《PLC应用项目工单实践教程》教案-模块7 S7 − 1500 PLC 顺序控制设计法的应用

《PLC应用项目工单实践教程》课程授课教案学院电气工程学院任课教师授课题目模块7S7−1500PLC顺序控制设计法的应用项目7.1交通灯控制——单序列结构的基本指令编程方法授课时间长度180分钟授课进度第周，总第节授课对象电气自动化全体学生教学目标知识目标：掌握顺序功能图的组成要素。掌握单序列结构编程方法。技能目标：会使用S7−GRAPH编程器。会根据工艺要求绘制单序列顺序功能图。掌握西门子博途GRAPH顺序功能图程序编辑及调试。教学重点顺序功能图的基本元件单序列结构编程方法教学难点单序列结构编程方法教学手段分析项目教学法多媒体：将整个教学进程用PPT展示；实训系统：软件演示及硬件操作。教学手段：板书多媒体模型□实物标本□挂图□音像□其他□过程设计复习与引导10分钟；授新课内容160分钟；总结与布置作业10分钟；授课类型理论课讨论课□实验实训课练习课□其他□教学步骤设计步骤时间主要任务教室（实训室）活动学生活动目的意图第一步（10分钟）回顾编程方法，引出本节内容提问与引导回顾PLC的编程方法使学生对本项目所需要掌握的知识及具备的技能有一个全面的了解激发学生的学习兴趣。第二步（70分钟）新课讲授讲授顺序功能图的概念和结构S7-GRAP简介、程序构成、执行原则和注意事项认真聆听老师讲授内容，结合操作过程描述对所观察的具体实例展开联想。理解顺序控制的概念掌握顺序功能图的基本元件，顺序功能图的基本结构，掌握S7-GRAPH程序构成，执行原则和注意事项第三步（90分钟）新课讲授讲授S7-GRAPH顺序控制程序的步的各个部分及单序列结构编程方法。通过S7软件演示编程调用基本方法。认真聆听老师讲授内容，结合操作过程描述对所观察的具体实例展开操作。掌握单序列结构编程方法，按照控制要求画出工作流程图和顺序控制功能图，初步完成交通灯控制系统程序编写。第四步（5分钟）讨论与提问引导学生设定话题并讨论学生回顾本次课程并讨论，对存在疑问问题进行提问通过互相学习，更深刻掌握所学内容。第五步（5分钟）总结与布置作业快速展开幻灯片或口述复习随老师总结快速复习，记忆所学内容。总结并布置预习内容内容讲解项目7.1交通灯控制——单序列结构的基本指令编程方法【项目内容】控制要求如下：应用TIA博途GRAPH顺序功能图编程实现交通灯控制。交通灯的动作受开关总体控制，按一下启动按钮，信号灯系统开始工作。交通灯工作时序图如图7-1所示图7-1交通灯工作时序图【项目验收】1.硬件接线是否正确。2.程序是否正确，仿真是否正确3.程序能否正确下载至设备，并会调试4.系统的控制功能是否实现。【项目汇报】按照任务工单填写如下内容，并进行项目的总结与汇报1、基本信息：学生姓名、小组号、实训设备号、场地、日期2、项目功能3、制定工作计划与项目所需实训器材表4、项目实施（1）项目I/O分配（2）原理图绘制及硬件接线（3）TIAPortal软件编程调试5、任务检查，验证工作计划和执行结果，填写项目任务检查表和项目阶段工作记录表作业内容如果该控制系统想增加停止按钮SB2，即当停止按钮按下，结束一个循环，如何编程？

《PLC应用项目工单实践教程》课程授课教案学院电气工程学院任课教师授课题目项目7.2自动洗车控制系统选择序列结构的基本指令编程方法授课时间长度90分钟授课进度第周，总第节授课对象电气自动化全体学生教学目标知识目标：掌握动作中标准动作和事件有关的动作的含义及用法。掌握选择序列编程方法。技能目标：会根据工艺要求绘制选择序列顺序功能图。掌握西门子博途GRAPH顺序功能图程序编辑及调试。。教学重点选择序列应用场合选择序列结构的基本指令编程方法教学难点选择序列结构的基本指令编程方法教学手段分析项目教学法多媒体：将整个教学进程用PPT展示；实训系统：软件演示及硬件操作。教学手段：板书多媒体模型□实物标本□挂图□音像□其他□过程设计复习与引导10分钟；授新课内容70分钟；总结与布置作业10分钟；授课类型理论课讨论课□实验实训课练习课□其他□教学步骤设计步骤时间主要任务教室（实训室）活动学生活动目的意图第一步（10分钟）回顾顺序功能图的概念和结构，引出本节内容提问与引导回顾顺序功能图的概念和结构使学生对本项目所需要掌握的知识及具备的技能有一个全面的了解激发学生的学习兴趣。第二步（70分钟）新课讲授讲授选择序列的应用场合及结构、GRAPH函数块的块接口基本知识。通过S7软件演示编程调用基本方法。认真聆听老师讲授内容，结合操作过程描述对所观察的具体实例展开操作。掌握选择序列结构编程方法，按照控制要求画出工作流程图和顺序控制功能图，初步完成自动洗车控制系统程序编写。第三步（5分钟）讨论与提问引导学生设定话题并讨论学生回顾本次课程并讨论，对存在疑问问题进行提问通过互相学习，更深刻掌握所学内容。第四步（5分钟）总结与布置作业快速展开幻灯片或口述复习随老师总结快速复习，记忆所学内容。总结并布置预习内容内容讲解项目7.2自动洗车控制系统——选择序列结构的基本指令编程方法【项目内容】控制要求如下：洗车过程包含3道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干，示意图如图7−26所示。系统设置“自动”和“手动”两种控制方式。控制要求如下：（1）若方式选择开关Mode置于“手动”方式，按启动按钮Start后，则按下面的顺序动作：首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB1，则执行清水冲洗→按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，则结束洗车作业。（2）若选择方式开关置于“自动”方式，按启动按钮Start后，则自动执行洗车流程：泡沫清洗10s→清水冲洗20s→风干5s→结束→回到待洗状态。（3）任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业图7-2自动洗车控制系统示意图【项目验收】1.硬件接线是否正确。2.程序是否正确，仿真是否正确3.程序能否正确下载至设备，并会调试4.系统的控制功能是否实现。【项目汇报】按照任务工单填写如下内容，并进行项目的总结与汇报1、基本信息：学生姓名、小组号、实训设备号、场地、日期2、项目功能3、制定工作计划与项目所需实训器材表4、项目实施（1）项目I/O分配（2）原理图绘制及硬件接线（3）TIAPortal软件编程调试5、任务检查，验证工作计划和执行结果，填写项目任务检查表和项目阶段工作记录表作业内容如果该项目需要添加维修检测环节，即当维修按钮按下，该系统进入维修检测状态。维修检测状态的要求是，按下检测按钮，三台电动机同时运行，按下维修停止按钮，三台电动机同时停止，如何编写程序？

《PLC应用项目工单实践教程》课程授课教案学院电气工程学院任课教师授课题目项目7.3灌装生产线控制并行序列结构的基本指令编程方法授课时间长度90分钟授课进度第周，总第节授课对象电气自动化全体学生教学目标知识目标：掌握动作中的定时器和计数器。掌握并行序列编程方法技能目标：会根据工艺要求绘制并行序列顺序功能图。掌握西门子博途GRAPH顺序功能图程序编辑及调试。教学重点动作中的定时器和计数器的使用并行序列结构的基本指令编程方法教学难点并行序列结构的基本指令编程方法教学手段分析项目教学法多媒体：将整个教学进程用PPT展示；实训系统：软件演示及硬件操作。教学手段：板书多媒体模型□实物标本□挂图□音像□其他□过程设计复习与引导10分钟；授新课内容70分钟；总结与布置作业10分钟；授课类型理论课讨论课□实验实训课练习课□其他□教学步骤设计步骤时间主要任务教室（实训室）活动学生活动目的意图第一步（10分钟）回顾顺序功能图的基本结构，引出本节内容提问与引导回顾顺序功能图的基本结构使学生对本项目所需要掌握的知识及具备的技能有一个全面的了解激发学生的学习兴趣。第二步（70分钟）新课讲授讲授与事件有关的动作、动作中的计数器和定时器，GRAPH的测试功能，GRAPH程序的操作模式。通过S7软件演示编程调用基本方法。认真聆听老师讲授内容，结合操作过程描述对所观察的具体实例展开操作。掌握并行列结构编程方法，按照控制要求画出工作流程图和顺序控制功能图，初步完成灌装生产线控制系统程序编写，能在各种操作模式下进行测试。第三步（5分钟）讨论与提问引导学生设定话题并讨论学生回顾本次课程并讨论，对存在疑问问题进行提问通过互相学习，更深刻掌握所学内容。第四步（5分钟）总结与布置作业快速展开幻灯片或口述复习随老师总结快速复习，记忆所学内容。总结并布置预习内容内容讲解项目7.3灌装生产线控制——并行序列结构的基本指令编程方法【项目内容】控制要求如下：以灌装生产线为例，完成顺序功能图的并行分支程序设计如图7-3所示为某流质饮料灌装生产线的示意图，在传送带上设有灌装工位和封盖工位，能自动完成饮料的灌装及封盖操作。传送带由电动机M1驱动，传送带上设有灌装工位工件传感器SE1、封盖工位工件传感器SE2和传送带定位传感器SE5。（1）按动启动按钮Start，传送带M1开始转动，若定位传感器SE5动作，表示饮料瓶已到达一个工位，传送带应立即停止。（2）在灌装工位上部有一个饮料罐，当该工位有饮料瓶时，则由电磁阀LT1对饮料瓶进行3s定时灌装（传送带已定位）。（3）在封盖工位上有2个单作用气缸（A缸和B缸），当工位上有饮料瓶时，首先A缸向下推出瓶盖，当SE3动作时，表示瓶盖已推到位，然后B缸开始执行压接，1s后B缸打开，再经1s后A缸退回，当SE4动作时表示A缸已退回到位，封盖动作完成。（4）瓶子的补充及包装，假设使用人工操作，暂时不考虑。（5）按下停止按钮，在处理完当前周期的剩余工作后，系统停止在初始状态，等待下一次启动。图7-3灌装生产线【项目验收】1.硬件接线是否正确。2.程序是否正确，仿真是否正确3.程序能否正确下载至设备，并会调试4.系统的控制功能是否实现。【项目汇报】按照任务工单填写如下内容，并进行项目的总结与汇报1、基本信息：学生姓名、小组号、实训设备号、场地、日期2、项目功能3、制定工作计划与项目所需实训器材表4、项目实施（1）项目I/O分配（2）原理图绘制及硬件接线（3）TIAPortal软件编程调试5、任务检查，验证工作计划和执行结果，填写项目任务检查表和项目阶段工作记录表作业内容如果要求在任何时候按停止按钮Stop，应立即停止正在执行的工作：传送带电动机停止、电磁阀关闭、气缸归位，如何实现？

《PLC应用项目工单实践教程》课程授课教案学院电气工程学院任课教师授课题目项目7.4小车往复运动控制——顺控器的监视及互锁控制编程法授课时间长度180分钟授课进度第周，总第节授课对象电气自动化全体学生教学目标知识目标：掌握互锁条件的编写方法。掌握监控条件的编写方法。技能目标：会应用互锁条件及监控条件。能编写具有互锁条件及监控条件GRAPH顺序功能图程序，并进行调试。教学重点互锁条件及监控条件的应用教学难点互锁条件及监控条件的程序编写教学手段分析项目教学法多媒体：将整个教学进程用PPT展示；实训系统：软件演示及硬件操作。教学手段：板书多媒体模型□实物标本□挂图□音像□其他□过程设计复习与引导10分钟；授新课内容160分钟；总结与布置作业10分钟；授课类型理论课讨论课□实验实训课练习课□其他□教学步骤设计步骤时间主要任务教室（实训室）活动学生活动目的意图第一步（10分钟）回顾顺序功能图时的注意事项，引出本节内容提问与引导回顾顺序功能图时的注意事项使学生对本项目所需要掌握的知识及具备的技能有一个全面的了解激发学生的学习兴趣。第二步（160分钟）新课讲授讲授互锁条件及监控条件知识。通过S7软件演示编程调用基本方法。认真聆听老师讲授内容，结合操作过程描述对所观察的具体实例展开进行硬件接线、软件编程并完成调试。掌握互锁条件及监控条件，按照控制要求画出工作流程图和顺序控制功能图，初步完成小车往复运动控制系统程序编写。第三步（5分钟）讨论与提问引导学生设定话题并讨论学生回顾本次课程并讨论，对存在疑问问题进行提问通过互相学习，更深刻掌握所学内容。第四步（5分钟）总结与布置作业