PLC应用S71200教案.docx

PLC应用S71200教案.docx

《PLC应用S71200教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC应用S71200教案.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

PLC应用S71200教案

一、教案首页

课程名称

PLC应用

（一）

班级

201606431

专业

电气自动化技术

课程性质

必修

201606432

电气自动化技术

课程代码

201706431

电气自动化技术

学分

7

201506431

电气自动化技术

教学周数

18

周学时

7

是否合班

否

上课场地

实训一号楼402

教材名称及出版社

S7-1200项目化教程

参考书目

西门子S7-1200编程与应用廖常初

S7-1200入门到实践李方园

课程类型

√□必修课□限选课□任选课

授课类型

□√理论课□实验课□上机课√□实训（实践）课

教师个人课表

星期一

星期二

星期三

星期四

星期五

第1/2节

√

√

√

第3/4节

√

第5/6节

课程主要章节、重点和难点简述

项目一熟悉S7-1200PLC操作环境

本项目从TIA博途软件的使用入手，通过电动机的启动、保护和停止电路的设计，让读者了解如何使用TIA博途软件开发S7-1200控制系统。

然后介绍PLC的基本结构及其工作原理、S7-1200PLC硬件及硬件组态。

知识重点：

●了解PLC的定义。

●熟悉PLC基本结构及其工作原理。

●掌握S7-1200PLC的硬件结构。

知识难点：

●PLC是如何工作的。

项目二S7-1200PLC硬件安装维护与接线

本项目从S7-1200PLC的安装维护，S7-1200PLC的接线两个任务入手，介绍S7-1200PLC各模块的安装与拆卸，现场安装与接线，让读者加深对S7-1200PLC硬件结构理解。

知识重点：

●掌握S7-1200PLC各模块现场安装与拆卸以及现场接线。

知识难点：

●现场安装接线。

项目三S7-1200程序设计基础

本项目从三相笼型异步电动机的正反转控制入手，让读者掌握TIA博途软件中变量表的使用，S7-1200PLC仿真软件、程序状态功能、监视表格调试程序的方法。

然后让读者对S7-1200PLC编程语言、用户程序、系统存储器及数据类型有个初步了解。

知识目标：

●了解S7-1200PLC的编程语言及其用户程序结构。

●了解S7-1200PLC数据类型及存储体结构。

●掌握PLC变量表的使用。

●掌握S7-1200PLC仿真软件调试程序方法。

●掌握程序状态功能调试程序。

知识难点：

●S7-1200PLC仿真软件和程序状态功能调试程序的方法。

项目四S7-1200指令系统

本项目从故障信息显示电路，用3种定时器设计卫生间冲水控制电路，展厅人数控制系统，广场喷泉控制系统，彩灯控制电路设计，设备维护提醒控制系统6个任务入手，让读者掌握S7-1200指令系统的同时进一步巩固学习博途软件中仿真软件、程序状态功能调试程序的方法。

通过指令系统的学习让读者对S7-1200编程语言、用户程序、系统存储器及数据类型有更深入的理解。

【教学导航】

知识重点：

●位逻辑、基本逻辑指令

●定时器指令

●计数器指令

●数据处理指令

●数学函数指令

●字逻辑运算指令

●程序控制操作指令

●扩展指令

知识难点：

●定时器与计数器的使用。

项目五程序设计

本项目通过小车运行控制系统、交通灯控制系统的设计让读者学习并掌握顺序功能图的设计方法。

通过一位数码管显示0~9电路设计、广场喷泉系统控制（两种方式）、液体混合系统设计、利用循环中断产生1HZ的时钟信号，在Q0.0输出任务的设计，让读者学习并掌握用户程序结构。

【教学导航】

知识重点：

●顺序功能图的四要素。

●顺序功能图的基本结构。

●顺序功能图中转换实现的基本原则。

●基于顺序功能图的梯形图设计。

●掌握S7-1200用户程序结构。

知识难点：

●基于顺序功能图的梯形图设计。

●S7-1200用户程序结构。

项目六人机界面（HMI）的组态与应用

人机界面装置是操作人员与PLC之间双向沟通的桥梁，许多工业被控对象要求控制系统具有很强的人机界面功能。

S7-1200与SIMATICHMI精简系列面板无缝兼容，极大地增强了控制系统的人机交互操作功能。

本项目选择西门子SIMATICHMI精简系列面板KTP700BASICPN触摸屏作为人机界面，以西门子S7-1200PLC作为控制器，通过“基于触摸屏实现电机启停控制”任务来学习西门子人机界面的组态和应用技术。

【教学导航】

知识目标：

●了解人机界面在控制系统中的功能及应用。

●了解精简系列面板的特点、结构及作用。

●熟悉精简系列面板的组态应用操作实施步骤。

知识难点：

●触摸屏变量连接和对象属性设置。

项目七S7-1200PLC通信

本项目从S7-1200PLC与触摸屏联网控制运料小车的运动入手，介绍profibus和profinet的基本通信，让读者了解S7-1200PLC常用的通信组态方法。

本项目还介绍通信的一些基本概念。

【教学导航】

知识重点：

●了解通信的基本概念。

●熟悉PLC的通信联网组态。

●掌握profibus的基本参数。

●掌握profinet的基本参数。

知识难点：

●PLC是如何通信的。

二、教案设计

课题

任务1电动机的启动、保护和停止电路设计

授课班级

201606431班

授课时间

第一周

4学时

课型

理实一体化

理论课时

2课时

实践课时

2课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解PLC的定义。

2、熟悉PLC基本结构及其工作原理。

3、掌握S7-1200PLC的硬件结构。

能力目标：

1、能通过一个简单的案例来了解TIAPortalV13软件。

2、会S7-1200硬件组态。

教学重点

1.熟悉PLC基本结构及其工作原理。

2．掌握S7-1200PLC的硬件结构。

教学难点

1.PLC是如何工作的。

教学内容

1、电动机的启动、保护和停止电路设计

2、TIAPortalV13软件使用

教学准备

共分10组，每组必备：

PC机一台，内装TIAPortalV13，36V交流异步电动机一台，带输入按钮的实验板一块，继电接触器实验板一块，万用表一块，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册，电气控制安装与调试教材。

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册，登陆智慧职教网了解PLC的硬件结构，TIAPorta软件的初步使用。

1、复习电气安装课的电动机连续控制电路图

2、学生讲解PLC的定义，工作过程

【教学实施】

1、检查学生预习情况

2、PLC的逻辑功能与旧控制方式比对

3、讲解PLC的刷新过程

4、讲解PLC控制三相异步电动机的硬件接线

5、学生参照教材编写控制三相异步电动机连续运行的程序（教师辅导）

【知识（技能）巩固练习】

1、什么是PLC？

2、PLC编程编的什么电路的程序？

2、初步掌握TIAPorta软件的使用

【教学小结】

通过电动机启动、保持和停止电路设计过程，让读者对S7-1200PLC控制系统有了初步了解和直观认识，与此同时，读者了解了S7-1200PLC控制系统的开发过程。

S7-1200PLC控制系统的开发过程如下：

创建新项目→组态硬件设备及网络→PLC编程→组态可视化→下载项目→运行调试项目。

从工作任务入手，通过对TIAPortalV13软件的使用和一个电动机的启动、保护和停止控制任务的设计，让学生从直观到抽象，逐渐理解PLC的概念及其PLC是如何工作的。

课后作业与训练

1、什么是PLC？

2、PLC编程编的什么电路的程序？

2、熟悉TIAPorta软件

教学反思

以学生为主体：

1、PLC采集的都是模拟量，当外界的信号发生变化时，PLC内部的变量是否立即跟随变化？

2、在上述信号发生变化时，PLC又是如何工作的呢？

课题

任务2S7-1200PLC的安装与拆卸

授课班级

201606431班

授课时间

第2.3周

4学时

课型

理实一体化

理论课时

2课时

实践课时

2课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

S7-1200PLC各模块的安装与拆卸，现场安装与接线

能力目标：

S7-1200PLC的安装与拆卸以及现场安装接线

教学重点

掌握S7-1200PLC各模块现场安装与拆卸以及现场接线。

教学难点

现场安装接线。

教学内容

S7-1200PLC的安装与拆卸。

教学准备

共分10组，每组必备：

PLC-1200一块，万用表一块，改锥一套，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册，登陆智慧职教网了解PLC的硬件安装。

万用表的使用。

【教学实施】

1、检查学生预习情况

教师演示

2、安装安装与拆卸CPU

3、安装和拆卸信号模块

4、安装和拆卸通信模块

5、安装和拆卸信号板

6、安装和拆卸端子板

【知识（技能）巩固练习】

学生动手：

1、安装安装与拆卸CPU

2、安装和拆卸信号模块

3、安装和拆卸通信模块

4、安装和拆卸信号板

4、安装和拆卸端子板

【教学小结】

通过S7-1200PLC的安装与拆卸，让读者进一步熟悉S7-1200PLC硬件结构。

包括安装与拆卸CPU，安装和拆卸信号模块，安装和拆卸通信模块（CM），安装和拆卸信号板，安装和拆卸端子板。

从工作任务入手，通过对S7-1200PLC的安装与拆卸，S7-1200PLC的现场接线两个任务入手让学生从直观到抽象，逐渐理解S7-1200PLC的硬件结构以及现场安装接线。

课后作业与训练

教学反思

以学生为主体：

若要准备拆卸CPU，CPU的电源及其I/O连接器，接线或电缆不断开，可行否？

。

课题

任务3S7-1200PLC的现场接线

授课班级

201606431班

授课时间

第3.4周

4学时

课型

理实一体化

理论课时

2课时

实践课时

4课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

学会S7-1200CPU的外部接线。

能力目标：

会S7-1200CPU的外部接线。

教学重点

1、CPU1214CDC/DC/DC的接线图

2、CPU1214CAC/DC/Rly（继电器）的外部接线图

3、CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

教学难点

现场安装接线。

教学内容

1、CPU1214CDC/DC/DC的接线图

2、CPU1214CAC/DC/Rly（继电器）的外部接线图

3、CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

教学准备

共分10组，每组必备：

PLC-1200一块，万用表一块，改锥一套，导线若干，网孔板。

参考资料

西门子PLC-1200手册

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册，登陆智慧职教网了解PLC的硬件接线

【教学实施】

1、检查学生预习情况

教师演示

3、CPU1214CDC/DC/DC的接线图

3、CPU1214CAC/DC/Rly（继电器）的外部接线图

4、CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

5、数字量输入（DI）接线

6、数字量输出（DO）接线

7、模拟量输入/输出接线。

【知识（技能）巩固练习】

学生动手：

1、CPU1214CDC/DC/DC的接线图

2、CPU1214CAC/DC/Rly（继电器）的外部接线图

3、CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

4、CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

5、数字量输入（DI）接线

6、数字量输出（DO）接线

7、模拟量输入/输出接线。

【教学小结】

通过对S7-1200CPU的现场接线任务的学习，让读者熟悉S7-1200CPU的外部接线。

包括CPU外部接线，数字量输入（DI）接线，数字量输出（DO）接线，模拟量输入/输出接线。

从工作任务入手，通过对S7-1200PLC的现场接线两个任务入手让学生从直观到抽象，逐渐理解S7-1200PLC的硬件结构以及现场安装接线。

课后作业与训练

教学反思

以学生为主体：

1、在安装和移动S7-1200PLC模块及其相关设备之前，电源如何处理？

2、S7-1200PLC设计安装和现场接线时有哪些注意事项？

课题

任务4三相笼型异步电动机的正反转控制

授课班级

201606431班

授课时间

第4．5周

6学时

课型

理实一体化

理论课时

课42时

实践课时

10课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解S7-1200PLC的编程语言及其用户程序结构。

2、了解S7-1200PLC数据类型及存储体结构。

3、掌握PLC变量表的使用。

4、掌握S7-1200PLC仿真软件调试程序方法。

5、掌握程序状态功能调试程序。

能力目标：

1、会建立PLC变量表。

2、会使用PLC-1200仿真软件调试程序。

3、会用程序状态功能调试程序

教学重点

S7-1200PLC仿真软件和程序状态功能调试程序的方法。

教学难点

S7-1200PLC仿真软件和程序状态功能调试程序的方法。

教学内容

按下正转启动按钮SB2，KM1的线圈通电并自保持，电动机正转运行；按下反转启动按钮SB3，KM2的线圈通电并自保持，电动机反转运行；按下停止按钮SB1，KM1或KM2的线圈断电，电动机停止运行。

教学准备

共分10组，每组必备：

共分10组，每组必备：

PC机一台，内装TIAPortalV13，36V交流异步电动机一台，带输入按钮的实验板一块，万用表一块，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册，电气设备安装与调试教材

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册，登陆智慧职教网了解PLC控制电机正反转控制。

【教学实施】

1、检查学生预习情况

2、教师讲解并演示位逻辑指令

【教学小结】

通过对S7-1200CPU的现场接线任务的学习，让读者熟悉S7-1200CPU的外部接线。

包括CPU外部接线，数字量输入（DI）接线，数字量输出（DO）接线，模拟量输入/输出接线。

从三相笼型异步电动机的正反转控制工作任务入手，通过完成任务让学生从直观到抽象，逐渐理解PLC变量表的使用、PLC-1200仿真软件以及程序状态功能调试程序的方法。

并在完成任务过程中了解S7-1200存储体结构及数据类型。

课后作业与训练

熟练掌握使用仿真软件调试程序基本步骤。

教学反思

以学生为主体：

程序状态监控功能只能在屏幕上显示一小块程序，调试较大的程序时，往往不能同时看到与某一程序功能有关的全部变量的状态。

如何解决？

课题

任务5故障信息显示电路

授课班级

201606431班

授课时间

第5.6周

4学时

课型

理实一体化

理论课时

2课时

实践课时

2课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解S7-1200位逻辑指令的基本应用以及梯形图的设计方法。

2、基本位逻辑指令

3、置位/复位指令

4、上升沿/下降沿指令

能力目标：

3、会建立PLC变量表。

4、会使用PLC-1200仿真软件调试程序。

3、会用程序状态功能调试程序

教学重点

熟练掌握位逻辑指令

教学难点

S7-1200PLC仿真软件和程序状态功能调试程序的方法。

教学内容

设计故障信息显示电路，从故障信号I0.0的上升沿开始，使Q0.4控制的指示灯以1Hz的频率闪烁。

操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，则指示灯熄灭，如果没有消失，则指示灯转为常亮，直至故障消失。

教学准备

共分10组，每组必备：

共分10组，每组必备：

PC机一台，内装TIAPortalV13，36V交流异步电动机一台，带输入按钮的实验板一块，万用表一块，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册

【教学实施】

1、检查学生预习情况

2、教师讲解并演示位逻辑指令

3、学生动手编程并调试完成故障信息显示电路

【教学小结】

通过本任务的学习，让读者学会S7-1200位逻辑指令的应用以及梯形图的设计方法。

从工作任务入手，通过完成任务让学生从直观到抽象，逐渐理解S7-1200位逻辑指令的应用以及梯形图的设计方法。

课后作业与训练

抢答器设计。

抢答器有I0.0、I0.1和I0.2三个输入，对应输出分别为Q0.0、Q0.1和Q0.2，复位输入是I0.4。

要求：

三人任意抢答，谁先按动瞬时按钮，谁的指示灯先亮，且只能亮一盏灯。

进行下一问题时主持人按复位按钮，抢答器重新开始。

教学反思

以学生为主体：

1Hz时钟频率的产生如何产生？

课题

任务6卫生间冲水控制电路设计

授课班级

201606431班

授课时间

第5．6．7周

8学时

课型

理实一体化

理论课时

4课时

实践课时

4课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解PLC-12005个定时器。

2、掌握5种定时器的概念、输入、输出与时间的关系。

能力目标：

1、会建立PLC变量表。

5、会使用PLC-1200仿真软件调试程序。

3、会正确选用定时器完成不同任务的时间控制。

教学重点

5种定时器的概念、输入、输出与时间的关系。

教学难点

5种定时器的概念、输入、输出与时间的关系。

教学内容

用三种定时器，即接通延时定时器、脉冲定时器、关断延时定时器设计卫生间冲水控制电路。

教学准备

共分10组，每组必备：

共分10组，每组必备：

PC机一台，内装TIAPortalV13，36V交流异步电动机一台，带输入按钮的实验板一块，，万用表一块，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册

【教学实施】

1、检查学生预习情况

2．教师讲解5种定时器的联系

3、学生编程并调试完成卫生间冲水控制电路设计

【教学小结】

通过本任务的学习让读者学会S7-1200指令系统中接通延时定时器、脉冲定时器、关断延时定时器使用以及梯形图的设计方法。

从工作任务任务入手，通过完成任务让学生从直观到抽象，逐渐理解PLC定时器的应用、联系及区别。

课后作业与训练

两条运输带顺序相连，为避免运送的物料在1号运输带上堆积，按下起动按钮I0.3，1号带开始运行，8s后2号带自动起动。

停机的顺序与起动的顺序相反，按了停止按钮I0.2后，先停2号带，8s后停1号带。

Q1.1和Q0.6控制两台电动机M1和M2。

教学反思

以学生为主体：

TON，TOF，TP三者IN、Q、定时时间的关系？

课题

任务7展厅人数控制系统

授课班级

201606431班

授课时间

第7,8周

4学时

课型

理实一体化

理论课时

2课时

实践课时

2课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解PLC-1200计数器。

2、掌握S7-1200指令系统中计数器的使用以及梯形图设计方法。

能力目标：

2、会建立PLC变量表。

6、会使用PLC-1200仿真软件调试程序。

3、会正确选用计数器完成不同任务的时间控制。

教学重点

掌握S7-1200指令系统中计数器的使用以及梯形图设计方法。

教学难点

掌握S7-1200指令系统中加减计数器的使用以及梯形图设计方法。

教学内容

现有一展厅，最多可容纳50人同时参观。

展厅进口与出口各装一传感器，每有一人进入，传感器给出一个脉冲信号。

试编程实现，当展厅内不足50人时，绿灯亮，表示可以进入；当展厅满50人时，红灯亮，表示不准进入。

教学准备

共分10组，每组必备：

共分10组，每组必备：

PC机一台，内装TIAPortalV13，带输入按钮的实验板一块，，万用表一块，导线若干。

参考资料

西门子PLC-1200手册

教学过程

方法与手段

教学备注

【课堂导入】

预习：

学生自学PLC-1200手册

【教学实施】

2、检查学生预习情况

2．教师讲解3种计数器

3、学生编程并调试完成展厅人数控制系统

【教学小结】

通过本任务的学习让读者学会S7-1200指令系统中加减计数器的使用以及梯形图的设计方法。

从工作任务任务入手，通过完成任务让学生从直观到抽象，逐渐理解PLC计数器的应用及区别。

课后作业与训练

1、编写开关灯控制程序。

要求灯控按钮I0.0按下一次，灯Q0.1亮，按下两次，灯Q0.1，Q0.2全亮，按下三次灯全灭，如此循环。

2、如图4.23所示，通过传送带电机KM1带动传送带传送物品，通过产品检测器PH检测产品通过的数量，传送带每传送24个产品机械手KM2动作1次，进行包装，机械手动作后，延时2秒，机械手的电磁铁切断。

通过传送带起动按钮、传送带停机按钮控制传送带的运动。

教学反思

以学生为主体：

三种计数器各自特点？

课题

任务8广场喷泉控制系统

授课班级

201606431班

授课时间

第7,8周

10学时

课型

理实一体化

理论课时

6课时

实践课时

4课时

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

1、了解PLC-1200比较器指令。

2、掌握S7-1200指令系统中定时器指令和比较器指令的使用以及梯形图设计方法。

。

能力目标：

3、会建立PLC变量表。

7、会使用PLC-1200仿真软件调试程序。

3、会正确选使用定时器指令和比较器指令完成控制任务程序的编写。

教学重点

掌握S7-1200指令系统中定时器指令和比较器指令的使用以及梯形图设计方法

教学难点

掌握S7-1200指令系统中定时器指令和比较器指令的使用以及梯形图设计方法

教学内容

一个喷泉池里有A、B、C三种喷头。

喷泉的喷水规律是：

按下启动按钮，A喷头喷5S→B、C喷头同时喷8S→B喷头喷4S→A，C喷头同时喷5S→