《矿山电气PLC控制系统运行》实训指导书.doc

“国家骨干高等职业院校项目建设”重点建设专业矿山机电专业课程改革系列教材矿山电气PLC控制系统运行学训一体化实训指导书主编：崔俊涛第一部分 实训说明一、实训目的矿山电气PLC控制系统运行实训课程设计思路是以培养应用型高职高专人才为指导思想，本课程主要以理论与实践相结合为主，在传授知识同时更注重学习兴趣和学习方法的培养，以提高学生独立思考、分析问题的能力，对于一些重点内容，经课堂讲授后，可有针对性的设计一些实验内容，先组织学生分组分析讨论，讨论后老师针对一些模糊的知识点详细点评，让学生理解透彻。每一部分结束后，布置一定数量的小程序设计，以加深学生对所学知识的理解。同时，鼓励学生大量通过阅读与本课程相关的课外资料，以便拓宽学生的知识面，完善之知识储备结构。二、实训内容及课时安排矿山电气PLC控制系统运行学习领域实训任务共计7项；建议实训课时共计11课时。具体实训任务及安排如下表所示：序号实训项目课时备注1STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用12三相异步电动机的正反转控制13三相异步电动机自耦变压器降压启动24十字路口交通信号灯控制25机械手的控制26矿用局部通风机的控制27实现PLC与上位机的通信1合计：11三、实训场所 可编程控制器实训室等。四、实训要求1.实训期间严格要求自己，学生须按时到实训室实训，不得缺勤、迟到；2.根据实训要求，各班分2小组，各小组推选一名组长，负责本小组人员的实训组织、实训任务书的收交及实训室的清洁与整理。各小组人员名单固定，不容许擅自调换；3.各小组成员应独立完成实训任务书的填写，不得抄袭，一经发现，成绩按零分记。4.实训前，应在教师指导下，先完成实训任务书中决策及计划部分的制定，然后实施实训操作。5.合理控制实训进度，按时完成实训项目和上交实训任务书，不得拖延时间。五、考核方式与评定实训总成绩由任务书成绩和实训平时成绩两部分组成，分别占60%、40%。按照优秀（90-100分）、良好（80-89分）、中等(70-79分)、及格（60-69分）、不及格(0-59分)五个等级进行综合评定。第二部分 实训任务单任务一：STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用工作任务STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用学时1姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件使用练习任务描述：STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件是专为西门子公司S7-200系列小型机而设计的编程工具软件，使用该软件可根据控制系统的要求编制控制程序并完成与PLC的实时通信，进行程序的下载与上传及在线监控。STEP7-Micro/Win是基于Windows的应用软件，其安装配置为：Windows 95、Windows 98、Windows ME或Windows 2000操作系统，内存8 MB以上，硬盘空间50 MB以上，VGA显示器，支持鼠标，具有RS-232口或USB口。本任务是学习其使用方法。任务内容：1.认识STEP 7-Micro/WIN的窗口组件；2.如何输入PLC控制程序；3.PLC控制程序的上传；【任务目的】1.知识目标（1）掌握PLC的编程语言；（2）掌握PLC的工作方式；（3）会上传并调试简单的PLC控制程序。2.技能目标（1）了解STEP 7-Micro/WIN的窗口组件，并能行进简单的组态； （2）能根据已有的PLC梯形图程序在编程软件窗口中输入；（3）能将输入的程序上传至PLC并调试。【任务重点及难点】（1）计算机与PLC之间的通信连接；（2）PLC梯形图的输入、上传并调试。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1. STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件使用说明书；2.掌握教材项目中的部分相关知识；（2）【参考资料】STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件使用说明、矿山电气PLC控制系统运行等。二、决策（1）在教师指导下，完成编程软件的安装过程。（2）观察STEP 7-Micro/WIN的窗口组件。（3）输入简单的PLC控制程序。（4）将程序上载至PLC主机内并使用程序状态监控。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本次实训任务；2.在教师指导下，安装编程软件，完成硬件连接，并了解其窗口组件；3.在教师指导下，输入、上载并调试程序。四、实施1.STEP 7-Micro/WIN的窗口组件。 （1）操作栏显示编程特性的按钮控制群组：（2）指令树（3）交叉参考（4）数据块（5）状态图窗口（6）符号表全局变量表窗口（7）输出窗口（8）状态条（9）程序编辑器窗口（10）局部变量表（11）菜单条（12）工具条2.输入PLC控制程序以三相异步电动机启停程序为例，熟悉STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用方法。梯形图如图：三相异步电动机启停梯形图（1）打开新项目双击STEP 7-Micro/WIN图标，或从开始菜单选择SIMATICSTEP 7 Micro/WIN，启动应用程序。会打开一个新STEP 7-Micro/WIN项目。（2）打开现有项目从STEP 7-Micro/WIN中，使用文件菜单，选择下列选项之一：打开允许浏览至一个现有项目，并且打开该项目。文件名称如果用户最近在一项目中工作过，该项目在文件菜单下列出，可直接选择，不必使用打开对话框。（3）进入编程状态：单击左侧“查看”中的“程序块”，进入编程状态。（4）选择编程语言：打开菜单栏中的 查看，选择“梯形图”语言；（也可选STL（语句表）、FBD（功能块）选择MAIN主程序，在网络1中输入程序。单击网络1中的 从菜单栏或指令树中选择相关符号。如在“指令树”中选择，可在“指令”中双击“位逻辑”，从中选择“常开触点”符号，双击；再选择“常闭触点”符号，双击；再选择“输出线圈”符号，双击；将光标移到“常开触点”下面，单击菜单栏中的“”，再选择常开触点，左移光标，单击 ，完成梯形图。给各符号加器件号：逐个选择？，输入相应的器件号。保存程序：在菜单栏中File（文件）Save（保存），输入文件名，保存。编译：使用菜单“PLC” “编译”或“PLC” “全部编译”命令，或者用工具栏按钮或执行编译功能。编译完成后在信息窗口会显示相关的结果，以便于修改。（5）建立PC及PLC的通信连接线路并完成参数设置。联接PC：联接时应将PC/PPI电缆的一端与计算机的COM端相接，另一端与S7-200PLC的PORT0或PORT1端口相连参数设置：设置PC/PPI电缆小盒中的DIP开关将通讯的波特率设置为9.6K；将PLC的方式开关设置在STOP位置，给PLC上电；打开STEP7-Micro/WIN 32软件并点击菜单栏中的“PLC” “类型”弹出“PLC类型”窗口，单击“读取PLC”检测是否成功，或者从下拉菜单中选择CPU226，单击“通信”按钮，系统弹出“通信”窗口，双击击PC/PPI电缆的图标，检测通信成功与否(6)下装程序：如果已经成功地在运行STEP 7-Micro/WIN的个人计算机和PLC之间建立通讯，可以将程序下载至该PLC。请遵循下列步骤。下载程序至PLC之前，必须核实PLC位于“停止”模式。检查PLC上的模式指示灯。如果PLC未设为“停止”模式，点击工具条中的“停止”按钮。点击工具条中的下载按钮，或选择“文件” “下载”，出现“下载”对话框。根据默认值，在初次发出下载命令时，“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”（系统块）复选框被选择。如果您不需要下载某一特定的块，清除该复选框。点击“确定”，开始下载程序。如果下载成功，一个确认框会显示以下信息：下载成功。如果STEP 7-Micro/WIN中用于您的PLC类型的数值与您实际使用的PLC不匹配，会显示以下警告信息：“为项目所选的PLC类型与远程PLC类型不匹配。继续下载吗？”欲纠正PLC类型选项，选择“否”，终止下载程序。从菜单条选择“PLC” “类型”，调出“PLC类型”对话框。从下拉列表方框选择纠正类型，或单击“读取PLC”按钮，由STEP 7-Micro/WIN自动读取正确的数值。点击”确定”，确认PLC类型，并清除对话框。点击工具条中的“下载”按钮，重新开始下载程序，或从菜单条选择“文件” “下载”。一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。点击工具条中的“运行”按钮，或选择“PLC” “运行”，转换回RUN（运行）模式。（7）运行和调试程序。将CPU上的RUNSTOP开关拨到RUN位置；CPU上的黄色STOP状态指示灯灭，绿色指示灯亮；在STEP-Micro/WIN软件中使用菜单命令“PLC” “RUN（运行）”和“PLC” “STOP（停止）”，或者工具栏按钮 和改变CPU的运行状态；接通I0.0对应的按钮，观察运行结果。（8）监控程序状态程序在运行时可以用菜单命令中“调试” “开始程序状态监控”或者工具栏按钮对程序状态监控进行监控。强制输入I0.0置位，再观察运行结果并监控程序；强制I0.1置位，再观察运行结果并监控程序，取消强制。也可使用菜单命令中“查看” “组件” “状态表”或单击浏览条“查看”中“状态表”图标，打开状态图表，输入需监控的元件进行监控。使用菜单命令中“调试” “状态表”或单击工具栏控钮打开状态图表，输入需监控的元件进行监控。（9）建立符号表在“引导条”单击“符号表”图标，或“查看”菜单“组件”“符号表”项，打开符号表，将直接地址编号（如I0.0）用具有实际含义的符号（如正向起动按钮）代替。（10）符号寻址在菜单中“查看” “符号寻址”，编写程序时可以输入符号地址或绝对地址，使用绝对地址时它们将被自动转换为符号地址，在程序中将显示符号地址。3、PLC控制程序的上传可选用以下3种方式进行程序上传：（1）点击“上载”按钮。（2）选择菜单命令“文件”“上载”。（3）按快捷键组合 Ctrl+U。要上载（PLC 至编辑器），PLC 通信必须正常运行。确保网络硬件和 PLC 连接电缆正常操作。选择想要的块（程序块、数据块或系统块），选定要上载的程序组件就会从 PLC 复制到当前打开的项目，用户就可保存已上载的程序。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC与计算机连接与编程软件的安装准确、完整20优秀：与计算机之间通信良好，且编程软件的安装与组态准确、完整；（20分）合格：与计算机之间通信不好，但调整后良好，编程软件的安装与组态较准确、完整；（15分）不及格：人为因素导致无法与计算机之间通信，不会安装编程软件。（5分）3输入PLC控制程序并上传调试正确、合理20优秀：熟练完成梯形图的输入，准确的上传并调试程序；（20分）合格：较熟练完成梯形图的输入，较准确的上传并调试程序；（15分）不及格：不会输入梯形图程序，不会上传并调试程序。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（40分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（30分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语) 从对该软件相关知识的掌握程度，学生对其的理解程度，对软件操作的熟练程度，任务工单的填写情况等方面进行分析评价，并对本任务的学习重点、薄弱环节及学习方法给予指导性意见。任务二：三相异步电动机的正反转控制工作任务三相异步电动机的正反转控制学时1姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：三相异步电动机的正反转控制任务描述：生产实践中，有许多生产机械要求电动机能够正反转，从而实现可逆运行，如煤矿井下采煤及运输机大量采用三相异步电动机，其运输机械来回运动、提升机的上升和下降等。要实现三相异步电动机的正反转，只需要改变电动机定子绕组的电源相序即可。任务内容：在控制回路，采用PLC控制。系统上电后，按下按钮SB1(SB2)，电动机正转(反转)；按下按钮SB3，电机停止转动；再按下按钮SB2(SB1)，电动机反转(正转)。【任务目的】1.知识目标（1）掌握PLC的位操作指令；（2）掌握PLC的程序结构；（3）掌握PLC的一般编程方法。2.技能目标（1）根据项目确定PLC的型号；（2）能分配PLC外部I/O，并会接线；（3）用常用的基本指令（如装载、与、或、指令快、复位置位、逻辑堆栈）编写简单的程序，如电动机启停控制、电动机正反转控制等程序。【任务重点及难点】（1）根据项目确定PLC的型号；（2）PLC的位操作指令；（2）编写简单的PLC控制程序。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施1资源分配：该实训中有三个输入和两个输出，用于自锁、互锁的触点无须占用外部接线端子而是由内部“软开关”代替，故不占用I/O点数。具体资源分配如表所示。表 电动机的正反转控制资源分配表项目名称I/O地址作用输入SB1I0.0停止按钮SB2I0.1正向启动按钮SB3I0.2反响启动按钮输出KM1Q0.0正向控制接触器KM2Q0.1反向控制接触器2硬件接线：下图所示是PLC和外部设备的正反转控制I/O接线图。应说明的是，西门子PLC面板上标有“M”的端子可作为公共端，而有几个输入/输出端子可共用一个“M”公共端，应视具体机型而定。另外，图中输入侧的直流电源由PLC提供，而输出侧的直流电源需另外配备。3、控制程序：4、操作步骤：（1）打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制要求；（2）做好程序内主要元件的标注，并记录程序；（3）根据任务完成情况，完成任务评价表和实习报告；（4）根据各组任务评价表中所记录的问题进行评价和分析，找出最优方案。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC选型与硬件连线是否正确、合理20优秀：正确选择PLC型号，准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（20分）合格：较正确选择PLC型号，较准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（15分）不及格：不能正确选择PLC型号，不能准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信。（5分）3任务程序设计合理、可行20优秀：程序设计合理、可行，PLC控制电动机运行符合要求；（20分）合格：程序设计较合理，PLC控制电动机运行较符合要求，；（15分）不及格：不能完成PLC控制电动机正反转要求。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（40分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（30分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语)评价该任务正确的完成结果，按下正转按钮SB2(I0.1)，同时Q0.0接通(电机正转)、封锁反转支路(反转按钮不起作用)；按下停止按钮SB1(I0.0)，正转支路失电，反转封锁解除；按下反转按钮SB3(I0.1)，同时Q0.1接通(电机反转)、封锁正转支路(正转按钮不起作用)。电动机完成正反向可逆运行。以及任务工单的填写情况等方面进行分析评价，并对本任务的学习重点、薄弱环节及学习方法给予指导性意见。任务三：三相异步电动机自耦变压器降压启动工作任务三相异步电动机自耦变压器降压启动学时2姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：截流施工方案编制任务描述：对于10KW及其以下容量的三相异步电动机，通常采用全压启动，但对于10KW以上容量的电动机，一般采用降压启动。鼠笼式异步电动机的降压启动控制方法有多种：定子电路串电阻降压启动、自耦变压器降压启动、星-三角降压启动等。现将以自耦变压器降压启动为例，采用PLC完成控制任务。传统继电器-接触器自耦变压器降压启动控制线路如图所示：任务内容：在控制回路，采用PLC控制。系统上电后，按下启动按钮SB2，将自耦变压器接入，电动机由自耦变压器二次电压供电作降压启动。当电动机转速接近额定转速时，降压启动定时器触点动作，使电源电压全部加在电动机的定子上，实现电动机的全压运行。【任务目的】1.知识目标（1）掌握PLC定时/计数器指令；（2）继续学习PLC的编程方法；（3）掌握STEP7-Micro/WIN软件的部分高级功能。2.技能目标（1）能根据项目确定PLC的型号；（2）能利用定时器指令编写并调试三相异步电动机自耦变压器降压启动程序；【任务重点及难点】（1）PLC定时/计数器指令；（2）利用定时器指令编写并调试三相异步电动机自耦变压器降压启动程序。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施1.资源分配：该实训中有两个输入和两个输出，用于自锁、互锁的触点无须占用外部接线端子而是由内部“软开关”代替，故不占用I/O点数。具体资源分配如表所示。表 电动机的正反转控制资源分配表项目名称I/O地址作用输入SB1I0.0停止按钮SB2I0.1启动按钮输出KM1Q0.0降压启动接触器KM2Q0.1全压运行接触器2.硬件接线：下图所示是PLC和外部设备的自耦变压器降压启动控制I/O接线图。3.控制程序：4.操作步骤：（1）打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制要求；（2）做好程序内主要元件的标注，并记录程序；（3）根据任务完成情况，完成任务评价表和实习报告；（4）根据各组任务评价表中所记录的问题进行评价和分析，找出最优方案。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC选型与硬件连线是否正确、合理20优秀：正确选择PLC型号，准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（20分）合格：较正确选择PLC型号，较准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（15分）不及格：不能正确选择PLC型号，不能准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信。（5分）3任务程序设计合理、可行20优秀：程序设计合理、可行，PLC控制电动机降压启动运行符合要求；（20分）合格：程序设计较合理，PLC控制电动机降压启动运行较符合要求，；（15分）不及格：不能完成PLC控制电动机自耦变压器降压启动要求。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（20分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（15分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语)评价该任务正确的完成结果，按下启动按钮SB2(I0.1)，Q0.0接通，T37定时器得电，开始计时。自耦变压器接入，电动机由自耦变压器二次电压供电作降压启动。当计时时间到，T37常闭触点打开，常开触点闭合，切断KM1线圈的电源，将自耦变压器在主电路中切除。同时Q0.1接通，KM2线圈得电，其主触点闭合，使电源电压全部加在电动机的定子上，实现电动机的全压运行。当按下SB1(I0.0)，电动机停止运行。以及任务工单的填写情况等方面进行分析评价，并对本任务的学习重点、薄弱环节及学习方法给予指导性意见。任务四：十字路口交通信号灯控制工作任务十字路口交通信号灯控制学时2姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：十字路口交通信号灯控制任务描述：最简单的交通信号灯可用于十字交叉路口的交通管制。图3-1是交通信号灯设置示意图。现假定交叉的道路是南北向及东西向。每个方向各有红、绿、黄三色信号灯，这些灯点亮的时序图如任务内容所示。改图是按灯置1与置0两种状态绘制的，置1表示灯点亮。一个周期内6只信号灯亮灭的时间均已标在图中。灯在控制开关打开后是依周期不断循环的。 任务内容：利用梯形图程序完成十字路口交通灯的控制，灯光的亮灭时间应当符合下图的时序，开始运行后依周期不断循环。【任务目的】1.知识目标（1）掌握PLC定时/计数器指令；（2）掌握PLC比较指令和程序控制类指令；2.技能目标（1）能根据项目确定PLC的型号； （2）能根据项目完成PLC外部硬件接线；（3）掌握定时器/计数器指令的功能与使用，并会使用定时/计数器指令编写和调试交通灯控制程序。【任务重点及难点】（1）PLC外部硬件接线；（2）会使用定时/计数器指令编写和调试交通灯控制程序。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施1.资源分配：交通灯的控制资源分配如表所示。表 交通灯控制资源分配表2.控制程序：这是一个时间控制程序。分析时序图可以知道，图中A、B、C、D、E、F 6点是6只信号灯工作状态变化的切换点。依据梯形图中输出的条件都是用机内器件的关系表达的特点，设想可以选择一些定时器分别表示这些时间，再用这些定时器的触点表达各只信号灯的输出控制规律。3.操作步骤：（1）打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制要求；（2）做好程序内主要元件的标注，并记录程序；（3）根据任务完成情况，完成任务评价表和实习报告；（4）根据各组任务评价表中所记录的问题进行评价和分析，找出最优方案。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC选型与硬件连线是否正确、合理20优秀：正确选择PLC型号，准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（20分）合格：较正确选择PLC型号，较准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（15分）不及格：不能正确选择PLC型号，不能准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信。（5分）3任务程序设计合理、可行20优秀：程序设计合理、可行，PLC控制十字路口交通灯运行符合要求；（20分）合格：程序设计较合理，PLC控制十字路口交通灯运行较符合要求；（15分）不及格：不能完成PLC控制十字路口交通灯。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（40分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（30分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语)评价该任务正确的完成结果，梯形图分为两大段落，第一个段落是时间点形成段落，包括形成A、B、C、D、E、F 6点的定时器及形成绿灯闪烁的振荡控制的定时器。这是整个程序的铺垫段落。第二个段落是输出控制段落，6只信号灯的工作条件均用定时器的触点表示。其中绿灯的点亮条件是两个并联支路，一个是绿灯长亮的控制，一个是绿灯闪亮的控制。图中还安排了南北、东西同时点亮的报警。以及任务工单的填写情况等方面进行分析评价，并对本任务的学习重点、薄弱环节及学习方法给予指导性意见。任务五：机械手的控制工作任务机械手的控制学时2姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：机械手的控制任务描述：在自动化生产线上，经常用机械手完成工件的取放操作。下图是一机械手的结构示意图，该机械手是一个水平/垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台A搬运到右工作台B，由光藕合器来检测工作台上有没有工件。任务内容：机械手上升/下降和左移/右移的动作全部由气缸驱动，而汽缸则由双线圈二位电磁阀控制，当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，譬如当下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线周通电为止。放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程有8个动作，即下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移。机械手的每次循环动作均从原位开始。【任务目的】1.知识目标（1）掌握PLC程序控制类指令；（2）掌握PLC顺序控制程序设计方法；（3）会使用顺序控制指令编写和调试机械手控制程序。2.技能目标（1）能根据项目确定PLC的型号；（2）能根据项目完成PLC外部硬件接线； （3）会使用顺序控制指令编写简单的PLC控制程序。【任务重点及难点】（1）会使用顺序控制指令编写简单的PLC控制程序；（2）会使用顺序控制指令编写和调试机械手控制程序。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施1.资源分配： 机械手的资源分配如表所示。表 机械手资源分配表项目名称地址作用输入SB1I0.0启动按钮SQ1I0.1下限位开关SQ2I0.2上限位开关SQ3I0.3右限位开关SQ4I0.4左限位开关SB2I0.5停止按钮输出YV1Q0.0下降电磁阀YV2Q0.1夹紧电磁阀YV3Q0.2上升电磁阀YV4Q0.3右行电磁阀YV5Q0.4左行电磁阀HLQ0.5原位指示灯2. 编写梯形图程序当下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线周通电为止。放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程有8个动作，即下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移。机械手的每次循环动作均从原位开始。 4、操作步骤：（1）打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制要求；（2）做好程序内主要元件的标注，并记录程序；（3）根据任务完成情况，完成任务评价表和实习报告；（4）根据各组任务评价表中所记录的问题进行评价和分析，找出最优方案。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC选型与硬件连线是否正确、合理20优秀：正确选择PLC型号，准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（20分）合格：较正确选择PLC型号，较准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（15分）不及格：不能正确选择PLC型号，不能准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信。（5分）3任务程序设计合理、可行20优秀：程序设计合理、可行，PLC控制机械手运行符合要求；（20分）合格：程序设计较合理，PLC控制机械手运行较符合要求；（15分）不及格：不能完成PLC控制机械手运行。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（40分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（30分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语)该机械手是一个水平/垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台A搬运到右工作台B，由光藕合器来检测工作台上有没有工件。线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程有8个动作，即下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移。机械手的每次循环动作均从原位开始。任务六：矿用局部通风机的控制工作任务矿用局部通风机的控制学时2姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：矿用局部通风机的控制任务描述：由于矿井局部通风机是煤矿通风系统的主要设备之一，其运行状况直接影响着煤矿的安全生产。目前，许多煤矿的主通风机控制系统采用继电器控制，而局部通风机采用防爆开关直接控制供电。风机的启动、停止依然采用人工完成，不能做到根据故障情况自动开停风机，这不利于通风机机房管理水平的提高和煤矿的自动化安全生产。任务内容：随着可编程控制器(PLC)和变频技术的快速发展，PLC和变频器已经广泛应用于各种自动化控制领域。在煤炭行业中，利用PLC控制的变频器驱动局部通风机运行，不仅可以实现局部通风机的无级平滑调速，还可以根据管网阻力和瓦斯浓度的变化大小进行风量的及时调节，降低风机的能耗，节省大量的电能。同时，该控制系统具有较高的可靠性和较完善的报警功能。【任务目的】1.知识目标（1）能识读矿井局部通风机PLC控制变频调速系统；（2）会进行进行系统软件部分的设计，包括系统的PLC开关量控制，瓦斯浓度和风压的PLC模拟量采集处理，以及变频器参数的设定和调试等。2.技能目标（1）根据系统的要求进行PLC、变频器、传感器及其它电气元件的选型，然后再根据矿井下的实际作业状况，确定PLC控制变频器的方式。最后，完成系统硬件部分的接线工作。（2）会进行系统运行调试及参数设定，使整个系统能够安全、稳定、快速运行。系统的调试包括实验室的模拟调试和现场调试。【任务重点及难点】（1）系统软件部分的设计；（2）完成系统硬件部分的接线工作；（3）系统运行调试及参数设定。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施1. 硬件接线 根据局部通风机的硬件系统图，连接局部通风机的硬件系统，分配局部通风机的I/O资源。2.控制程序 根据程序流程图，读懂局部通风机的控制程序，并学会对大型的PLC控制系统进行编程调试。3. 操作步骤（1）按照地址分配情况，正确连接电器元件。（2）打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制要求；（3）做好程序内主要元件的标注，并记录程序；（4）根据任务完成情况，完成任务评价表和实习报告；（5）根据各组任务评价表中所记录的问题进行评价和分析，找出最优方案。五、检查序号检查内容标准分评价标准评价得分1能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。20优秀：按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（20分）合格：基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）不及格：不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。（10分）2PLC选型与硬件连线是否正确、合理20优秀：正确选择PLC型号，准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（20分）合格：较正确选择PLC型号，较准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信；（15分）不及格：不能正确选择PLC型号，不能准确合理的完成硬件连接，并完成与计算机的通信。（5分）3任务程序设计合理、可行20优秀：程序设计合理、可行，PLC控制矿井局部通风机运行符合要求；（20分）合格：程序设计较合理，PLC控制矿井局部通风机运行较符合要求；（15分）不及格：不能完成PLC控制矿井局部通风机运行。（5分）4考核情况40优秀：考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（40分）合格：考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（30分）不及格：考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。（10分）总得分六、评价(教师评语)本任务介绍了局部通风机的PLC控制的变频调速系统，介绍了系统的PLC、变频器、传感器及其它电气元件的选型，然后再根据矿井下的实际作业状况，确定PLC控制变频器的方式及介绍系统硬件部分的接线工作。系统软件部分介绍了包括系统的PLC开关量控制，瓦斯浓度和风压的PLC模拟量采集处理，以及变频器参数的设定和调试等。本局部通风机控制系统可以大大提高矿井局部通风机的自动化，安全运行水平，并可以节省大量电能，具有较好的应用推广前景。若对该控制系统进行部分改进，还可以应用于矿井主通风机上。任务七：实现PLC与上位机的通信工作任务实现PLC与上位机的通信学时1姓名学号班级日期【任务简介】任务名称：软基开挖与处理任务描述：通过本任务学习，主要使学生了解网络通信的原理，信息传递方式，掌握以太网技术及其协议，学会用西门子S7-200系列PLC的CP243-1模块实现以太网通信，并最终实现矿山设备的集中监控，为以后的学习工作打下基础。任务内容：无论计算机还是PLC，它们都是数字设备。它们之间交换的信息是由“0和“1”表示的数字信号。通常把具有一定编码、格式和位长的数字信号称为数字信息。数字通信就是将数字信息通过适当的传输线路，从一台机器传输到另一台机器。这里的机器可以是计算机、PLC或是有数字通信功能的其他数字设备。数字通信系统的任务是把地理位置不同的计算机和PLC及其他数字设备连接起来，高效率地完成数据的传输、信息交换和通信处理三项任务。【任务目的】1.知识目标（1）了解网络通信的基本原理；（2）掌握以太网通信技术。2.技能目标（1）熟悉西门子S7-200系列PLC的CP243-1模块；（2）了解组网形式与结构。【任务重点及难点】（1）西门子S7-200系列PLC的CP243-1模块；（2）以太网通信技术。一、咨询（准备资料，明确任务）（1）【相关知识】1.分析资料，明确任务；2.掌握教材项目中的相关知识；（2）【参考资料】矿山电气PLC控制系统运行、可编程控制技术应用、西门子小型PLC应用实例等。二、决策（1）在教师的指导下，完成该任务硬件选型与接线。（2）在教师的指导下，完成该任务程序的编写。（3）选择PLC的型号，上传已完成的程序并调试运行。 三、计划1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成本任务硬件的接线；2.在教师指导下，拟定已完成的任务程序；3.在教师指导下，制定出实施本任务的进度计划。四、实施S7-200 通过CP243-1 或CP243_1IT 接入工业以太网。本项目主要介绍S7-200 之间的以太网通信。1. S7-200 之间的以太网通信S7-200 之间的以太网通信，S7-200 既可以做为Server（服务器）端，也可以做为Client（客户端）。（1）S7-200 做为Server 端S7-200 做为Server 端时，只响应Client 端的数据请求，不需要编程，只要组态CP243-1 就可以了。选择“工具”菜单下的“以太网向导.”。如图6-6所示图6-