实训周教案实训周教案第 2 周 授课班级：技电 12634、635、637 教研室主任：孙文海课题名称PLC 控制电动机正反向运行总课时16理论时数8实训时数8德行养成 要 点爱护公物，文明生产，发挥学生的创造力，树立学生的自信心。理论知识 要 点应用（S、R）指令编写控制程序；启保停电路与使用（S、R）指令程序的对应关系。技能训练 要 点正反转控制线路的 PLC 改造 S7-200PLC 的硬件接线 使用 STEP7-Micro/WIN32 软件进行编程操作安全要点劳动保护穿戴情况 安全操作规程的背诵第一天第二天第三天第四天第五天理论时数理论时数理论时数理论时数理论时数2222实训时数实训时数实训时数实训时数实训时数课时分配2222课题总结 及反馈备注课日一：置/复位指令的应用课日教学目的：1、掌握置/复位指令的应用；2、掌握应用置/复位指令的注意事项。课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、讲授新课1、S、R 指令 S 指令也称为置位指令，其梯形图如下图 a）所示，由置位线圈、置位线圈的位地址 （bit）和置位线圈数目（n）构成。语句表如下图 b）所示，由置位操作码 S、置位线圈的 位地址（bit）和置位线圈数目（n）构成。 bit S bit，nS na） b） 置位指令的应用如下图所示，当图中置位信号 I0.0 接通时，置位线圈 Q0.0 有信号流 流过。当置位信号 I0.0 断开以后，被置位线圈 Q0.0 的状态继续保持不变，直到使线圈 Q0.0 复位信号的到来，线圈 Q0.0 才恢复初始状态。I0.0Q0.0I0.1注意事项：在使用置位指令时，应当注意被置位的线圈数目是从指令中指定的位元件开始共有 n 个。若 n=8，则被置位线圈为 Q0.0、Q0.1、Q0.7，即线圈 Q0.0Q0.7 同时有信号流流过。可用于数台电动机同时启动运转的控制要求，使控制程序大大简化。R 指令又叫复位指令，其梯形图如下图 a）所示，由复位线圈、复位线圈的位地址（bit）和复位线圈数目（n）构成。语句表如下图 b）所示，由复位操作码 R、复位线圈的位地址（bit）和复位线圈数目（n）构成。bit R bit，nR na） b）复位指令的应用如下图所示，当图中复位信号 I0.1 接通时，被复位线圈 Q0.0 恢复初始状态。当复位信号 I0.1 断开以后，被复位线圈 Q0.0 的状态继续保持不变，直到使线圈Q0.0 置位信号的到来，线圈 Q0.0 才有信号流流过。 注意事项：在使用复位指令时，应当注意被复位的线圈数目是从指令中指定的位元件 开始共有 n 个。若 n=8，则被复位线圈为 Q0.0、Q0.1、Q0.7，即线圈 Q0.0Q0.7 同 时恢复初始状态。可用于数台电动机同时停止运转以及急停情况下的控制要求，使控制程 序大大简化。I0.0Q0.0I0.12、S、R 指令的优先级在程序中同时使用置位与复位指令，应注意两条指令的先后顺序，使用不当有可能导致程序控制结果错误。置位指令在前，复位指令在后，当 I0.0 和 0.1 同时接通时，复位指令优先级高，Q0.0 没有信号流流过。相反，将置位与复位指令的先后顺序对调，当 I0.0和 0.1 同时接通时，置位指令优先级高，Q0.0 有信号流流过。因此，使用置位与复位指令编程时，哪条指令在后面，则该指令的优先级高，这一点需要在编程时多加注意。三、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、S7200 的硬件接线注意事项。四、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；3、对学生编程技巧进行指导。课日二：置位/复位触发器指令课日教学目的：1、掌握置/复位触发器指令的应用；2、掌握应用置/复位触发器指令的注意事项。课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、复习旧课复习置/复位指令的应用；三、讲授新课1、SR、RS 指令 SR 指令也称为置位/复位触发器指令，其梯形图见下图所示，由置位/复位触发器标识 符 SR、置位信号输入端 S1、复位信号输入端 R、输出端 OUT、线圈的位地址 bit 构成。bitOUTS1RSR置位/复位触发器（SR）指令的应用如下图所示，当图中置位信号 I0.0 接通时，线圈Q0.0 有信号流流过。当置位信号 I0.0 断开以后，线圈 Q0.0 的状态继续保持不变，直到复位信号 I0.1 接通时，线圈 Q0.0 才恢复初始状态。 如果置位信号 I0.0 和复位信号 I0.1 同时接通，则置位信号优先，线圈 Q0.0 有信号流 流过。I0.0I0.1Q0.0Q0.1RS 指令又叫复位/置位触发器（RS）指令，其梯形图见下图所示，由复位/置位触发器 标识符 RS、置位信号输入端 S、复位信号输入端 R1、输出端 OUT、线圈的位地址 bit 构 成。bitOUTSR1RS复位/置位触发器（RS）指令的应用如上图所示，当图中置位信号 I0.0 接通时，线圈Q0.0 有信号流流过。当置位信号 I0.0 断开以后，线圈 Q0.0 的状态继续保持不变，直到复位信号 I0.1 接通时，线圈 Q0.0 才恢复初始状态。如果置位信号 I0.0 和复位信号 I0.1 同时接通，则复位信号优先，线圈 Q0.0 没有信号流流过。四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、S7200 的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；3、对学生编程技巧进行指导。课日三：正、反转控制线路的 PLC 改造课日教学目的：1、掌握正、反转控制线路的 PLC 改造的编程方法；2、正确进行正、反转控制线路的 PLC 改造的硬件接线。课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、复习旧课1、复习正、反转控制线路的工作原理；2、复习置/复位和置/复位触发器指令。三、讲授新课 1、双重联锁的正反转控制线路图M 3L L1 1 L L2 2 L L3 3Q QS SF FU U1 1F FU U2 2K KM M1 1K KM M2 2F FR RP PE EF FR RS SB B3 3S SB B2 2S SB B1 1K KM M1 1K KM M2 2K KM M1 1K KM M2 2K KM M1 1K KM M2 20 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9U UV VW W2、I/O 分配根据任务分析，对输入量、输出量进行分配如下：输入量 输出量正向启动按钮（SB1） I0.0 正转接触器（KM1） Q0.0反向启动按钮（SB2） I0.1 反转接触器（KM2） Q0.1停止按钮（SB3） I0.2热继电器（FR） I0.33、绘制 PLC 硬件接线图根据控制线路图及 I/O 分配绘制 PLC 硬件接线图，正确进行硬件接线操作。 由于 PLC 程序执行时间很短（一个扫描周期仅几微秒） ，而接触器动作也需要时间， 二者存在一定的时间差，很容易导致接触器工作过程中出现短路故障。因此，在接触器 KM1、KM2 的线圈回路串联对方的常闭触点实现电气联锁很必要。1L1MQ0.0 Q0.1I0.0I0.1 I0.2 I0.3NLCPU226FU2QSAC 220VAC 220V KM1 KM2KM2KM1DC 24VSB1SB2SB3FRPEML+NLFU14、设计梯形图程序采用启保停电路设计正反转控制线路梯形图程序如下图所示。采用 S、R 指令设计梯形图程序如下图所示。比较梯形图程序可知，采用启保停电路中的启动条件就是采用 S、R 指令。程序的置位条件（接 S 指令） ，停止条件就是复位条件（接 R 指令） 。采用启保停电路中停止条件的常开触点（常闭触点）应改为采用 S、R 指令程序中的常闭触点（常开触点） ，触点串联（并联）改为触点并联（串联） 。四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、S7200 的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；3、对学生编程技巧进行指导。课日四：PLC 工作过程及周成绩评定课日教学目的：1、掌握梯形图编程的基本规则；2、掌握常闭触点输入信号的处理。课日教学过程：一、组织教学1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；2、调动学生参与教学的积极性；3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。二、复习旧课复习置/复位和置/复位触发器指令的应用三、讲授新课 PLC 的工作完全是在 CPU 的系统监视程序的指挥下工作的。其工作方式有周期扫描 方式、定时中断方式、输入中断方式、通信方式等等。最主要的方式是周期扫描方式，即 CPU 从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循 环。这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算 处理，然后集中向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程可分为五个阶段：自诊断、 与编程器等通信、输入采样、执行用户程序、输出刷新，其工作过程框图如下图所示。1每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为 I/O 部分、存储器、CPU 等，发现异常停机显示出错。若自诊断正常，继续向下扫描。2PLC 检查是否有与编程器和计算机的通信请求，若有则进行相应处理，如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通信请求，也在这段时间完成数据的接受和发送任务。3PLC 的中央处理器对各个输入端进行扫描，将输入端的状态送到输入状态寄存器中，这就是输入采样阶段。4中央处理器 CPU 将指令逐条调出并执行，以对输入和原输出状态（这些状态称为数据）进行“处理” ，即按程序对数据进行逻辑、算术运算，再将正确的结果送到输出状态寄存器中，这就是程序执行阶段。5当所有的指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，这就是输出刷新阶段。PLC 经过这五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。扫描周期是 PLC 的重要指标之一，在不考虑第二个因素（与编程器等通信）时，扫描周期 T 为：T=（读入一点时间输入点数）+（运算速度程序步数）+（输出一点时间输出点数）+故障诊断时间显然，扫描时间主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，响应速度要求快的系统，就应该精确的计算响应时间，细心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。PLC 与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制是按“并行”方式工作的，也就是说是按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个继电器同时动作。而 PLC 是以反复扫描的方式工作的，它是循环地连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条指令，也就是说 PLC 是以“串行”方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。四、安全注意事项1、集体背诵安全操作规程；2、S7200 的硬件接线注意事项。五、巡回指导1、对学生硬件接线进行检查指导；2、对学生软件编程操作进行指导；3