hi,小慕
PLC应用技术
第4次开课
开课时间: 2025年02月19日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3
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课程评价(93)
spContent=《PLC应用技术》作为高职院校学生和企业技术人员的PLC入门课程,以西门子S7-200 SMART和S7-1200 PLC为主体内容,结合大量的实践案例展开,聚焦于PLC的基本指令编程、功能指令应用,PLC的运动控制及网络通信技术等。本课程设计和搭建的实践项目贴近企业生产实际,如电动机的PLC控制、彩灯的PLC控制、气动冲压机的PLC控制、物料分拣系统的PLC控制、水塔水位的PLC控制、PLC的以太网通信等。课程网站上传的数字化资源丰富,微课视频108个,仿真动画25个,发布文档资料100个,富文本资源80个,随堂测试和单元测验104个,主客观题目300多道。在线学习资源中视频、动画、虚拟仿真类资源占比大于50%。 本课程所用教材:《PLC应用技术》(第二版),ISBN:9787113305307,主编:刘媛媛,武彩霞,出版社:中国铁道出版社有限公司,2023.10, 获评江苏省”十四五“职业教育规划教材。课程对接的职业类资格证书:可编程序控制系统设计师、维修电工、德商会AHK证书等。
《PLC应用技术》作为高职院校学生和企业技术人员的PLC入门课程,以西门子S7-200 SMART和S7-1200 PLC为主体内容,结合大量的实践案例展开,聚焦于PLC的基本指令编程、功能指令应用,PLC的运动控制及网络通信技术等。本课程设计和搭建的实践项目贴近企业生产实际,如电动机的PLC控制、彩灯的PLC控制、气动冲压机的PLC控制、物料分拣系统的PLC控制、水塔水位的PLC控制、PLC的以太网通信等。课程网站上传的数字化资源丰富,微课视频108个,仿真动画25个,发布文档资料100个,富文本资源80个,随堂测试和单元测验104个,主客观题目300多道。在线学习资源中视频、动画、虚拟仿真类资源占比大于50%。 本课程所用教材:《PLC应用技术》(第二版),ISBN:9787113305307,主编:刘媛媛,武彩霞,出版社:中国铁道出版社有限公司,2023.10, 获评江苏省”十四五“职业教育规划教材。课程对接的职业类资格证书:可编程序控制系统设计师、维修电工、德商会AHK证书等。
—— 课程团队
课程概述

 

在生产制造企业中,智能化生产设备和流水线应用越来越广泛,这些设备能够按照控制要求井然有序工作,这离不开设备上的各类检测元件、执行元件,还有一个重要的控制器-可编程控制器-我们简称为PLC。PLC作为智能设备的大脑,发挥着和人脑一样的作用,它时刻响应各输入点的状态变换,根据程序控制要求更新输出口执行元件的状态。PLC不仅可以实现逻辑运算、数学运算、模数转换,还具有PID处理、通讯处理等功能,可以说,PLC在很多方面功能强于我们的大脑,所以它才可以把一条复杂的流水线控制的如此听话!

  《PLC应用技术》是机电、电气类专业的一门核心专业课程,适合于PLC初学者和技术人员进行自学,本课程以西门子S7-200 SMART和S7-1200PLC为主体,以具体的实践项目为载体讲授PLC的基本知识、PLC的逻辑指令、PLC的部分功能指令,PLC的运动控制及网络通信技术等。 本着由简到繁、循序渐进的原则确定8个章节的内容。其中第1-6章为基础知识学习和编程指令训练,第7-8章为PLC应用提高部分,涵盖PLC运动控制和通信控制等,供学有余力的同学选学。

课程的知识和技能目标设置服务于学生的岗位能力培养,如机电设备调试工需要具备正确使用电工工具、识读电气图纸完成电路接线、熟练使用编程软件和识读PLC程序、以及控制系统调试及故障排查能力等。课程教学项目选取紧跟控制技术发展的最新趋势,内容融合了机电控制中电动、气动、检测传感、网络通信等多方面的知识,如来源于博世汽车部件有限公司的“气动冲压机的PLC控制”和“物料分拣装置的PLC控制”是比较典型的企业综合应用案例。项目任务的开展重点训练学生的实践技能,以电机启停的PLC控制为例,学生分小组从:元器件领取、线槽导轨制作安装、元器件布局、安装布线、电路检测、电路调试等环节展开。

    课程网站上传的数字化资源丰富,微课视频108个,仿真动画25个,发布文档资料100个,富文本资源80个,随堂测试和单元测验104个,主客观题目300多道。在线学习资源中视频、动画、虚拟仿真类资源占比大于50%。

    本课程所用教材:《PLC应用技术》(第二版),ISBN:9787113305307,主编:刘媛媛,武彩霞,出版社:中国铁道出版社有限公司,2023.10, 获评江苏省”十四五“职业教育规划教材。课程对接的职业类资格证书:可编程序控制系统设计师、维修电工、德商会AHK证书等。

同学们,让我们一起开始PLC的学习之旅吧!

授课目标

通过该课程的学习,使学生熟悉PLC控制的基本知识与基本技能,初步形成解决生产现场实际问题的应用能力;培养学生的思维能力和科学精神,培养学生学习新技术的能力;提高学生的综合素质,培养创新意识。

  • 知识目标

掌握PLC的硬件组成、内存结构,理解PLC的输入/输出接线方法、编程语言;

掌握西门子编程软件的使用,理解程序的输入、下载、修改和在线调试等功能;

掌握西门子PLC的位逻辑指令、定时器指令、计数器指令,理解程序运行的原理,可以根据控制要求编写程序;

了解西门子PLC的传送类指令、整数计算指令及子程序调用指令,理解指令操作的原理可以根据控制要求编写简单程序。

  • 技能目标

能正确使用常用电工工具,按照电路图正确接线;

能读懂并画出PLC控制电路图;

能够根据控制要求绘制流程图,并编写PLC程序进行调试;

能够对生产现场的各类机械设备进行分析并提出PLC解决方案,开展PLC系统的设计、调试工作;

能够通过一种类型PLC的应用迁移到另一种类型的PLC应用,对不同类型PLC的内存分配、输入输出端子及指令系统具有较强的理解运用能力。

  • 职业素养目标

培养独立思考的学习习惯;

具有良好的团队合作意识;

增强学生的分析问题、解决问题和实践动手能力;

在实际工作中能创造性地完成各项任务;

熟悉安全规范、安全生产与环境保护的相关规定及内容。

课程大纲
S7-200 SMART PLC的应用基础
课时目标:西门子S7系列PLC在中国市场上应用非常广泛,其中S7-200 SMART作为小型PLC的代表,是一款适合初学者学习的PLC。其结构简单、功能齐全,STEP7编程软件和仿真软件容易掌握,本章节学习S7-200 SMART 系列PLC的基本应用技术,包括PLC的工作原理和硬件组成,PLC的内存结构、寻址方法及外部接线,STEP7软件的布尔指令、编程方法、离线和在线调试等。
1.1 认识可编程控制器
1.2 认识S7-200 SMART系列PLC
1.3 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件的应用
交流电动机的PLC控制
课时目标:三相交流异步电动机在机电设备中应用很广泛,是最常用的控制动力源。本章节将介绍电动机正反转、星三角减压启动、三级输送线的PLC控制。在讲解中,每个控制项目都制作了实物对象,提供了丰富的视频资源供学习者参考。在第1节中详细分解了电机正反转控制实物的制作、调试过程,两种类型CPU的电气原理图进行了分析和比较,在第2节中介绍了定时器指令及其应用,在第3节中讲解了三级输送线的启停控制。
2.1 电动机正反转的PLC控制
2.2 电动机星三角减压启动的PLC控制
2.3 三级输送线的PLC控制
灯的PLC控制
课时目标:在日常生活中彩灯、霓虹灯的循环点亮是经常见到的,因PLC价格高,用它控制彩灯顺序点亮并不是可取的方法,但利用PLC指令编写程序控制彩灯按较复杂的逻辑工作,可以培养初学者的编程理念,这也是本章节编写的初衷。第1节中分析了顺序加循环的编程方法、输出口编程注意事项及TONR定时器的应用,第2节介绍了十字路口交通灯的编程及调试,第3节讲解了抢答器的工作过程、数码管的编程及应用等。
3.1 灯的循环计数PLC控制
3.2 锁相续启及路口交通灯PLC控制
3.3 六路抢答器的PLC控制
气动设备的PLC控制
课时目标: 机电设备上常用的两大动力源,一是电机驱动(直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等),二是液气压传动(气动传动、液压传动)。第二章讲解了交流电机的PLC控制,本章节主要介绍气动设备的PLC控制,主要包括气动回路的基本构成、磁开关工作过程、气动控制阀(单电控阀和双电控阀)的工作过程及PLC编程、气动顺序控制的PLC编程等。
4.1 气动冲压机的PLC控制
4.2 物料分拣装置的PLC控制
4.3 气动机械手的PLC控制
S7-1200PLC的应用基础
课时目标: S7-1200是目前西门子公司主推的小型PLC控制产品,其应用软件-TIA博途软件集成度高,可用于西门子300、1200、1500系列PLC,HMI产品等的控制。本章开始介绍S7-1200PLC硬件和TIA博途软件。第1节主要介绍西门子S7-1200PLC的硬件结构、特点,安装接线等;第2节全面讲解了博途软件的安装、项目创建、硬件组态、程序结构等知识,通过本节会对博途有深入理解;第3节讲解位逻辑指令,并结合实例分析了项目创建、下载调试的过程。
5.1 认识西门子S7-1200
5.2 西门子TIA 博途软件
5.3 TIA博途编程指令及项目创建
S7-1200PLC的项目实例
课时目标:本章结合3个应用实例讲解S7-1200PLC的硬件组态和软件编程技术。第1节讲解水塔水位的PLC控制,利用计数器模拟水位的递增过程;第2节讲解液体混料的PLC控制,在程序块中调用函数FC;第3节模拟仿真全自动洗衣机的PLC控制过程。
6.1 水塔水位的PLC控制
6.2 液体混料装置的PLC控制
6.3 全自动洗衣机的PLC控制
西门子PLC的运动控制及相关应用(选学)
课时目标:本部分围绕西门子PLC的运动控制展开,讲解变频调速控制、伺服电机控制及PLC与ABB机器人的I/O通信控制等。本部分作为选学部分,供学有余力的同学选学。
7.1 三相异步电动机的变频调速控制
7.2 伺服工作台的位移控制
7.3 ABB机器人的运动控制
西门子PLC的以太网通信控制(选学)
课时目标:本部分围绕西门子PLC的以太网通信技术展开,讲解S7通信、PROFINET通信及开放式用户通信等。本部分作为选学部分,供学有余力的同学选学。
8.1 西门子PLC的S7通信
8.2 西门子PLC的PROFINET通信
8.3 西门子PLC的开放式用户通信
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预备知识

学习者需要具备以下专业知识: 需要以《电工技术》、 《电机与电气控制》、《液压与气压传动》、《检测与传感技术》、 《电机控制线路安装与调试》等课程的学习为基础,也是进一步学习《工控网络与组态技术》、《智能设备故障诊断与维修》等课程的基础。

参考资料

[1] S7-200 SMART系统手册 [Z],西门子(中国)有限公司,2021年.

[2] 西门子S7-200 SMART PLUS 技术参考[Z],西门子(中国)有限公司,2021年.

[3] SIMATIC S7-1200入门手册[Z],西门子(中国)有限公司,2015.

[4] SIMATIC S7-1200系统手册[Z],西门子(中国)有限公司,2015.

[5] 乌尔里希 菲舍尔,简明机械手册[M],长沙:湖南科学技术出版社,2009.

[6] 崔文,ABB机器人与西门子PLC的Profinet通讯应用[J],变频器世界,2016(10):101-104.

[7] 王天然,刘海波,自动化制造系统的产生与发展[J],信息与控制,2000(6):481-487.

[8] 陈世剑,罗辉利,蒋彬,探析自动化在工业控制中的应用[J],化工管理,2013(18):87-88.

[9] 吕景泉主编,自动化生产线安装与调试[M],北京:中国铁道出版社,2008.

[10] 孙涛主编,液压与气动技术[M],长沙:中南大学出版社,2010.

[11] 汇川MD200系列通用变频器用户手册[Z],汇川技术股份有限公司,2019.


常见问题

Q:西门子S7-200SMART PLC程序如何转换成200的程序呢?

A:1. 在S7-200 SMART软件中,右键单击“程序块”,执行导出命令,将程序保存为*.awl文件。在S7-200 的软件中,右键单击“程序块”,执行导入命令,将*.awl文件还原为程序。2. 可以同时打开两个软件,通过剪贴板相互传递程序段。


Q:西门子S7-200SMART PLC编译程序正常,下载时报错非致命错误,如何解决?

A:编辑只能编译出编写的程序不符合编程原则的错误,下载时出现非致命错误的提示可在软件中PLC菜单中的信息中查看记录的错误信息情况


Q:S7-200PLC的程序可以用S7-200SMART PLC的编程软件打开吗?

A:S7-200 SMART的编程软件可以直接打开S7-200的程序。但是反过来S7-200的编程软件不能直接打开S7-200 SMART的程序。


Q:西门子S7-200SMART PLC本身集成的458口和变频器通信,在信号板扩展一个485口和1200RTU通信,信号板可以做主站嘛?

A:可以,西门子S7-200SMART PLC信号板可以做主站。


Q:西门子S7-200SMART PLC编程软件无法启动提示s7epaapi.dll丢失?

A:从百度下载这个文件,放在系统盘也就是C盘,如果您的系统是64位的请将32位的dll文件复制到C:\Windows\SysWOW64目录即可。


Q:西门子S7-200SMART PLC 下载是报端口无法打开或者正被其他应用程序使用?

A:在电脑右键---管理---服务和应用程序---服务----SIMATIC S7DOS Help Service,看该服务项是否已启动,若未启动选择启动即可。


Q:西门子S7-200SMART PLC编程软件打开提示(指定的文件是无效项目文件)?

A:这种情况可能是当前软件版本比写程序的软件版本低,低版本的软件通常是无法打开高版本软件编写的程序的。


Q:装完博图,再装西门子S7-200SMART PLC编程软件有没有冲突?

A:没有冲突,可以安装。

无锡科技职业学院
1 位授课老师
刘媛媛

刘媛媛

教授

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