　情報技術の基礎として、非常に重要なものであることを説 | | | | 明する。 | | | 　　　| 　全自動洗濯機などの身近な例を取り上げてシーケンス制御 | | | 　　　| 　の基本とその応用性を簡単に説明する。 | （２０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| 　○シーケンス制御とは何なのかを具体的に説明する。 | | | | | | | その１| 　○シーケンス制御にはどのような機器が必要なのか説明す | 電磁リレー | | 　　　| 　　る。 | 押しボタン | | | | パイロット・| | | 　○基本論理回路にはどんなものがあるのかを説明する。 | ランプ | | 　　　| 　　（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ） | | | | 　○基本論理回路はなぜ必要なのか説明する。 | （３０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| +----------------------------------------+ | | | | | ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＴ回路の作成と実験の手順| | 別紙資料参照| | その２| +----------------------------------------+ | | | | | | | | （１）条件の提示：入力をＡとＢとし、出力はＣとする。 | | | 　　　| 　　　回路作成の時はＰＢ１，ＰＢ２，ＰＬ１を用いる。 | | | | | | | | （２）真理値表の作成：与えられた条件をもとに、０と１で | | | | 　　　　　　　　　　　真理値表を作成する。 | | | | （３）論理式の提示：記号による論理式を提示する。 | | | | | | | | （４）回路図の一部を表示：押しボタン回路をパソコンの画 | パソコン | | | 　　　　　　　　　　　　　面に表示する。 | | | | （５）生徒に接点の接続を考えさせる：ワークシートを使い | ワークシート | | | 　　　パソコンに表示されている回路をヒントにして生徒に | | | | 記入させる。 | | | | （６）解答の回路図を表示する。 | パソコン | | | | | | | （７）リレー動作をワークシートに記入させる。　　　　　 | ワークシート | | | 各パターン（例：Ａ＝０、Ｂ＝０）における接点の動 | | | | 　　　作を記入させる。 | | | | | | | | （８）パソコンでリレー動作の確認をする。 | パソコン | | | | | | | （９）制御盤で実際に回路の結線を行う。 | 制御盤 | | | | | | | （１０）ランプの点灯実験を行う。 | （９０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | まとめ| ○基本回路（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ）の動作についてもう | | | 　　　| 　一度確認する。 | | | | | | | | ○実際に結線をしてみて誤ったりリレーの動作について疑 | | | 　　　| 　問に思った場合はパソコンで接点の動作順序を何度も見 | | | 　　　| 　直す。 | | | | | | | | ○次週へのつながりとして基本回路の応用（ＮＡＮＤ，Ｎ | | | 　　　| 　ＯＲ）についてもふれておく。 | （１０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （計１５０分） 工業高等学校機械科 「実習」　リフト制御・シーケンス制御指導案　その２ 　 「シーケンス制御」の指導内容を３つの項目（第８週〜第１０週、第１１週〜第　 　　１２週、第１３週〜第１４週）に分けて、３つの項目のうち代表的な週の実習内容　　 　を次のような指導案で展開することにする。 A 指導案 その２ 　教科名 　　実　　習 　大単元 　　リフトの制御 　小単元 　　シーケンス制御　その４（リフト制御の第１１週目） 　指導項目　　論理回路の設計（論理式の簡単化、カルノー図法） 　指導時間　　３時間（関係知識と回路の作成を含む）５０分×３＝１５０分 　単位数 　　３単位 　生徒人数 　１０名（１班） 　指導目標 　リフトの制御に関連する条件判断の問題を、カルノー図法等で解答しなが　 　　　　　　ら論理回路の設計を行う。リレーシーケンス回路の実習を行い、制御技術　　 　　　　　の基礎を習得する。 +-------+-----------------------------------------------------+-------------+ | | 　　　　指　導　内　容 | 関係資料等 | +-------+-----------------------------------------------------+-------------+ | 導　入| 　これまでの知識を基に、論理回路を含む装置の設計という | | | 　　　| 　ものが、どのようなものであるかを理解させる。 | | | 　　　| 　 | | | 　　　| 　複雑な論理式は、カルノー図法等を使うことにより、より | | | 　　　| 　簡単な論理式に変換することができることを説明する。　 | | | | | | | 　　　| 　エレベータのように、条件判断の結果動作するような装置 | | | 　　　| 　は、必ず論理回路が必要なことを説明する。　 | （２０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| 　○ブール代数の公理等で論理式の変形を練習する。 | | | | | | | その１| 　○カルノー図を使い論理式の簡単化を練習し、２変数と３ | 別紙資料参照| | 　　　| 　　変数の問題を解いてみる。　　 | | | | | | | | 　○カットアンドトライ法とカルノー図法を比較する。 | | | 　　　| 　　 | | | | 　○簡単化された論理式から論理回路へ変換する。 | （３０分） | +-------+---------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| +-----------------------------+ | | | | | 論理回路の設計と回路の作成 | （３変数カルノー図）| 別紙資料参照 | | その２| +-----------------------------+ | | | | | | | | （１）問題の提供 （例）３人のうち２人以上の人が賛成の | | | 　　　| 　　　　　　　　　時ランプが点灯する回路を作成しなさい | | | | | | | | （２）真理値表の作成 ３人をＡ，Ｂ，Ｃ、ランプをＧＬと | ワークシート | | | して０と１で構成する真理値表を作成する。 | | | | | | | | （３）論理式の作成　条件を満足する項目を見つけ出す。 | | | | | | | | （４）論理式の簡単化　カルノー図法を使い、論理式を簡単 | パソコン | | | 化する（パソコンとワークシートを併用する） | ワークシート | | | （５）論理回路の作成　簡単化された論理式から論理回路を | ワークシート | | | 考えさせる（簡単化する前の回路図も考えさせる） | | | | （６）解答の回路図を表示する。 | パソコン | | | | | | | （７）リレー動作をワークシートに記入させる。 | ワークシート | | | | | | | （８）パソコンでリレー動作の確認をする。 | パソコン | | | | | | | （９）実際に回路の結線を行う。 | 制御盤 | | | | | | | （１０）ランプの点灯実験を行う | | | | | | | 　　　| 　２変数と３変数の例題演習をあわせて実施する。 | （９０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | まとめ| ○ＡＮＤ回路は直列接続、ＯＲ回路は並列接続、ＮＯＴ回路 | | | 　　　| 　はｂ接点を使うことを確認する。　 | | | | | | | | ○誤った解答をした者がいた場合、真理値表を記入させて正 | | | 　　　| 　しいか誤りなのかを確認させる。　 | | | 　　　| 　 | | | | ○コンピュータ等における複雑な論理回路の設計といえども | | | | 　本質的にはこの問題と変わりないことを説明する。 | | | 　　　| | （１０分） | +-------+-----------------------------------------------------+-------------+ 工業高等学校機械科 「実習」　リフト制御・シーケンス制御指導案　その３ 　 「シーケンス制御」の指導内容を３つの項目（第８週〜第１０週、第１１週〜第　 　　１２週、第１３週〜第１４週）に分けて、３つの項目のうち代表的な週の実習内容　　 　を次のような指導案で展開することにする。 　B 指導案 その３ 　教科名 　　実　　習 　大単元 　　リフトの制御 　小単元 　　リフトの制御　その１　（リフト制御の第１３週目） 　指導項目　　操作回路の作成 　指導時間　　３時間（関係知識と回路の作成を含む）５０分×３＝１５０分 　単位数 　　３単位 　生徒人数 　１０名（１班） 　指導目標 　リフトの制御実習の総まとめとして、製作した電動ウインチを組立てて、　 　　　　　　３階のエレベータ制御を行う。エレベータの制御を通し、論理回路の設計　　 　　　　　と製作の技術を習得する。 +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | | 　　　　指　導　内　容 | 関係資料等 | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 導　入| 　これまでに実施してきた論理回路の設計が、どの分野にで | | | 　　　| 　も応用が可能なことを説明する。 | | | 　　　| 　 | | | 　　　| 　エレベータの制御を各ブロック毎に分割し、それぞれのブ | | | 　　　| 　ロックで条件を考えさせる。　　 | | | | | | | 　　　| 　三相誘導電動機の特徴と利用方法について説明を行い、工 | | | 　　　| 　作機械等のスイッチの原理を説明する。　　 | （２０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| 　○３階のエレベータに想定したリフトの制御回路の設計を | 別紙資料参照 | | | 、これまで実施してきた論理回路にあてはめる。 | | | その１| 　 | | | 　　　| 　○リフトの設計仕様を実状に即した内容で説明する。　　 | モータの正逆 | | | | 転装置 | | | 　○各ブロック毎に分割された回路がこれまで実施してきた | | | 　　　| 　　論理回路の何に該当するのかをまとめ、ブロック毎の役 | 三相誘導電動 | | | 　　割と制御信号のつながりを説明する。 | 機 | | | ○モータの正逆転回路について説明する。 | （３０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | 展　開| +---------------------------+ | | | | | 操作回路の設計と回路の作成 | （モータの正逆転） | 別紙資料参照 | | その２| +---------------------------+ | | | | | | | | （１）主回路の作成をする：三相交流電源より正転用、逆転 | 制御盤 | | 　　　| 　　　用のリレーに接続しさらにモータへ接続する。　　　 | | | | | | | | （２）ブレーキ回路の作成：三相交流電源から２本の電源を | | | | 供給する。正転用と逆転用のリレーと接続する。 | | | | | | | | （３）安全回路の作成：エレベータの行き過ぎ防止のために | | | | 設けられているリミットスイッチと接続する。 | | | | | | | | （４）リミットスイッチ回路の作成：各階の停止用として設 | | | | 　　　けられているリミットスイッチと接続する。 | | | | | | | | （５）リレー動作を考えワークシートに記入：各階の押しボ | ワークシート | | | 　　タンが押されてモータが回転するまでの動作を記入する | | | | | | | | （６）パソコンでリレー動作の確認をする。 | パソコン | | | | | | | （７）残りの操作回路（電源供給）の結線を行う。 | | | | | | | | （８）モータの正逆転を行ってみる。 | 三相誘導電動 | | | | 機 | | 　　　| モータの正逆転の信号は次週の制御回路によるものとする。 | （９０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+ | まとめ| ○条件の判断には必ず論理回路から組み立てていきその結果 | | | 　　　| 　回路の作成ができることを確認する。　 | | | | | | | | ○制御回路が完成しないと実際の動きをつかむことができな | | | 　　　| 　いが操作回路の基本としてモータの正逆転を回路で作成で | | | 　　　| 　きるようにしておく。　 | | | | | | | | ○記号による論理式になれさせ、論理式から回路図に応用で | | | 　　　| きるように復習させる。 | （１０分） | +-------+----------------------------------------------------+-------------+