工程软件实训-1

1、Date: 2022-5-2 Page: 1 电工电气技术实训电工电气技术实训 工程训练中心工程训练中心Date: 2022-5-2 Page: 2电工电气技术实训概述电工电气技术实训概述 课程性质课程性质 电工电气基础实训以培养学生在电工电气方面的工程素养电工电气基础实训以培养学生在电工电气方面的工程素养和技能为目标，本课程的性质属于公共基础实践环节，学生学和技能为目标，本课程的性质属于公共基础实践环节，学生学习本课程以后，除了掌握基本的用电知识和安全操作规范外，习本课程以后，除了掌握基本的用电知识和安全操作规范外，还得到较为系统的电气工程师基本技能训练，同时在常用工程还得到较为系统的电气工

2、程师基本技能训练，同时在常用工程软件、光机电一体化、传感器与测量、数控机床、工业过程测软件、光机电一体化、传感器与测量、数控机床、工业过程测量与控制等方面也学习了相关工程应用知识，为后续相关课程量与控制等方面也学习了相关工程应用知识，为后续相关课程的学习以及复合应用型人才培养奠定坚实的基础。的学习以及复合应用型人才培养奠定坚实的基础。Date: 2022-5-2 Page: 3教学内容与时间安排教学内容与时间安排 实训项目实训项目11、实训项目名称：工程软件、实训项目名称：工程软件2 、实训目的和要求：、实训目的和要求： 了解常用电工电气工程软件的使用；掌握了解常用电工电气工程软件的使用；掌握

3、可编程逻辑控制器工程设计软件的使用及电可编程逻辑控制器工程设计软件的使用及电路设计软件的使用。路设计软件的使用。3 、学时数：、学时数：84 、地点地点：工训中心工训中心320-8及及320-4Date: 2022-5-2 Page: 4实训项目实训项目21、实训项目名称：电工基础。、实训项目名称：电工基础。2、实训目的和要求：、实训目的和要求： 了解电工基础知识和常见电工仪表的使用方了解电工基础知识和常见电工仪表的使用方法；掌握三相交流电路、相序测量电路、互法；掌握三相交流电路、相序测量电路、互感电路、变压器、三相鼠笼异步电动机等的感电路、变压器、三相鼠笼异步电动机等的连接与测试方法；学习各

4、电路的工作原理。连接与测试方法；学习各电路的工作原理。3 、学时数：、学时数：124 、地点地点：工训中心工训中心214Date: 2022-5-2 Page: 5实训项目实训项目31、实训项目名称：维修电工、实训项目名称：维修电工2、实训目的和要求：、实训目的和要求： 了解常用电气元件与电工工具的使用和操作了解常用电气元件与电工工具的使用和操作方法；掌握日光灯的安装方法、三相负载的方法；掌握日光灯的安装方法、三相负载的连接方法及电压、电流的测量方法；学习机连接方法及电压、电流的测量方法；学习机床电气控制与故障排除方法；学习一般的电床电气控制与故障排除方法；学习一般的电气控制原理。气控制原理。

5、3 、学时数：、学时数：124 、地点地点：工训中心工训中心214Date: 2022-5-2 Page: 6实训项目实训项目41、实训项目名称：传感器与测量、实训项目名称：传感器与测量2、实训项目的目的和要求：、实训项目的目的和要求： 了解传感器系统综合实验装置的组成和工作了解传感器系统综合实验装置的组成和工作原理；了解温度传感器、压力传感器、光电原理；了解温度传感器、压力传感器、光电传感器、霍尔传感器以及工业过程测量等的传感器、霍尔传感器以及工业过程测量等的工作原理和基本操作。工作原理和基本操作。3 、学时数：、学时数：124 、地点地点：工训中心工训中心214Date: 2022-5-2

6、 Page: 7实训项目实训项目51、实训项目名称：机电一体化、实训项目名称：机电一体化2、实训项目的目的和要求：、实训项目的目的和要求： 学习可编程控制器的工作原理和编程方法；学习可编程控制器的工作原理和编程方法；学习直流电机及其驱动知识、步进电机及其学习直流电机及其驱动知识、步进电机及其驱动知识；学习机械手控制、位置控制及传驱动知识；学习机械手控制、位置控制及传送站综合控制的基本知识。送站综合控制的基本知识。3 、学时数：、学时数：124 、地点地点：工训中心工训中心214Date: 2022-5-2 Page: 8实训项目实训项目61、实训项目名称：数控机床电气故障诊断、实训项目名称：数

7、控机床电气故障诊断2、实训项目的目的和要求：、实训项目的目的和要求： 学习数控机床的电气控制及故障诊断；熟学习数控机床的电气控制及故障诊断；熟悉数控机床伺服驱动单元的调试与故障诊悉数控机床伺服驱动单元的调试与故障诊断、数控机床主轴变频单元的调试与故障断、数控机床主轴变频单元的调试与故障诊断。诊断。3 、学时数：、学时数：124 、地点地点：工训中心工训中心214Date: 2022-5-2 Page: 9考核方法本课程的考核由实训表现与实训报告两部分构成。成绩具体组成如下：1、学生完成本大纲所要求操作的每一个实训项目后，由负责教师进行成绩考核（考勤和包括纪律,操作规范,结果正确等要素的操作占总

8、成绩的70）来评定实习成绩，计入学生实习成绩登记表中。2、实习报告成绩（占总成绩的30%）。Date: 2022-5-2 Page: 10注意事项注意事项1.注意脚下与试验台上的电源线和网线注意脚下与试验台上的电源线和网线2.四个人一组，不得超过五个人四个人一组，不得超过五个人3.遇到问题，找指导老师遇到问题，找指导老师4.做完整个实验后请老师检查操作过程和结果做完整个实验后请老师检查操作过程和结果,然后恢复初始实验状态然后恢复初始实验状态,并将座椅搬回原处并将座椅搬回原处,电电脑不得设置密码脑不得设置密码,经老师确认后经老师确认后,最后待老师记最后待老师记录本次实验成绩后方可离开录本次实验成

9、绩后方可离开5.5.学生缺席某学生缺席某次次实训实训( (不论何种原因不论何种原因) )，该实训该实训成绩为成绩为0,0,需需补完该项目的实训，才给获得实补完该项目的实训，才给获得实训成绩训成绩。Date: 2022-5-2 Page: 11 工程软件实训工程软件实训 工程训练中心工程训练中心Date: 2022-5-2 Page: 12实训实训1 1 可编程控制器编程基础可编程控制器编程基础一一. . 实训目的实训目的1. 1. 熟悉熟悉STEP7STEP7的编程环境及软件的使用方法；的编程环境及软件的使用方法；2. 2. 熟悉熟悉PLCPLC的基本编程指令。的基本编程指令。二二. . 实训

10、内容实训内容1. 1. 学习可编程控制器的原理及基本编程指令；学习可编程控制器的原理及基本编程指令；2. 2. 进行进行PLCPLC的基本编程练习。的基本编程练习。Date: 2022-5-2 Page: 13可编程控制器基础可编程控制器基础l传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差高、可靠性及灵活性差 。应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等比较适用于工作模式固定，控制逻辑

11、简单等工业应用场合。工业应用场合。 Date: 2022-5-2 Page: 14l 用户迫切用户迫切需要需要一种先进的自动控制装置一种先进的自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 15l 对先进自动控制装置提出对先进自动控制装置提出设想设想： 把把计算机计算机的功能完善、通用、灵活等优点和的功能完善、通用、灵活等优点和继电器继电器控控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用起来，制成一种通用控制装置控制装置。把计算机的编程方法。把计算

12、机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。对象的语言编程。 工业控制单板机（计算机）工业控制单板机（计算机） 继电器控制系统继电器控制系统 先进控制装置先进控制装置 返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 16l 可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生 美国数字设备公司（美国数字设备公司（DECDEC）根据这一设想，于）根据这一设想，于19691969年年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为于顺序控

13、制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻可编程序逻辑控制器辑控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。 返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 172. 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理lPLCPLC的基本结构的基本结构 中央处理单元（CPU）系统程序存储器R A MI/O扩展接口设备通讯接口电源适配器返回本章返回本章Date: 2022-5-2 Page: 18电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程I I/ /O O）通

14、通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO OP PPLCPLC的工作过程的工作过程返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 19PLCPLC的扫描过程的扫描过程返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 20l PLCPLC的的I/OI/O系统系统 第(n-1)个扫描周期 第(n+1)个扫描周期 输入采样 输出刷新 第n 个扫描周期 输入采样 输出刷新 用户程序执行 最短I/O 响应时间 第 n 个扫描周

15、期 第 n +1 个扫描周期 用户程序执行 输入采样 输出刷新 最长 I/O 响应时间 用户程序执行 输入采样 输出刷新 返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 21PLC的程序执行的程序执行Date: 2022-5-2 Page: 22l PLCPLC的分类的分类 一体化紧凑型一体化紧凑型PLC PLC ：电源、：电源、CPUCPU中央处理系统、中央处理系统、I/OI/O接口都集成在一个机壳内。如接口都集成在一个机壳内。如西门子西门子S7-200S7-200系列。系列。 CPUCPU（基本单元）（基本单元） + + 扩展模块扩展模块 返回本节返回本节Date: 2022-5

16、-2 Page: 23标准模块式结构化标准模块式结构化PLC PLC ：各种模块相互独立，并安：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLC应用系统。如：应用系统。如：西门子西门子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。 PS(电源模块)CPU IM(接口模块)SM: DISM: DOSM: AISM: AO CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网返回本节返回本节Date: 2022-5-2 Page: 24S7-200 PLC硬件基础硬件基础SFRUNSTOPI0.0I0.1I0.2I0.3

17、I0.4I0.5I0.6I0.7SIEMENSS7-200M icro PL C 212SIMATICX 23 4Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5S7-200S7-300S7-400Date: 2022-5-2 Page: 25SIEMENSSIMATIC S7-200CPU 214SFRUNSTOPI1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7Q1.0Q1.1Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7EM 221DI 8 x DC24VI.0I.1I.2I.3I.4I.5I.6I.7Dat

18、e: 2022-5-2 Page: 26输入接口输入接口 为了提高抗干扰能力，输入接口均有光电为了提高抗干扰能力，输入接口均有光电隔离电路。隔离电路。Date: 2022-5-2 Page: 27输出接口输出接口S7-200主机配置的输出接口通常是继电器型，为有触点主机配置的输出接口通常是继电器型，为有触点输出，外加负载电源既可以是交流，也可以是直流，输出，外加负载电源既可以是交流，也可以是直流，响应时间为响应时间为ms量级，见下图：量级，见下图：其它输出接口还有：晶体管型（带直流负载）和晶闸管型（带交流负载）Date: 2022-5-2 Page: 28输入元件的实际情况与输入信号的关系输入

19、元件的实际情况与输入信号的关系Date: 2022-5-2 Page: 29S7-200的内部数据存储区及其寻址的内部数据存储区及其寻址 1、输入映像寄存器：输入映像寄存器：I 在每次扫描周期的开始，在每次扫描周期的开始，CPU对物理输入进行采样，并将采样对物理输入进行采样，并将采样值写入输入映像寄存器中。可以按位、字节、字或双字来存取值写入输入映像寄存器中。可以按位、字节、字或双字来存取输入过程映像存储器中的数据。输入过程映像存储器中的数据。 位：位： I字节地址字节地址. 位地址位地址 例如：例如：I0.0 I0.0的物理输入点的物理输入点Date: 2022-5-2 Page: 30字节

20、、字或双字：字节、字或双字： I数据长度起始字节数据长度起始字节地址地址 例如：例如：IB0 IB0IB0的物理输入的物理输入Date: 2022-5-2 Page: 31输出映象寄存器：输出映象寄存器：Q在每次扫描周期的结尾，在每次扫描周期的结尾，CPU将输出映像寄存器中的数将输出映像寄存器中的数值复制到物理输出点上，并将采样值写入。可以按位、值复制到物理输出点上，并将采样值写入。可以按位、字节、字或双字来存取输出映象存储器中的数据。字节、字或双字来存取输出映象存储器中的数据。 位：位： Q字节地址字节地址. 位地址位地址 例如：例如： Q0.0Q0.0Q0.0的物理输出点的物理输出点字节、

21、字或双字：字节、字或双字： Q Q数据长度起始字节地址数据长度起始字节地址 如：如：QB0QB0Date: 2022-5-2 Page: 32PLC的编程语言的编程语言 PLC的编程语言有多种如梯形图、语句表、功能图等。梯形的编程语言有多种如梯形图、语句表、功能图等。梯形图是最常用的一种也称为图是最常用的一种也称为LAD。梯形图来源于继电器控制电。梯形图来源于继电器控制电路图，根据输入条件，由程序运行结果决定逻辑输出的允许路图，根据输入条件，由程序运行结果决定逻辑输出的允许条件。逻辑被分成小的部分，称为条件。逻辑被分成小的部分，称为“网络网络”或或“段段”。电路图与梯形图Date: 2022-

22、5-2 Page: 33PLC的编程语言的编程语言在上图中我们可以看出梯形图是由符号组成的图形化编程语言。梯形图与电路图十分相似，所不同的是在显示方式上梯形图分支的排列为上下横排，而电路图是左右竖排。 母线：位于最左侧，代表电源。 触点：代表逻辑“输入“条件。 线圈：位于最末端，代表逻辑“输出”结果。 指令盒：代表附加指令，当能量流到此盒时，就执行一定的功能。Date: 2022-5-2 Page: 34STEP7-Micro/WIN STEP7-Micro/WIN 编程软件基础编程软件基础Date: 2022-5-2 Page: 35编程步骤编程步骤 确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作

23、的顺序确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序 分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是把信号送分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是把信号送给给PLC，哪些是外围设备是接收来自，哪些是外围设备是接收来自PLC信号的。并信号的。并将将PLC的输入、输出口与之对应进行分配。的输入、输出口与之对应进行分配。 设计设计PLC程序，画出梯形图。程序，画出梯形图。 在计算机上用在计算机上用STEP7-Micro/WIN 软件对软件对PLC的梯形的梯形图直接编程。图直接编程。 对程序进行调试对程序进行调试(模拟和现场模拟和现场)。 保存已完成的程序保存已完成的程序Date: 2022-5-2 Page

24、: 36实训要求实训要求在计算机上用在计算机上用STEP7-Micro/WIN V4.0软件编辑梯形图软件编辑梯形图程序程序1:Date: 2022-5-2 Page: 37程序程序2Date: 2022-5-2 Page: 38实训步骤实训步骤l. 在计算机上用在计算机上用STEP7-Micro/WIN V4.0软件编软件编辑梯形图。辑梯形图。2. 编译并调试程序编译并调试程序,确保程序无误。确保程序无误。3. 经指导教师检查无误后，恢复实验初始状态。经指导教师检查无误后，恢复实验初始状态。Date: 2022-5-2 Page: 39实训实训2 2 S7-200S7-200基本指令编程基本

25、指令编程一一. 实训目的实训目的1. 熟悉熟悉S7-200 PLC的基本指令；的基本指令；2. 学习学习S7-200 PLC的基本指令编程。的基本指令编程。二二. 实训内容实训内容1. 学习位触点及线圈指令的编程；学习位触点及线圈指令的编程；2. 学习定时器编程。学习定时器编程。Date: 2022-5-2 Page: 40S7-200常用基本指令常用基本指令Date: 2022-5-2 Page: 41定时器指令定时器指令 系统提供系统提供3种定时指令：种定时指令：TON、TONR和和TOF。S7-200定时器精度（时间增量定时器精度（时间增量/时间单位时间单位/分辨率）有分辨率）有3个等级

26、：个等级：1ms、10ms和和100ms，精度等级和定时器号关系如表所示，精度等级和定时器号关系如表所示Date: 2022-5-2 Page: 42接通延时定时器接通延时定时器 TON，接通延时定时器指令。用于单一间，接通延时定时器指令。用于单一间隔的定时。上电周期或首次扫描，定时隔的定时。上电周期或首次扫描，定时器位器位OFF，当前值为，当前值为0。使能输入接通。使能输入接通时，定时器位为时，定时器位为OFF，当前值从，当前值从0开始开始计数时间，当前值达到预设值时，定时计数时间，当前值达到预设值时，定时器位器位ON，当前值连续计数到，当前值连续计数到32767。使。使能输入断开，定时器自

27、动复位，即定时能输入断开，定时器自动复位，即定时器位器位OFF，当前值为，当前值为0。指令格式：指令格式：TONTxxx，PT例：例：TONT120，8Date: 2022-5-2 Page: 43有记忆接通延时定时器有记忆接通延时定时器 TONR，有记忆接通延时定时器指令。用于对许多间隔的累计定时。上电周期或首次扫描，定时器位OFF，当前值保持。使能输入接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数时间。使能输入断开，定时器位和当前值保持最后状态。使能输入再次接通时，当前值从上次的保持值继续计数，当累计当前值达到预设值时，定时器位ON，当前值连续计数到32767。TONR定时器只能用复位指令进

28、行复位操作。指令格式：TONRTxxx，PT例： TONRT20，63Date: 2022-5-2 Page: 443. 3. 断开延时定时器断开延时定时器TOF，断开延时定时器指令。用于断开后的单，断开延时定时器指令。用于断开后的单一间隔定时。上电周期或首次扫描，定时一间隔定时。上电周期或首次扫描，定时器位器位OFF，当前值为，当前值为0。使能输入接通时，。使能输入接通时，定时器位为定时器位为ON，当前值为，当前值为0。当使能输入。当使能输入由接通到断开时，定时器开始计数，当前由接通到断开时，定时器开始计数，当前值达到预设值时，定时器位值达到预设值时，定时器位OFF，当前值，当前值等于预设值，停止计数。等于预设值，停止计数。TOF复位后，如果使能输入再有从复位后，如果使能输入再有从ON到到OFF的负跳变，则可实现再次启动。的负跳变，则可实现再次启动。指令格式：