PLC应用技术教案.doc
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1、教 案(1)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第1讲 PLC技术概述教学目的了解PLC概述、产生、定义、发展、基本结构、工作原理及特点教学重点PLC的定义、特点、工作原理教学难点PLC工作原理 更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(1)第1讲 PLC技术概述一、 PLC发展历史1. PLC发展的几个阶段:初创阶段、扩展阶段、实现通信功能、开放阶段2. 我国PLC的发展3. PLC发展的特征:功能的发展、适应控制要求、适应适应工业环境的要求二、 PLC的定义、分类、特点1. 定义:专门在工业
2、环境下应用而设计的进行数字运算操作的电子装置2. 分类: 按硬件结构分 按应用规模分3. 特点:编程简单、性价比高、抗干扰能力强三、 PLC的功能和应用开关逻辑和顺序控制、模拟控制、定时控制、数据处理、通信联网四、 PLC与其它工业控制系统的比较1. PLC与继电器控制系统的比较2. PLC与DCS的比较五、 PLC的基本结构工作原理1. 基本结构:主机系统、输入输出扩展环节、外部设备2. 工作原理:输入采样阶段,程序执行阶段和输出刷新阶段。六、PLC的发展趋势 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(2)教师姓名授课班级授课形式现场教学授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称
3、第2讲S7-300系列硬件概述教学目的了解PLC S7-300系列硬件及安装接线教学重点300系列硬件接线教学难点300系列硬件接线更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(2)第2讲 S7-300系列硬件概述一、 S7-300 PLC模块介绍1. 电源模块:作用、结构、类型2. CPU模块:作用、结构、类型3. 信号模块4. 通讯接口二、 S7-300 PLC安装模块安放顺序:电源、CPU、接口模块、输入输出模块1. 安装导轨2. 安装和更换模块3. 电气屏蔽与接地4. 机柜选型与安装三、 S7-300 PLC接线1. 选用导线2.
4、接线规范四、 PLC的扩展安装用接口模块可以进行多个PLC模块的扩展安装,安装方法。 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(3)教师姓名授课班级授课形式实验授课日期 年 月 日 第 1 周授课时数2授课章节名称第3讲 实验一:安装一个典型的S7-300PLC硬件系统教学目的掌握S7-300PLC硬件安装方法教学重点硬件安装规范教学难点硬件安装规范更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(3)第3讲 实训一:安装一个典型的S7-300PLC硬件系统1. 实训目的熟悉S7-300常用模块掌握S7-300常用模块安装规范2. 实训任务
5、和要求安装一个单导轨PLC控制系统,包含一个数字量模块,一个模拟量模块,一个仿真模块。要求各模块安装符合安装规范,3. 实训设备电源模块PS 307(10A)、CPU模块313C-2DP、数字量模块SM322、模拟量模块SM334、仿真模块SM374、连接器、导轨、螺钉、螺丝刀、导线若干。4. 安装步骤对照部件清单检查部件是否齐备;安装导轨安装电源把总线连接器连到CPU,并安装模块;把总线连接器连到 I/O 模块,并安装模块;连接前连接器,并插入标签条和槽号; 给模块配线(电源,CPU 和 I/O 模块)。5. 实训报告 写出PLC硬件系统安装顺序; 写出每一个部件的安装规范。 说明:教师备课
6、笔记由学校自订式样并附后教 案(4)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第4讲 创建第一个工程教学目的掌握用STEP7创建第一个工程教学重点用STEP7创建工程、硬件、软件组态教学难点硬件、软件组态更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(4)第4讲 创建第一个工程一、 STEP7创建一个工程(向导法和添加硬件法)1.向导法:首先双击桌面上的STEP 7图标,进入SIMATIC Manager窗口,进入主菜单【File】,选择【New Project Wizard】,弹出标题为“STEP 7 W
7、izard:New Project”(新项目向导)的小窗口。2. 添加硬件法:进入主菜单【File】,【选择New】,在弹出对话框中分别输入“文件名”、“目录路径”等内容,并确定,完成一个空项目的创建工作。二、硬件组态1.硬件组态的任务: 在STEP 7种生成一个与实际的硬件系统完全相同的系统2.硬件组态的步骤生成站,双击Hardware图标,进入硬件组态窗口;生成导轨,在导轨中放置模块;双击模块,在打开的对话框中设置模块的参数,包括模块的属性和DP主站、从站的参数;保存编译硬件设置.导轨上模块安放顺序:通常1号槽放电源模块,2号槽放CPU,3号槽放接口模块(使用多机架安装,单机架安装则保留)
8、,从4到11号则安放信号模块(SM、FM、CP)。三、下载硬件组态信息为什么要下载硬件组态? 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(5)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 1 日 第 3 周授课时数2授课章节名称第5讲 CPU模块结构介绍教学目的掌握CPU313C-2DP模块结构,继续熟悉操作第一个工程教学重点CPU313C-2DP模块结构教学难点CPU313C-2DP模块结构更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(5)第5讲 CPU模块结构介绍一、 操作员控制和显示单元1. 状态和故障显示2. CPU运行模式3.
9、操作模式选择开关4. SIMATIC微存储卡(MMC)插槽二、 几种典型CPU模块介绍三、 接口1. CPU上的三种网络接口2. 网络接口的配置(Set PG/PC)四、 循环时间和响应时间1. 定义2. 计算五、 集成I/O布置和使用1. 集成I/O布置2. 集成I/O的地址分配六、 继续熟悉操作第一个工程。 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(6)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第6讲 PLC内部寄存器教学目的掌握S7-300 PLC内部寄存器,熟悉操作PLC程序监控和数据监控教学重点PLC内部寄存器教学难点熟悉操作PLC程序监控和数
10、据监控更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(6)第6讲 S7-300PLC内部寄存器一、 PLC存储区域及其功能1. 装载存储器2. 工作存储器(RAM)3. 系统存储区二、CPU寄存器二、 熟悉操作PLC程序监控和数据监控1. 调出程序监控和数据监控窗口2. 程序监控和数据监控窗口中各参数含义 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(7)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第7讲S7-300PLC数据类型教学目的掌握S7-300PLC数据类型,进一步熟悉操作PLC程序监控和数据监控教
11、学重点S7-300PLC数据类型教学难点不同数据类型的应用更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(7)第7讲 S7-300PLC数据类型一、 基本数据类型基本数据类型的长度不超过32位。位(BOOL),字节(BYTE),字(WORD),双字(DOUBLE WORD),整数(INT),双整数(DOUBLE INT),浮点数(REAL),S5TIME(SIMATIC时间),IEC时间(TIME),IEC日期(date),日计时(TIME_OF_DAY), 字符(CHAR),重点: S5TIME和IEC时间数据类型结构,二者区别二、 复杂数
12、据类型复杂数据类型是由其他基本数据类型组合而成的,长度超过32位的数据类型。1日期时间数据类型( Data_And_Time ):2字符串类型(String):3数组类型Array4结构(STRUCT):5用户定义类型(UDT):三、参数数据类型用于功能FC或功能块FB的数据类型1. Pointe指针类型,6字节指针类型,传递数据块号和数据地址2. Any指针类型,10字节指针类型,传递数据块号、数据地址、数据数量以及数据类型四、举例说明不同数据类型的使用五、进一步熟悉操作PLC程序监控和数据监控 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(8)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月
13、日 第 周授课时数2授课章节名称第8讲S7-300PLC位逻辑指令教学目的掌握S7-300PLC位逻辑指令结构功能和使用教学重点S7-300PLC位逻辑指令的使用教学难点S7-300PLC位逻辑指令的使用更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(8)第8讲 S7-300PLC 位逻辑指令一、 S7-300PLC指令结构和寻址方式1. 指令结构:操作码+操作数2. 寻址方式:立即寻址、直接寻址、间接寻址二、 位逻辑运算类指令与和与非指令,或喝或非指令,异或和异或非指令三、 位操作指令输出指令,置位/复位指令,RS触发器,对RLO的直接操作
14、指令四、 位测试指令对RLO的跳变沿指令,对触点跳变沿直接检测的梯形图方块指令五、 位逻辑指令编程举例1. 传送带控制图表示一个能够电气启动的传送带。在传送带的起点有两个按钮开关:用于START的S1和用于STOP的S2。在传送带的尾部也有两个按钮开关:S3用于START,S4用于STOP。可以从任一端启动或停止传送带。另外,当传送带上的物件到达末端时,传感器S5使传送带停机。2. 风机监控程序某设备有三台风机,当设备处于运行状态时,如果风机至少有两台以上转动,则指示灯常亮;如果仅有一台风机转动,则指示灯以0.5 Hz的频率闪烁;如果没有任何风机转动,则指示灯以2 Hz的频率闪烁。当设备不运行
15、时,指示灯不亮。 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(9)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第9讲 实验二 :PLC实现一台电机正反转控制(一)教学目的掌握用PLC实现电机正反转的电气原理、接线方法、PLC编程。教学重点控制系统的PLC编程教学难点PLC实现电机模型正反转控制的电气原理更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(9)第9讲 实验二:PLC实现一台电机正反转控制一、实训目的1 掌握S7-300PLC输入输出模块接线方法;2 掌握西门子S7-300PLC编程软件的使用方法和
16、程序输入、下载和调试方法;3 掌握基本指令的使用方法;二、实训设备1. PLC实验板(西门子S7-300)2. 开关按钮5个3. 直流继电器两个(线圈电压为24V)4. 直流电动机一台(额定电压9V)5. 导线若干 6. PC机和STEP 7编程调试软件三、实验内容使用S7-300PLC实现一台电动机的正反装控制。控制要求如下:要求能实现电机的正转和反装控制,并能进行正反转的直接切换。另外可进行正反向的点动控制,当电机处于正常运行时,点动按钮不起作用。系统分析(预习):a) PLC硬件配置 控制系统中的硬件配置如下:序号名称型号说明数量1CPUCPU31312电源模块PS30713开关量输入模
17、块SM32114开关量输出模块SM32215前连接器20针2b) 分析控制要求进行输入输出点分配,并根据资源分配画出外部接线图。资源分配如表所示: 序号输入信号名称地址序号输出信号名称地址1正向长动按钮SB1(常开)I0.01正转继电器KM1Q4.02正向点动按钮SB2(常开)I0.12反转继电器KM2Q4.13反向长动按钮SB3(常开)I0.24反向点动按钮SB4(常开)I0.35停止按钮SB5(常开)I0.4 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(10)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第10讲 实验二:PLC实现一台电机正反转控制(二)
18、教学目的掌握用PLC实现电机正反转的电气原理、接线方法、PLC编程。教学重点控制系统的PLC编程教学难点PLC实现电机正反转控制的电气原理更新、补充、删节内容使用教具讲授、多媒体课外作业实验报告一课后体会授 课 主 要 内 容 或 板 书 设 计(10)第10讲 实验二:PLC实现一台电机正反转控制(二)输入模块为SM321,其前连接器的接线端子共20针,编号从1到20:其模块输入点数共16点,位地址为从0到7共两个字节,其地址编址由模块的安装位置决定,或者如果CPU模块支持地址修改,可在硬件组态工具中进行地址编址设置。输入输出模块接线图: 直流电机正反转主电路图如下: 本实验控制要求比较简单
19、,可参考继电器控制线路进行程序设置。由于程序较为见到,可采用线性化编程,将所有程序都写在组织块OB1中。为了避免双线圈,可使用中间位存储器分别实现点动长动控制,然后控制输出点。四、实验步骤:1 按照输入输出模块接线图以及直流电动机主电路接线图进行外部接线;2 使用STEP-7软件创建项目,进行硬件配置和参数设置3 打开项目中的OB1程序块编写并书写控制程序4 下载,并调试程序5 打开直流电动机主电路电源进行整体调试6 写出实验报告 说明:教师备课笔记由学校自订式样并附后教 案(11)教师姓名授课班级授课形式讲授授课日期 年 月 日 第 周授课时数2授课章节名称第11讲 符号编程教学目的掌握符号
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