中职教育二年级下学期装备制造大类《S7-1200PLC编程指令》教学设计

PAGEPAGEPAGE1编号：授课班级：工业机器人应用班任课教师：项目名称第四章第四节S7-1200PLC编程指令学时：教学目标知识目标1.了解西门子PLC常用的编程指令2.掌握西门子PLC各个指令的基本原理技能目标1．能够使用相关的指令完成特定的功能情感态度培养学生热爱学习的良好习惯，通过知识的收集和总结，提高学生理解能力，通过实际操作，提高学生的操作技能。教学内容1.位逻辑运算、定时器操作指令2.计数器操作、比较操作指令3.数学函数、移动操作指令重点1.常用指令的工作原理2.指令使用的注意事项难点利用所学指令完成特定功能程序教学策略利用现有西门子1215C整体式PLC进行操作，采用仿真+现场教学的方式，按照一体化教学的步骤实施教学计划，强调学生的实际操作能力，在做中学，同时充分利用学校现有的教学资源库，最大限度的收集更多更好的网络资源，使课堂教学更生动。教学资源准备一、位逻辑运算指令位逻辑运算指令中我们主要学习常开/常闭触点指令、线圈指令、置位/复位指令、置位位域/复位位域指令、置位复位触发器和复位置位触发器指令、扫描操作数的信号上升/下降沿指令以及扫描RLO的信号的上升/下降沿指令。所有的位逻辑运算指令涉及到的数据类型为Bool类型常开/常闭触点指令常开常闭触点相当于继电器中的各类按钮开关、旋转开关以及限位开关等，其状态只有开和关两种。当操作数I0.0的状态为0时，对应的常开触点断开，常闭触点接通。当操作数I0.0的状态为1时，对应的常开触点闭合，常闭触点断开线圈指令线圈指令相当于继电器接触器当中的电磁线圈，如果线圈输入的逻辑运算结果的信号状态为“1”，则将指定操作数的信号状态置位为“1”。如果线圈输入的信号状态为“0”，则指定操作数的位将复位为“0”。例如，当I0.0接通时，线圈输入状态为1，则Q0.0置位为1，Q0.0对应的常开接通，常闭断开；当I0.0断开时，线圈输入状态为0，则Q0.0复位为0,Q0.0对应的常开断开，常闭接通置位输出指令/复位输出指令置位输出指令，当线圈输入的状态为1时，执行该指令，指定的操作数置位为1，若线圈输入的状态为0时，操作数的信号状态将保持不变。复位输出指令，当线圈输入的状态为1时，执行该指令，指定的操作数复位为0，若线圈输入的状态为0时，操作数的信号状态将保持不变。例如，I0.0接通时，Q0.0置位为1，I0.0断开时，Q0.0保持为1的状态；当I0.1接通时，Q0.0复位为0，I0.1断开时，Q0.0保持为0的状态置位位域和复位位域指令置位位域指令是将某个特定地址开始的多个位进行置位，而复位位域指令则是将某个特定地址开始的多个位进行复位。置位位域和复位位域指令都带有两个操作数，操作数1为需要进行置位或复位的首地址，操作数2为需要置位或者复位的个数。例如，当I0.0接通时，执行置位位域指令，从Q0.0开始的3个位被置位，当I0.1断开时，从Q0.0开始的3个位被复位置位/复位触发器指令和复位/置位触发器指令“置位复位触发器”指令，根据输入S和R1的信号状态，置位或复位指定操作数的位。如果输入S的信号状态为“1”且输入R1的信号状态为“0”，则将指定的操作数置位为“1”。如果输入S的信号状态为“0”且输入R1的信号状态为“1”，则将指定的操作数复位为“0”。输入R1的优先级高于输入S。输入S和R1的信号状态都为“1”时，指定操作数的信号状态将复位为“0”复位置位触发器”指令，根据输入R和S1的信号状态，复位或置位指定操作数的位。如果输入R的信号状态为“1”，且输入S1的信号状态为“0”，则指定的操作数将复位为“0”。如果输入R的信号状态为“0”且输入S1的信号状态为“1”，则将指定的操作数置位为“1”。输入S1的优先级高于输入R。当输入R和S1的信号状态均为“1”时，将指定操作数的信号状态置位为“1”扫描操作数的信号上升沿和下降沿指令上升沿指令和下降沿指令均有两个操作数操作数1为需要检测上升沿或下降沿的信号，操作数2为边沿存储器，保存上一次描扫的信号状态。指令将操作数1的信号和操作数2的信号状态进行比较，若是由0到1，则说明出现上升沿，若是由1到0，则说明出现下降沿。当上升沿或下降沿指令检测到操作数1的上升沿或下降沿时，操作数1的状态将在一个程序周期内置位为1，其余情况下均为0。例如，当I0.0由0到1时，Q0.0输出一次，I0.0由1到0时，Q0.1输出一次。特别注意，边沿存储器的地址只能使用一次。否则，指令执行不正常。扫描RLO的信号上升沿/下降沿指令这两个指令的作用与扫描操作数的上升沿/下降沿指令相同，区别在于一个是检测操作数的上升/下降沿，一个是检测RLO的上升/下降，并且这两个指令只有一个操作数，为边沿存储器。当I0.0和I0.1都是由0到1时，Q0.0输出一次，当I0.0和I0.1其中一个由1到0时，Q0.1输出一次。同样的，边沿存储器的地址只能使用一次。否则，指令执行不正常二、定时器操作接通延时指令当接通延时指令的输入状态由0到1时，接通延时指令开始定时，定时时间达到设定的时间后，则置位相应的操作数。当输入状态由1到0时，则定时器复位，被置位的操作数也会复位。例如，当I0.0由0到1时，Q0.0延时2S输出，I0.0由1到0时，Q0.0立即复位。当接通定时时间未到时，I0.0变为0，则延时的计时时间复位为0断开延时指令当断开延时指令的输入状态由0到1时，断开延时指令直接输出，置位相应的操作数。当输入状态由1到0时，则延时设定的时间复位输出，相应的操作数也会复位。例如，当当I0.0由0到1时，Q0.0立即输出，I0.0由1到0时，Q0.0延时2S后复位。当断开延时时间未到时，重新将I0.0变为1，则延时的计时时间复位为0时间累加器与接通延时功能相同，时间累加器带有保持功能，当延时时间未到，输入信号断开时，时间累加器会保持当前计时时间，在输入再次接通时，会接着上一次断电时保存的时间进行延时。直到达到设定时间后输出。时间累加器的复位，需要R引脚由0变为1。三、计数器操作加计数递增输出CV值，如果输入CU的信号状态从“0”变为“1”，则执行该指令，同时输出CV的当前计数器值加1。每检测到一个信号上升沿，计数器值就会递增，直到达到输出CV中所指定数据类型的上限。达到上限时，输入CU的信号状态将不再影响该指令。当输入R为1时，输出CV值被复位为0。只要输入R的信号状态仍为“1”，输入CU的信号状态就不会影响该指令。减计数递减输出CV的值。如果输入CD的信号状态从“0”变为“1”，则执行该指令，同时输出CV的当前计数器值减1。每检测到一个信号上升沿，计数器值就会递减1，直到达到指定数据类型的下限为止。达到下限时，输入CD的信号状态将不再影响该指令。输入LD的信号状态变为“1”时，将输出CV的值设置为参数PV的值。只要输入LD的信号状态仍为“1”，输入CD的信号状态就不会影响该指令加减计数递增和递减输出CV的计数器值。如果输入CU的信号状态从“0”变为“1”，则当前计数器值加1并存储在输出CV中。如果输入CD的信号状态从“0”变为“1”，则输出CV的计数器值减1。计数器值可以一直递增，直到其达到输出CV处指定数据类型的上限。达到上限后，计数器值也不再递增。达到指定数据类型的下限后，计数器值便不再递减。输入LD的信号状态变为“1”时，将输出CV的计数器值置位为参数PV的值。只要输入LD的信号状态仍为“1”，输入CU和CD的信号状态就不会影响该指令。当输入R的信号状态变为“1”时，将计数器值置位为“0”。只要输入R的信号状态仍为“1”，输入CU、CD和LD信号状态的改变就不会影响“加减计数”指令四、比较操作比较操作指令用于判断操作数1和操作数2是否满足相对应的比较条件，比较条件有等于、不等于、大于、小于、大于等于和小于等于6种。（插入视频）点击问号可以选择比较操作数的数据类型。原则上，比较的两个操作数数据类型应该一致。两个操作数满足比较条件时，则该指令向后输出1，例如，整数等于100时，Q0.0置位。五、数学函数计算指令可以使用计算指令定义并执行表达式，可以从指令框的“黑色问号”下拉列表中选择该指令的数据类型。根据所选的数据类型，可以组合某些指令的函数以执行复杂计算，单击指令框上方的“计算器”图标或双击OUT后边的红色问号，可打开指定待计算的表达式的对话框。然后可以在输入想要计算的表达式，表达式可以包含输入参数的名称和指令的语法。不能指定操作数名称和操作数地址。点击输入参数盘的黄色星号可以增加输入参数。四则运算，四则运算中有加法指令，减法指令、乘法指令以及除法指令。其运算表达式如下所示，四则运算种，减法和除法不可以扩展输入，加法和乘法则可以扩展输入。当输入EN状态由0到1时，则执行指令递增/递减指令递增指令将参数IN/OUT中的变量进行自加一，类似于a=a+1表达式，当输入EN状态为1时，执行指令。递减指令将参数IN/OUT中的变量进行自减一，类似于a=a-1。若输入EN的状态一直为1，则两个指令会不断的自加一和自减一。六、移动操作指令移动操作指令我们主要学习移动值MOVE移动值MOVE是使用最为频繁的指令。“移动值”指令，将IN输入处操作数中的内容传送给OUT1输出的操作数中。始终沿地址升序方向进行传送.当输入EN状态为1时，执行指令。移动值指令适用于所有数据类型的变量传送，传送时IN参数与OUT参数变量的数据类型须对应。但部分数据类型的变量可以跨类型传送课后记教学过程序号教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图一新课导入1.位逻辑运算、定时器操作指令2.计数器操作、比较操作指令3.数学函数、移动操作指令1.介绍指令的原理与用法2.讲解指令使用的注意事项参与、讨论，思考1.突出所学知识与实际生活的联系；2.吸引学生注意力，激发学习兴趣。二计划决策通过教师示范操作、讲解，了解PLC的常用基本指令的工作原理讲解、示范操作培养学生自主探究的能力，养成良好的职业素养。三教学实施教学活动1PLC基本指令原理的讲解课件讲解、实操演示笔记记录、实操练习使学生了解PLC指令的原理教学活动2PLC指令的注意事项课件讲解、实操演示笔记记录、实操练习使学生掌握指令的基本用法教学活动3编写案例程序完成对本任务的评价展示评价内容，完成案例程序的编写完成任务的新知识四检查评估对项目实施过程和结果进行小组内、小组间和教师评价。完