PLC编程与应用（西门子）电子教案 项目二 任务2：用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路

课题授课教案一、教案头序号：本次课题项目二任务二：用PLC改造三相异步电动机正反转控制线路授课教师审阅授课时间课时授课班级知识目标1.学会置位/复位指令的功能和使用方法；2.学会边沿检测指令的功能和使用方法；3.学会联机调试PLC程序的方法。能力目标1.能根据控制要求分配PLC的输入输出端口；2.会根据输入输出端口完成线路的设计和安装；3.能选择PLC指令完成梯形图程序的编写，掌握上升沿下降沿指令和置位复位等基本位逻辑指令；4.完成PLC程序的联机调试。情感目标1.培养善于独立思考、交流沟通的协作能力；2.培养学习兴趣，树立积极乐观的学习态度；3.树立自信心，增强克服困难的意志，养成和谐和健康向上的品格。4.使学生养成“见人善，即思齐。纵去远，以渐跻。见人恶，即内省。有则改，无加警。”的良好习惯。教学重点、难点重点1.置位/复位指令的功能和使用方法；2.边沿检测指令的功能和使用方法。难点1.置位复位指令、边沿检测指令的理解与应用；2.程序设计。教学准备1、西门子S7-1200可编程控制器实训装置，主机模块2、电脑一台（具有PROTALV13软件平台）3、24V直流电源、交流220V电源各一处4、实训连接导线若干5、Profilnet通讯电缆一根二、教学设计步骤教学内容教师活动学生活动课前检查1、检查学生的劳保服装。2、检查学生的出勤情况并做好记录。3、强调实习安全。督导检查做好记录学生自检互检情景引入三相异步电动机正反转控制线路由主电路和辅助电路两部分组成，能够实现异步电动机的正反转控制，此外该电路还具有短路保护和过载保护的功能。本课题应用西门子S7-1200型PLC改造此三相异步电动机正反转控制线路，要求不改变原先的控制面板，保持系统原有的外部特性，即改造完成后工作人员不需要改变长期形成的操作习惯。引导学生复习思考回顾控制线路任务咨讯知识点1：置位和复位指令置位和复位指令属于S7-1200PLC的位逻辑指令，在博图平台中，通过“指令”—“基本指令”—“位逻辑运算”指令文件夹可以调用该指令。使用“置位输出”指令，可将指定操作数的信号状态置位为“1”。使用“复位输出”指令将指定操作数的信号状态复位为“0”。置位输出指令与复位输出指令最主要的特点是有记忆和保持功能。置位和复位指令每次使用时大部分的情况下都是成对出现的，只要我们在程序一个地方使用了置位，在程序的另一个地方就会用到复位。知识点2：置位位域和复位位域指令置位位域指令：使用“置位位域”指令对从某个特定地址开始的多个位进行置位。指令说明：可使用值<操作数1>指定要置位的位数。要置位位域的首位地址由<操作数2>指定。如果值<操作数1>大于所选字节的位数，则将对下一字节的位进行置位。复位位域指令：使用“复位位域”指令，可对从某个特定地址开始的多个位进行复位。指令说明：可以使用<操作数1>的值来指定要复位的位数。要复位的第一个位的地址由<操作数2>指定。如果<操作数1>的值大于所选字节的位数，将复位下一字节中的位。知识点3：置位/复位触发器与复位/置位触发器置位复位触发器指令，如图2-2-9所示。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”，则指定的操作数将复位为“0”。图2-2-9置位复位触发器指令输入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”。如果两个输入S和R1的信号状态都为“0”，则不会执行该指令。因此操作数的信号状态保持不变。操作数的当前信号状态被传送到输出Q，并可在此进行查询。使用“复位置位触发器”指令，如图2-2-10所示。根据R和S1输入端的信号状态，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”。图2-2-10复位置位触发器指令输入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”。如果两个输入R和S1的信号状态都为“0”，则不会执行该指令。因此操作数的信号状态保持不变。知识点4：边沿检测指令边沿检测指令有负跳沿检测（下降沿检测）指令和正跳沿检测指令（上升沿检测）指令。上升沿指令下降沿指令下降沿检测指令能够检测信号从1变为0时的下降沿，并保持RLO=1一个扫描周期。每个扫描周期期间，都会将RLO位的信号状态与上一个周期获取的状态比较，以判断是否改变。上升沿检测指令检测能够信号从0变为1时的状态，并保持RLO=1一个扫描周期。每个扫描周期期间，都会将RLO位的信号状态与上一个周期获取的状态比较，以判断是否改变。知识点5：辅助继电器M辅助继电器相当于继电-接触器控制系统中的中间继电器，辅助继电器线圈与输出继电器线圈一样，由PLC内部各软元件的触点驱动，用文字符号“M”表示。辅助继电器有无数对常开和常闭触点供用户编程使用，使用次数不受限制。由于辅助继电器是用软元件实现的，它们不能接收外部输入信号，只能在PLC内部程序（梯形图）中使用，不能对外驱动外部负载，在PLC梯形图中起到逻辑变换和逻辑记忆的作用。辅助继电器分为通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。通用辅助继电器：这些辅助继电器只能在PLC内部起辅助作用，在使用时，它除了不能驱动外部负载外，其他功能与输出继电器非常类似。断电保持辅助继电器：某些控制系统要求记忆电源中断瞬时的状态，重新通电后再现其状态，断电保持辅助继电器就可以应用于这种场合。（3）特殊用辅助继电器分为两种，一种只用它的触点，一种只用它的线圈。知识点6:联机调试PLC的程序常用的联机调试PLC程序的方法有以下两种：使用在线调试功能监视程序执行状态可以在LAD编辑器中监视各变量的状态。使用编辑器栏显示LAD编辑器。使用编辑器栏，可以在打开的编辑器之间切换视图，而无需打开或关闭编辑器。在LAD编辑器的工具栏中，单击“接通/断开监视”(Monitoringon/off)按钮，以显示用户程序的状态。2.使用监视表格进行监视在CPU执行用户程序时，用户可以通过监视表格监视或修改变量值。使用“修改”(Modify)功能可以更改变量的值。但是“修改”(Modify)功能对输入(I)或输出(Q)不起作用，这是因为CPU会更新I/O，并在读取已修改的值之前覆盖所有的已修改值。讲解讲解引导学生与置位复位指令比较讲解讲解对比讲解引导学生联系中间继电器软件操作聆听对比理解记忆聆听理解聆听理解聆听理解对比理解观察学习任务实施任务布置三相异步电动机正反转PLC控制线路如图所示，请分析改电路的控制功能，实现PLC控制三相电机正反转控制的改造。要求绘制实际PLC接线图，设定I/O分配表，编写并调试程序。图2-2-20三相异步电动机正反转PLC控制线路任务实施（1）任务分析任务分析功能要求：按下正转启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，主触头吸合，三相异步电动机正转运行。按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈失电，主触头断开，电机停止运行；再按下反转启动按钮SB3，接触器KM2线圈得电，主触头吸合，电机反转运行。按下停止按钮SB1，接触器KM2线圈失电，主触头断开，电机停止运行。（2）设置PLC的I/O地址和变量表（3）硬件接线图PLC电路连接原理图，如下图所示。PLC电路连接原理图①使用启保停结构的经验设计法②使用置位复位指令图2-2-26双重互锁环节的电动机正反转控制程序布置任务巡回指导记录分析小组讨论任务实施巡回指导在学生操作过程中，教师检查学生实习位置、操作姿势、操作方法、安全文明生产和元器件质量、数量等是否正确，如有不正确应及时纠正。认真做好个别指导、集体指导，同时做好过程评价。指导评价任务实施总结评价1、对当次实习操作的具体情况进行总结，对任务过程中学生普遍出现的问题进行讲解答疑。2、实习结束时，检查学生实习进度，是否按7S标准要求清扫现场和做好仪器仪表、工具的维修保养，清点元器件板件的数量等。3、针对本次课题的知识难点进行总结，并点评