spContent=《PLC控制系统编程与调试》是机电类等专业的一门专业核心课程。课程以西门子S7-1200小型PLC为例,主要介绍PLC编程、仿真与调试。另外课程还涉及西门子人机界面(精简面板)及变频器(G120C)的技术应用。PLC编程灵活、可靠性高、使用方便,能适应恶劣的工业环境,是现代工业控制三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一。课程提供丰富实用的在线教学资源,如PPT、教案、教学视频、动画模拟等。
《PLC控制系统编程与调试》是机电类等专业的一门专业核心课程。课程以西门子S7-1200小型PLC为例,主要介绍PLC编程、仿真与调试。另外课程还涉及西门子人机界面(精简面板)及变频器(G120C)的技术应用。PLC编程灵活、可靠性高、使用方便,能适应恶劣的工业环境,是现代工业控制三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一。课程提供丰富实用的在线教学资源,如PPT、教案、教学视频、动画模拟等。
—— 课程团队
课程概述
当今社会,市场经济使得工业企业竟争愈发激烈,迫使工业企业“开源节流”,开源是为了提高生产效率,增加企业收入。提高生产效率靠什么呢?得靠机械设备的自动化。那又如何“节流”呢?让工人不吃不喝节省开支?这显然也是行不通的,但可以通过自动化改造减少劳动力!解决方案还是从机械设备上着手,提高工厂自动化、生产自动化。这是工业发展大势所趋。
工厂自动化、生产自动化的核心控制器就是PLC。PLC及其周边的产品在工业自动化领域有着不可替代的绝对优势。PLC的周边产品包括人机界面、步进电机、伺服电机、变频器等。人机界面作为PLC的终端,有着人与机械实现轻松对话的功能;步进电机、伺服电机作为执行机构可实现精确的运动定位;变频器作为三相交流异步电动机的驱动器,应用也已普及。PLC及其相关自动化产品的出现,诞生了一个正在茁壮成长的工业自动化时代。
目前,世界上较流行的PLC品牌主要有西门子、三菱、欧姆龙、施耐德、罗克韦尔等等。
本课程正是以西门子最新的小型PLC(S7-1200)为例,针对PLC应用,主要讲解S7-1200编程和调试。目前课程共36讲,有33个教学视频、28个教学案例,涉及S7-1200硬件结构、TIA博途软件安装与使用、S7-1200硬件组态、S7-1200工作原理和用户程序结构、S7-1200物理存储器和系统存储区、S7-1200数据类型、S7-1200基本指令、S7-1200功能指令、S7-1200程序设计方法、S7-1200FC块、S7-1200FB块、S7-1200全局DB和用户自定义数据类型、西门子精简面板组态的组态与应用等。通过本课程的学习,可以轻松实现PLC的入门,并掌握S7-1200PLC的编程与应用,为继续深入学习PLC周边产品及将来从事自动化行业的工作打下扎实的基础,使自己成为工业自动化行业的技术技能型人才。
课程重点讲解S7-1200PLC的编程与调试,大多学习内容可以不需要依赖实际的PLC硬件及相关产品,大大节约了学习成本。PLC所使用的TIA博途软件环境集成了仿真功能,在电脑上就可以实现绝大多数程序的模拟仿真和调试,可以完成本课程大多数内容的学习。
课程使用教材:西门子S7-1200PLC应用技术项目教材(第2版)、ISBN978-7-121-40245-6、吴繁红主编、电子工业出版社、2021年1月,“十四五”国家规划教材。
授课目标
《PLC控制系统编程与调试》课程是机电一体化技术、电气自动化技术、工业自动化技术、工业机器人技术等专业的专业核心课程,是PLC应用领域的入门学科,包括S7-1200系列PLC的基础知识和编程基本技能;使受众者能真正实现PLC编程的入门,为后续学习PLC的应用打下扎实的基础。
课程大纲
序
课时目标:了解PLC应用领域、中国PLC市场份额及如何学好PLC。
单元一 S7-1200PLC基础知识
课时目标:共8-16课时,每讲1课时
第01讲 西门子S7-1200硬件结构
第02讲 TIA博途软件的安装与使用入门
第03讲 西门子S7-1200硬件组态
第04讲 PLC的工作原理与用户程序结构
第05讲 西门子S7-1200物理存储器与系统存储区
第06讲 西门子S7-1200数据类型
第07讲 用户程序的编写
第08讲 用户程序的下载与仿真
单元二 S7-1200常用编程指令
课时目标:共12-24课时,每讲1课时
第09讲 位逻辑指令(与或非组合逻辑功能的实现)
第10讲 定时器指令_1(延时接通延时断开功能的实现)
第11讲 定时器指令_2(脉冲产生程序)
第12讲 计数器指令_1(计时器指令实现定时功能)
第13讲 计数器指令_2(密码锁控制功能的实现)
第14讲 定时器、计数器组合应用(10年长时间延时功能实现)
第15讲 比较指令(单按钮控制启动和停止)
第16讲 数学运算指令(设备运行时长的计算与时分秒换算)
第17讲 移动指令_1(天塔之光控制)
第18讲 移动指令_2(数码管显示控制)
第19讲 移位指令_1(数码0-9循环显示控制)
第20讲 移位指令_2(装配流水线控制)
单元三 S7-1200顺控程序设计法
课时目标:共4-8课时,每讲1课时
第21讲 SFC图顺控程序设计法_1(十字路口交通灯控制)
第22讲 SFC图顺控程序设计法_2(十字路口交通灯控制)
第23讲 SFC图顺控程序设计法_3(工业机械手动作模拟)
第24讲 SFC图顺控程序设计法_4(工业机械手动作模拟)
单元四 S7-1200模块化程序设计
课时目标:共7-14课时,每讲1课时
第25讲 FC函数的生成与调用(艺术灯控制)
第26讲 FB函数块的生成与调用_1(花色喷泉控制)
第27讲 FB函数块的生成与调用_2(花色喷泉控制)
第28讲 FB块多重背景_1(多台电机单独启停运行控制)
第29讲 FB块多重背景_2(多台电机单独启停运行控制)
第30讲 全局DB及用户自定义数据类型_1
第31讲 全局DB及用户自定义数据类型_2
单元六 西门子G120C变频器应用
课时目标:共4-8课时,每讲1-2课时
第33讲 BOP-2面板手动控制电动机运行
第34讲 正反向三段速控制三相交流异步电动机运行
第35讲 单方向多段速控制三相交流异步电动机运行
第36讲 PROFINET通信控制三相交流异步电动机运行
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预备知识
电工电子技术基础、计算机应用基础、传感器检测技术、电机拖动、液压气动技术。
参考资料
[1]吴繁红 主编.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程.电子工业出版社.2021.1
[2]廖常初 主编.S7-1200PLC应用教程.机械工业出版社.2020.1
[3]赵安,马彬彬 主编.PLC应用技术项目式教程.机械工业出版社.2015.8
[4]王春峰,段向军 主编.可编程控制器应用技术项目式教程(西门子S7-1200).电子工业出版社.2019.8
[5]西门子(中国)有限公司工业业务领域工业自动化与驱动技术集团.SIMATIC S7-1200系统手册.2016.9