PLC编程与应用（西门子）电子教案 项目五任务1：两个S7-1200PLC之间的通信教案

课题授课教案一、教案头序号：本次课题项目五任务一：两个S7-1200PLC之间的通信授课教师审阅授课时间课时授课班级知识目标1、学会西门子PLC网络通信的相关知识。2、学会S7-1200PLC的PUT、GET通信指令的功能和使用方法。3、能根据PLC通信控制要求设计电路，并分配I/O口地址。能力目标1、能熟练操作西门子PLC编程软件，并掌握西门子PLC通信指令使用方法。2、能按照PLC通信控制电路要求连接电路，并编写PLC软件程序。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“因可势，求易道，故用力寡而功名立”的良好习惯。教学重点、难点重点1、能理解GET和PUT指令功能和结构。2、能正确应用GET和PUT指令。难点1、GET和PUT指令的应用。2、PLC通信组态的参数设置。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4、实训连接导线若干5、Profilnet通讯电缆二、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在某企业的自动化生产线上，实现多个生产制造环节的有序加工，需要对各个生产设备进行组态连接，组成一个可以将各种生产信息实现互联互通的加工制造网络。本次课，我们学习如何使用西门子S7-1200PLC完成通信控制，并掌握通信指令的结构和应用。利用某自动化生产线视频演示学生观看视频任务资讯知识点1：西门子PLC的PROFINET接口通信技术1.西门子通信技术（1）在IEEE协会的作用下，将国际上主要使用的几种通信协议进行汇总，并制定出通信协议标准，简称IEEE802标准。在该通信标准内，主要包括CSMA/CD通信协议、令牌总线和令牌环三种.（2）IEC协会现场总线定义内容是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线”。（3）西门子公司支持并采用的现场总线标准包括有类型3（PROFIBUS）和类型10（PROFINET）两种类型。（4）西门子公司在通信技术应用领域当中，其主要采用的是基于工业以太网网络和现场总线网络两种模式。其中，PROFINET网络通信技术是基于工业以太网网络实现的一种网络通信模式；PROFIBUS网络通信技术是基于开放式现场总线网络模式。2.PROFINET接口通信技术（1）西门子公司的PROFINET接口通信技术是基于工业以太网的现场总线标准，它的类型号为10，是一种开放的工业以太网标准。（2）西门子PLC设备利用其支持的PROFINET接口通信技术，可以直接连接到工业以太网上面，进行数据高速交互处理。（3）西门子PLC设备采用PROFINET接口通信技术和工业以太网网络，依靠符合RJ45接口标准以太网电缆，能够可以实现同时与其他西门子PLC、HMI（触摸屏）和上位机设备进行数据通信服务。利用多媒体设备进行授课学生观看课程内容，掌握基础知识步骤教学内容教师活动学生活动任务资讯知识点2：GET指令和PUT指令1.指令功能GET指令和PUT指令。该指令可用于本地PLC1通过PROFINET或PROFIBUS等通信协议连接设备与其他指定的伙伴PLC2的CPU进行组态伙伴连接，并根据西门子PLC的S7通信协议内容，实现在两个或两个以上的PLC之间的数据交互式通信处理功能，并能够在指定的伙伴PLC2的CPU内当中读取（GET指令）或写入（PUT指令）数据信息。图1、GET指令模块图图2、PUT指令模块2.指令结构PUT和GET通信指令主要包括输入部分“EN、REQ、ID、ADDR_1、RD_1、SD_1”，输出部分“END、NDR、DONE、ERROR、STATUS”，以及指令名称等几部分。（1）EN：输入信号，数据类型为BOOL。指令接通后，表示指令可准备运行工作。（2）REQ：输入信号，数据类型为BOOL。当检测到端口输入信号由低电平变为高电平后，指令开始运行，读取一次数据。（3）ID：输入信号，数据类型为16进制数据。PLC组态的ID网络组态地址，可在PLC属性中查询到。（4）ADDR＿1：输入信号，数据类型为指针型。伙伴PLC2的读取或写入数据存储区域。若采用多数据存储区，可扩展至ADDR＿4，共4组。（5）RD＿1/SD＿1：输入信号，数据类型为指针型。本地PLC1的读取（RD）或写入（SD）数据存储区域。若采用多数据存储区，可扩展至RD＿4或SD＿4，共4组。（6）ENO：输出信号，数据类型为BOOL。如果指令运行时无错误，有信号从该端口输出。（7）NDR/DONE：输出信号，数据类型为BOOL。读取（NDR）或写入（DONE）指令运行结束，该端口发出高电平信号；若指令运行未结束，发出低电平信号。（8）ERROR：输出信号，数据类型为BOOL。判断指令运行是否有运行错误报警信号。若出现报警，该端口发出高电平信号；若未出现报警，发出低电平信号。（9）STATUS：输出信号，数据类型为16进制数据。利用多媒体设备演示，指导学生理解西门子通信指令学生观看课程内容，掌握通信指令基本知识步骤教学内容教师活动学生活动任务资讯3.指令应用（1）指令调用1）打开西门子V13编程软件，在右侧指令树目录中找到“通信”文件夹，打开后可以看到几种常用的通信类指令，包括分别“S7通信”、“开放式用户通信”、“WEB服务器”、“其他”、“通信处理器”和“远程服务”等6项通信功能指令文件夹。打开“S7通信”文件夹后，画面显示GET指令和PUT指令。2）选择通信指令GET（或PUT）后，系统会自动生成一个指令“调用选项”确认窗口。3）点击“确定”后，系统会在主程序当中自动产生一个GET指令（或PUT指令）。同时，在右侧的“项目树”里自动生成一个DB数据块。教师指导学生打开西门子PLC编程软件，并正确调用GET和PUT通信指令通过理解教师授课内容，学生自主完成西门子PLC编程软件应用和GET和PUT通信指令调用步骤教学内容教师活动学生活动任务资讯（2）举例说明1）将两台PLC设备进行组态连接。2）设定通信指令的组态参数。3）编写PLC1和PLC2程序（略）4.注意事项：（1）GET指令或PUT指令只在本地PLC1当中调取使用即可，而伙伴PLC2仅作为服务器设备，可不用在PLC2当中编写GET指令或PUT指令程序。（2）通信指令一次只能执行一个数据的读取（GET）或写入（PUT）功能，只有本次通信内容执行结束后，才可以执行下一组数据的读取或写入。（3）本地PLC1与伙伴PLC2的S7通信网络“ID”地址必须一致，否则，两个PLC无法进行数据通信。（4）GET指令或PUT指令使用需要在PLC属性当中设定生效，否则PLC无法主动进行通信连接。设定方法：在“设备视图”界面，分别选中PLC1或PLC2。在PLC1或PLC2的“常规”标题下选中“保护”，在“保护”内容界面的“连接机制”和“运行从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信访问”的方格“□”内写入对勾“√”。教师指导学生利用GET和PUT通信指令编写简单案例程序通过理解教师授课内容，学生自主完成通信指令案例的编写和调试工作步骤教学内容教师活动学生活动任务实施（1）任务分析PLC1控制要求：1）利用PUT指令和GET指令，实现对PLC2的启停控制功能；2）对PLC2的运行状态监视，PLC2正常运行时PLC1亮绿灯，PLC2故障时PLC1亮红灯。PLC2控制要求：1）向PLC1反馈运行状态信息；2）接收PLC1的控制要求，PLC1要求PLC2启动时亮绿灯，PLC1要求PLC2停止时亮红灯。（2）I/O地址分配表（略）（3）硬件接线图（4）编写梯形图程序1）建立新项目。打开西门子V13编程软件，创建新项目，项目名称为“两台S7-1200PLC之间的通信”，点击“创建”，系统自动生成新的工程项目。2）添加两个新的PLC设备。点击选择“打开项目视图”，进入项目主界面。在界面左侧的“项目树”内找到“添加新设备”，进入的“添加新设备”对话框里，找到本次任务所用PLC的CPU型号。两个PLC的CPU都选择为“1214CAC/DC/Rly”，点击“确定”后自动生成新的PLC。3）建立两个PLC的通信组态网络。点击进入到“网络视图”界面，用鼠标选中PLC1的PROFINET接口，拖动鼠标至PLC2的PROFINET接口上，自动生成名为“PN/IE_1”的通信组态网络。分别进入PLC1和PLC2的属性界面，在在“保护”内容界面的“连接机制”和“运行从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信访问”的方格“□”内写入对勾“√”。4）编写PLC1和PLC2程序。（略）教师布置本次学生实习任务，巡回指导学生编写任务程序通过理解教师授课内容，学生自主完成通信指令任务内容的编写和调试工作步骤教学内容教师活动学生活动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。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