《西门子S7-1200-1500PLC项目式教程-基于SCL和LAD编程》高职全套教学课件

任务1.1认识PLC.pptx任务1.2认识西门子PLC家族.pptx任务1.3西门子S7-1200、1500PLC开发环境入门.pptx任务2.1电机启停控制.pptx任务2.23相异步电动机正反转控制.pptx任务2.33相异步电机星-角启动控制.pptx任务3.1用8个按钮分别控制8个灯.pptx任务3.216个LED的流水灯.pptx任务3.3彩虹灯.pptx任务3.410字路口交通灯.pptx任务3.5模拟喷泉.pptx任务3.6带参数子程序应用.pptx任务4.1两种液体混合控制.pptx任务4.2自动洗衣机.pptx任务5.1控制步进电机.pptx任务5.2通过G120变频器控制电机.pptx任务5.3用高速计数器测量电机的速度.pptx任务6.1S7-1200、1500PLC之间TCP通信.pptx任务6.2两台S7-1500PLC之间S7通信.pptx任务6.3远程IO模组FR8210的使用.pptx任务7.1传送带控制系统.pptx任务7.2液位PID控制系统.pptx任务7.3视觉分拣系统.pptx全套可编辑PPT课件任务对PLC控制技术的起源、发展趋势、工作原理、主要特点及应用领域进行小组讨论。请一个组员来汇报PLC的工作原理。全套可编辑PPT课件任务目标知识目标：①了解PLC的起源和发展情况；②掌握PLC的工作原理；③了解PLC的性能指标；④熟悉PLC的应用领域。能力目标：①能通过查阅资料来了解PLC的发展史；②能够熟练说出PLC的工作原理；③能举例说明PLC的特点；④能举例说明一个PLC的应用场景。素质目标：①按国家标准或行业标准从事专业技术活动的职业习惯；②良好的团队协作能力和沟通能力。1.PLC的起源和发展（1）PLC的起源第一代PLC(1969~1975年）：只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。第二代PLC(1976~1982年）：增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。第三代PLC(1983~1990年）：向多功能及联网通信方向发展，增加了如浮点数的运算、三角函数、表处理、脉宽调制输出等功能，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC(1991年～现在）：具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。1.PLC的起源和发展（2）PLC的发展（6个趋势）1）产品规模向大、小两个方向发展。2）PLC在闭环过程控制中应用日益广泛。3）网络通信功能不断增强。4）编程工具及语言多样化、标准化。5）容错技术等进一步发展。6）实现硬件、软件的标准化。2.PLC的工作原理（1）PLC控制机器的一般过程2.PLC的工作原理（2）PLC的接线及程序控制3.PLC的主要特点1）可靠性高，抗干扰能力强2）配套齐全，功能完善，适用性强3）易学易用，深受工程技术人员欢迎4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5）体积小，重量轻，能耗低1）开关量的逻辑控制2）模拟量控制3）运动控制4）过程控制5）数据处理6）通信及联网4.PLC的应用领域1.实施方案四人一组，课前从PLC控制技术的起源、PLC发展趋势、PLC工作原理、PLC主要特点、PLC主要应用领域等五个主题中任选一个主题查阅资料。课间以小组为单位对所选的主题进行讨论。完成资料查阅和小组讨论后，每组请其中一个组员来汇报所选主题。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料并讨论。1）PLC控制技术的起源2）PLC发展趋势3）PLC工作原理4）PLC主要特点5）PLC主要应用领域3.任务评价任务名称认识PLC小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理清洁的工作环境5

整理物品位置5

时刻注意安全5

养成节省成本的意识5

学习方法学习方法是否有效，并值得借鉴5

专业认知能力了解PLC的起源和发展情况5

掌握PLC的工作原理5

了解PLC的性能指标5

熟悉PLC的应用领域5

专业实践能力能通过查阅资料来了解PLC的发展史；5

能够熟练说出PLC的工作原理；10

能举例说明PLC的特点；10

能举例说明一个PLC的应用场景。10

总分100

小结PLC的起源和发展PLC的工作原理PLC的主要特点PLC的应用领域任务请你和组员一起阅读课本、查阅相关资料，对西门子PLC家族进行小组讨论。完成资料查阅和小组讨论后，请其中一个组员来汇报S7-1200或者S7-1500中的一款PLC的性能指标及其使用场景。任务目标知识目标：①熟悉西门子每一款PLC的产品定位与特点。能力目标：①能通过查阅资料来了解西门子PLC家族；②能够讲述出一个西门子PLC控制器的应用场景。素质目标：①实事求是，查阅原始资料的职业习惯；②良好的团队协作能力和沟通能力。1.西门子PLC的产品家族西门子PLC系列产品定位大型：SIMATICS7-400系列。中型：SIMATICS7-1500系列，SIMATICS7-300系列。小型：SIMATICS7-1200系列，SIMATICSMART-200和S7-200系列，LOGO!系列。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15001）主要性能介绍处理速度：SIMATICS7-1500的信号处理极为快速，可以极大缩短系统响应时间，提高效率。高速背板总线：SIMATICS7-1500的背板总线技术采用高波特率和高效传输协议，可以实现信号的快速处理。通信：SIMATICS7-1500多达3个PROFINET接口。其中，两个端口具有相同的IP地址，适用于现场级通信；第三个端口具有独立的IP地址，可集成到公司网络中。通过PROFINETIRT，可定义响应时间并确保高度精准的设备性能。集成WebServer，无需亲临现场，即可通过Internet浏览器随时查看CPU状态。过程变量以图形化方式进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些都能极大地简化信息的采集操作。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15002）结构组成SIMATICS7-1500采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。每个控制器都包含以下5个组件：一个中央处理器(CPU)，用于执行用户程序；一个或多个电源；信号模块，用作输入/输出；相应的工艺模块和通信模块。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15003）易操作性设计内置CPU显示屏：可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息。标准前连接器：标准化的前连接器不仅极大简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。集成短接片：通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。集成DIN导轨：可快速便捷地安装自动断路器、继电器之类的其它组件。灵活电缆存放方式：凭借两个预先设计的电缆定位槽装置，即使存放粗型电缆，也可以轻松地关闭模块前盖板。预接线位置：通过带有定位功能的转向布线系统，无论是初次布线还是重新连接，都非常快速便捷。集成的屏蔽夹：对模拟量信号进行适当屏蔽，可确保高质量地识别信号并有效防止外部电磁干扰。同时，使用插入式接线端子，无需借助任何工具既可实现快速安装。可扩展性：灵活的可组装性以及向上兼容性，便于系统的快速扩展，从而在最大程度上确保了投资回报和投资安全性。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15004）信息安全集成SIMATICS7-1500中提供一种更为全面的安全保护机制，包括授权级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。信息安全集成机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。专有技术保护：加密算法可以有效防范未经授权的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。防拷贝保护：可通过绑定SIMATIC存储卡或CPU的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。这样程序就无法拷贝，而且只能在指定的存储卡或CPU上运行。访问保护：访问保护功能提供一种全面的安全保护功能，可防止未经授权的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全的CP1543-1模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。操作保护：系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经授权的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15005）集成系统诊断SIMATICS7-1500中集成有诊断功能，无需再进行额外编程。统一的显示机制可将故障信息以文本方式显示在TIA博途、HMI、Webserver和CPU的显示屏上。一键生成诊断信息：只需简单一击，无需额外编程操作，既可生成系统诊断信息。整个系统中集成有包含软硬件在内的所有诊断信息。统一的显示机制：无论是在本地还是通过Web远程访问，文本信息和诊断信息的显示都完全相同，从而确保所有层级上的投资安全。接线端子/LED：在测试、调试、诊断和操作过程中，通过对端子和LED标签进行快速便捷的显示分配，可以节省大量操作时间。通道级的显示机制：发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，从而可以缩短停机时间，并提高工厂设备的可用性。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-15006）技术集成。SIMATICS7-1500中可将运动控制功能直接集成到PLC中，而无需使用其它模块。通过PLCopen技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive的各种驱动装置。TRACE功能：TRACE功能适用于所有CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还极大优化了驱动装置的性能。运动控制功能：通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持PROFIdrive的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-1200SIMATICS7-1200控制器是西门子系列PLC的新产品，它将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置PROFINET、高速运动控制I/O、多种工艺功能以及板载模拟量输入等紧凑地集成到一起。其设计紧凑、组态灵活、扩展方便、功能强大，可满足各种各样的自动化控制需求，成为各种控制应用中比较完美的解决方案。1.西门子PLC的产品家族西门子SIMATICS7-1200①是电源接口；②是存储卡插槽，在上部保护盖下面；③是可拆卸用户接线连接器，在保护盖下面；④是板载I/O的状态LED指示灯；⑤是PROFINET连接器。1.实施方案根据具体情况，选出2~3种不同型号的PLC。四人一组，课前查阅资料，课间对西门子PLC家族进行小组讨论。完成资料查阅和小组讨论后，每组请其中一个组员来汇报一个型号的PLC的性能指标及其使用场景。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料并讨论。1）CPU1214C的主要性能指标2）CPU1512C-1PN的主要性能指标3）西门子故障安全型PLC的工作特点4）故障安全型PLC的应用场景3.任务评价任务名称认识西门子PLC家族小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理清洁的工作环境5

整理物品位置5

时刻注意安全5

养成节省成本的意识5

学习方法学习方法是否有效，并值得借鉴10

专业认知能力掌握西门子PLC的主要性能指标10

了解西门子标准型PLC和故障安全型的区别10

熟悉西门子PLC的应用领域10

专业实践能力能通过查阅资料来了解西门子PLC家族；10

能够熟练说出一款PLC的应用场景；10

总分100

小结西门子PLC系列产品定位S7-1200的主要性能指标S7-1500的主要性能指标任务创建一个PLC最小系统，包括一个输入信号、一个输出信号。将PLC的1个数字输出口作为输出，以该输出口对应的指示灯来观察输出结果。在触摸屏界面上建立2个按钮作为输入信号，分别控制指示灯的开和关。如果有S7-1200/1500PLC实物，也可以进行硬件实验。任务目标知识目标：①掌握安装TIAPortal软件的步骤；②掌握TIAPortal软件编写PLC程序的基本步骤；③掌握TIAPortal软件编写触摸屏界面的基本步骤；④掌握TIAPortal软件调试PLC和触摸屏的基本方法；⑤了解常用位逻辑指令的使用方法。能力目标：①会安装TIAPortal软件；②会使用TIAPortal软件编写PLC程序并下载到PLC；③会使用TIAPortal软件编写触摸屏界面并进行下载；④会使用TIAPortal软件调试PLC和触摸屏。素质目标：①养成认真做好每一件小事的习惯；②培养良好的团队协作能力。1.集成开发环境简介TIAPortal集成开发环境，可在同一开发环境中组态西门子的所有可编程控制器、人机界面和驱动装置。可大大降低连接和组态成本，极大地缩短软件项目的故障诊断和调试时间。（1）TIAPortal（2）WinCC（3）S7-PLCSIM2.TIAPortal的安装（1）安装前的准备（2）软件安装注意事项1）安装TIAPortal软件之前，需暂时退出杀毒软件。2）安装路径不能有中文。在安装过程中需要注意，安装路径应选择英文路径，否则可能会报错，建议安装在C盘的默认路径下。3）需要先安装NET3.5SP1如果你的电脑没有安装过NET3.5SP1，则在安装过程中会提示“缺少网络组件NET3.5SP1”，需要先安装NET3.5SP1(NETFramework3.5)。4）为了避免多次重启电脑，可以删除注册表中的一个组件。安装之前先删除注册表中的一个组件，其路径如下：HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/SessionManager右边根目录下的PendingFileRenameOperation。3.基本的位逻辑指令4.常用位逻辑指令的使用与逻辑运算4.常用位逻辑指令的使用或逻辑运算4.常用位逻辑指令的使用非逻辑运算4.常用位逻辑指令的使用“与”“或”“非”逻辑的程序流程图1．参考实施方案按照任务要求，需要设计一个PLC最小系统，由PLC的1个数字输出口进行输出，这里采用PLC的Q0.0。在触摸屏上建立2个按钮，所关联的变量分别为M10.0和M10.1（注意，进行实物控制时，实物启动按钮对应I0.0,实物停止按钮I0.1），分别控制输出口的开和关。该任务分为两部分，先进行PLC组态和编程，再进行HMI人机界面设计。该任务针对的是从未接触TIAPortal软件的新手，为了让读者能快速适应TIAPortal软件环境下PLC系统的设计流程，建议采用纯软件仿真的方式完成本次任务。1．参考实施方案（1）参考硬件接线1．参考实施方案（2）PLC的组态与编程1）创建项目2）添加新设备3）硬件组态4）新建并编辑变量表5）程序输入6）编写主程序并下载到PLC7）采用在线监控调试程序1．参考实施方案（3）HMI人机界面组态与编程1）添加触摸屏2）链接PLC3）查看是否已经链接4）PLC进行一次硬件配置下载5）画面编辑6）为按钮添加事件并关联变量7）为指示灯添加动画效果并关联变量8）保存和编译下载9）与PLC联调1．参考实施方案（4）实物控制用实物按钮控制的程序①按下实物打开按钮，或者点击触摸屏上的打开按钮，LED灯应该都能变亮；②按下实物关闭按钮，或者点击触摸屏上的关闭按钮，LED灯应该都能熄灭。2．任务实施过程任务内容：根据参考实施方案完成任务目标。1）在你自己的电脑上完成TIAPortal软件的安装；2）在TIAPortal软件中创建项目，并添加PLC、触摸屏等硬件，完成硬件组态；3）编写PLC程序并下载到PLC；4）在TIAPortal软件中对PLC程序进行仿真调试；5）编写触摸屏HMI人机界面并进行下载；6）对PLC程序和触摸屏进行仿真联调；7）LED灯控制的实物接线和联调。3．任务评价任务名称西门子S7-1200/1500PLC开发环境入门小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理清洁的工作环境5

整理物品位置5

时刻注意安全5

养成节省成本的意识5

学习方法学习方法是否有效，并值得借鉴5

专业认知能力安装TIAPortal软件的步骤5

编写PLC程序的基本步骤5

编写触摸屏界面的基本步骤5

调试PLC和触摸屏的基本方法5

专业实践能力是否成功安装了TIAPortal软件5

是否正确编写PLC程序并下载到PLC5

是否正确编写触摸屏界面并进行下载5

实物接线操作是否正确10

PLC程序和触摸屏进行联调的结果是否正确10

总分100

小结TIAPortal集成开发环境TIAPortal的安装基本的位逻辑指令常用位逻辑指令的使用编写PLC程序并下载到PLC编写触摸屏HMI人机界面并进行下载LED灯控制的实物接线和联调任务使用S7-1200PLC来实现电机的启停控制。具体要求：PLC的输入为启动按钮、停止按钮；PLC的输出控制对象为小型直流电机；系统包含一个触摸屏，在触摸屏界面上也需要设计启动按钮、停止按钮，同时需要显示电机的运行状态；完成程序设计进行系统调试时，按下启动按钮（实物按钮和触摸屏上的按钮均可），电机能启动；按下停止按钮（实物按钮和触摸屏上的按钮均可），电机能停止。任务目标知识目标：①了解PLC控制电机的应用场景；②进一步掌握位逻辑指令的使用方法；③掌握在TIAPortal中进行触摸屏HMI人机界面设计的基本方法；④掌握在TIAPortal中进行PLC程序仿真调试的方法；⑤熟悉PLC外部输入输出硬件接线的电路原理。能力目标：①能灵活使用PLC的位逻辑指令；②能对触摸屏进行基本的HMI人机界面设计；③能使用TIAPortal进行PLC程序的仿真调试；④能正确地完成PLC的基本外部输入输出硬件安装和接线。素质目标：①培养按照国家标准或行业标准从事专业技术活动的职业习惯；②培养学生的团结协作精神和效率意识。1.继电器-接触器启停控制系统三相异步电动机继电器-接触器启停控制系统电路分析电路功能①按下启动按钮SB2，三相异步电动机单向转动；②松开SB2后，三相异步电动机继续单向转动；③按下停止按钮SB1，三相异步电动机停止转动。④具有短路保护、过载保护等功能。2.SCL语言的赋值运算和逻辑运算（1）SCL语言的赋值运算SCL语言的赋值运算用符号“:=”表示；“:=”与LAD编程语言中MOVE指令对应，可以实现将符号右边的值赋值给符号左边的变量。2.SCL语言的赋值运算和逻辑运算（2）SCL语言的逻辑运算1）SCL语言的“与”逻辑运算2.SCL语言的赋值运算和逻辑运算（2）SCL语言的逻辑运算2）SCL语言的“或”逻辑运算2.SCL语言的赋值运算和逻辑运算（2）SCL语言的逻辑运算3）SCL语言的“非”逻辑运算实施方案按照控制任务要求，需要先完成硬件电路的安装和接线（若采用仿真的方式可以略过这一步），然后编写电机的启停控制的PLC程序，通过PLCSIM仿真控制器进行程序下载和调试，再设计出电机控制HMI人机界面，进行仿真调试。若无实际控制器及被控对象，可以通过观察仿真过程中输出点Q0.0，来代替被控电机。1.参考实施方案（1）参考硬件接线中间继电器的13号和14号接线柱为继电器的线圈，2号和6号接线柱为继电器的常开触点。1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试1）电机启停控制项目组态2）变量表的设置1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试3）编写控制程序①仅采用实物按钮控制电机（LAD）PLC控制程序与继电器-接触器控制电路的对比1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试3）编写控制程序②仅采用触摸屏控制电机（LAD）③采用实物按钮和触摸屏控制电机（LAD）1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试3）编写控制程序④仅采用实物按钮控制电机（SCL）⑤仅采用触摸屏控制电机（SCL）⑥采用实物按钮和触摸屏控制电机（SCL）1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计1）HMI默认变量表1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计2）HMI界面的设计1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计3）启动按钮的“按下”、“释放”事件的设置和变量关联1.参考实施方案（4）系统调试1）进行仿真联调2）实际下载并测试2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料、讨论并实施1）电机启停控制系统设计；2）电机启停控制的实物安装和接线；3）常用位逻辑指令的原理；4）电机启停控制程序设计；5）HMI界面的画面设计方法；6）S7-1200/1500PLC程序的仿真调试流程。3.任务评价任务名称电机启停控制小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理安装完成后，工位无垃圾5

安装完成后，工具和配件摆放整齐5

安装过程中，无损坏元器件及人身伤害现象5

通电调式过程中，无短路现象5

设计电气系统图设计的电气系统图可行5

绘制电气系统图美观5

电气元件图形符号标准5

安装电气系统电气元件安装牢固5

电气元件分布合理5

布线规范、美观5

接线端牢固，露铜不超过1mm5

控制功能仿真调试能正常控制电机的启动和停止5

按下实际的启动按钮，电机启动5

按下实际的停止按钮，电机停止转动5

在触摸屏上按下启动按钮和停止按钮也可以分别控制实际电机的启动和停止10

总分100

小结三相异步电动机继电器-接触器启停控制系统电路分析；SCL语言的赋值运算和逻辑运算的应用；电机启停控制系统设计；电机启停控制的实物安装和接线；电机启停控制程序设计；HMI界面的画面设计方法；S7-1200/1500PLC程序的仿真调试流程。任务控制三相异步电动机的正反转，要求该电气系统具有短路保护、过载保护等功能。具体的控制要求如下：①按下正转启动按钮SB2，三相异步电动机启动正转；②按下停止按钮SB1，三相异步电动机停止转动；③按下反转启动按钮SB3，三相异步电动机启动反转；④正转过程中不允许直接切换成反转，反转过程中也不允许直接切换成正转。任务目标知识目标：①了解PLC驱动各种电压等级负载的方法；②熟悉PLC编程中信号自锁和互锁的方法；③掌握三相异步电动机正转和反转互锁的方法。能力目标：①能设计出一个三相异步电动机正反转控制系统的电气系统图；②能编写三相异步电动机正反转控制程序；③能排除三相异步电动机正反转控制系统调试过程中出现的故障。素质目标：①培养电工安全意识；②培养团队协作能力和沟通能力。1.三相异步电动机正反转控制系统电路分析1）启动按钮的自锁按下SB2，电机能启动正转。松开SB2之后，电机不会停止。按下SB3，电机能启动反转。松开SB3之后，电机不会停止。2）正转和反转的互锁主电路中，若KM1和KM2同时接通，就会将380V的三相L1、L2、L3全部短接，哪怕只有极短的时间，都会造成严重的短路后果。因此，我们需要让KM1和KM2互锁，即同一时间最多只能让KM1和KM2的其中一个接通。1.三相异步电动机正反转控制系统3）根据继电器-接触器控制电路设计PLC控制电路①号框选是PLC的电源输入②号框选是PLC的输入③号框选是PLC的传感器电源输出④号框选是PLC的输出1.三相异步电动机正反转控制系统4）PLC控制的优势分析使用PLC控制，可以大大简化硬件设计和接线。在继电器-接触器控制系统里，要实现自锁和互锁等控制逻辑，需要进行复杂的硬件设计和接线。而在PLC程序里，只需要简单地修改程序就能轻松实现信号的自锁和互锁。如果控制逻辑一旦更改，对于继电器-接触器控制系统，可能需要全新设计和重新接线，工作量将非常大。对于PLC控制系统，只需要简单地修改程序就能完成更新。PLC控制系统的硬件接线变动非常少，如果输入输出信号没有增加的话，硬件接线是不需要变动的。越是复杂的控制逻辑，越能提现出PLC控制的优势。1.三相异步电动机正反转控制系统5）PLC控制的安全保障措施因PLC的输出信号转变速度非常快，而接触器的机械动作通常是需要一定时间，这就可能导致信号之间的互锁在微观层面失效。例如，在PLC的Q0.0给出“0”信号后2-3毫秒内Q0.1就会给出“1”信号。KM1的线圈收到“0”信号后应立即断电，但KM1的机械动作是需要一定时间的，若这时KM1还来不及完全断电，KM1的主触点来不及完全断开，而这时KM2的线圈收到了“1”信号，KM2的线圈得电，KM2的主触点就可能会在KM1的主触点断开前接通，使主电路产生短路。在PLC控制系统中，虽然在程序里实现了信号的自锁和互锁，即正反两输出线圈不能同时得电，但不能从根本上杜绝电源短路现象的发生。如一个接触器线圈虽失电，若其触点因熔焊不能分离，此时另一个接触器线圈再得电，就会发生电源短路现象。为了确保电路安全，需要在交流接触器上再次进行机械互锁。2.信号自锁互锁的应用-三人抢答系统三人抢答系统PLC的变量表2.信号自锁互锁的应用-三人抢答系统三人抢答系统HMI演示界面2.信号自锁互锁的应用-三人抢答系统三人抢答系统PLC程序选手抢答按钮的自锁：复位后，若先按下“抢答按钮1”，则程序段1全段导通，“抢答指示灯1”亮起。因“抢答指示灯1”的常开触点并联在“抢答按钮1”的两端，松开“抢答按钮1”以后，程序段1仍能保持全段导通。这就是“抢答按钮1”的信号自锁。三位选手的互锁：一旦一位选手抢先按下抢答按钮之后，另两位选手就不能再抢答成功了。这里进行了信号互锁。例如，1号选手抢先按下抢答按钮，“抢答指示灯1”亮起，“抢答指示灯1”的常闭触点就会断开，而因“抢答指示灯1”的常闭触点串联在程序段2和程序段3中，所以程序段2和程序段3就不可能全段导通了。主持人复位：因“复位按钮”的常闭触点串联在3个程序段中，当主持人按下“复位按钮”后，三段程序都断开，三个抢答指示灯都复位了。这时就可以重新抢答了。1.参考实施方案（1）硬件安装和接线1）三相异步电动机正反转PLC控制系统的I/O分配表输入输出PLC接口元器件作用PLC接口元器件作用I0.0SB1停止按钮Q0.0KM1KM1交流接触器线圈，控制三相异步电动机正转I0.1SB2正转启动按钮Q0.1KM2KM2交流接触器线圈，控制三相异步电动机反转I0.2SB3反转启动按钮

I0.3FR热继电器辅助常开触点

1.参考实施方案（1）硬件安装和接线2）所需器材清单类别名称及参考型号工具电工钳、斜口钳、剥线钳、压线钳、一字螺丝刀、十字螺丝刀、万用表材料1mm2铜芯线、0.5mm2铜芯线、冷压头、安装板、线槽、自攻钉设备小型三相异步电动机（1个）、24V-5A直流电源（1个）、220V交流电源、3P空开（1个）、3A熔断器（1组）、热继电器（1个）、交流接触器（2个）、按钮（3个）、S7-1200PLC（1个）、TP700触摸屏（1个）、网线（1根）技术资料电气系统图，工作计划表，PLC编程手册，相关电气安装标准手册1.参考实施方案（1）硬件安装和接线3）电路检测①电路里有无短路现象；②PLC所连接的电源电压、正负极是否正确；③PLC所连接的负载电压、正负极是否正确。1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试1）变量表的设置1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试2）编写控制程序①采用LAD1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试2）编写控制程序②采用SCL1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试3）仿真调试PLC程序1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计1）HMI默认变量表1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计2）HMI界面的设计1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计3)PLC程序和HMI界面的联调单击“正转”按钮后，KM1指示灯变绿1.参考实施方案（4）实物控制的调试完成了硬件的安装、接线，以及基本的短路断路测试，仿真调试成功以后，就可以进行实物调试了。实物调试应该先在主电路不上电的情况下进行，将PLC程序下载后，仔细对比控制电路的运行情况与仿真调试时是否一致。完成控制电路调试以后，最后再给主电路上电并进行调试。按照前述的任务要求，可以按以下步骤进行测试：①按下正转启动按钮SB2，三相异步电动机启动正转；②按下停止按钮SB1，三相异步电动机停止转动；③按下反转启动按钮SB3，三相异步电动机启动反转。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料、讨论并实施1）三相异步电机正反转继电器-接触器控制系统电路分析；2）信号自锁的方法，信号之间互锁的方法；3）三相异步电机正反转PLC控制系统与继电器-接触器控制系统的区别；4）三相异步电机正反转PLC控制系统的实物接线需要注意的问题；5）三相异步电机正反转PLC控制系统的电路安全保障措施；6）三相异步电机正反转控制的PLC程序设计；7）三相异步电机正反转控制的HMI人机界面设计；8）系统联调需要注意的问题。3.任务评价任务名称三相异步电机正反转控制小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理安装完成后，工位无垃圾5

安装完成后，工具和配件摆放整齐5

安装过程中，无损坏元器件及人身伤害现象5

通电调式过程中，无短路现象5

设计电气系统图设计的电气系统图可行5

绘制电气系统图美观5

电气元件图形符号标准5

安装电气系统电气元件安装牢固5

电气元件分布合理5

布线规范、美观5

接线端牢固，露铜不超过1mm5

控制功能按下正转启动按钮SB2，三相异步电动机启动正转10

按下停止按钮SB1，三相异步电动机停止转动5

按下反转启动按钮SB3，三相异步电动机启动反转10

总分100

小结三相异步电机正反转继电器-接触器控制系统电路分析；信号自锁的方法，信号之间互锁的方法；三相异步电机正反转PLC控制系统与继电器-接触器控制系统的区别；三相异步电机正反转PLC控制系统的电路安全保障措施；三相异步电机正反转控制的PLC程序设计；三相异步电机正反转控制的HMI人机界面设计。任务使用TIAPortal设计一个三相异步电机星-三角启动控制项目，要求进行控制程序设计及触摸屏画面设计。控制要求：按下正转按钮时，三相异步电动机三角形启动，10秒后，电动机自动切换为星形启动。整个过程中，任何时间按下停止按钮，电动机立即停止。在触摸屏界面上也需要设计一个启动按钮和一个停止按钮，实现实物按钮及触摸屏按钮都能实现对三相异步电机的控制。同时需要显示三相异步电机星-三角形运行、停止指示状态。任务目标知识目标：①了解定时器TOF、TONR指令功能；②掌握定时器TON指令功能；③熟悉TIAPortal的仿真调试方法；④熟悉TIAPortal虚拟仿真调试流程。能力目标：①能通过查阅资料来了解三种定时器指令；②能够熟练说出定时器指令功能原理；③能说出TIAPortal进行仿真调试流程步骤；④能举例说明一个使用PLC控制电机正反转的实际应用场景。素质目标：①培养学生的安全意识和电工安全规范操作意识；②培养学生的团结协作和效率意识。1.星-三角启动控制系统电路分析三相异步电机星-三角启动控制系统电路分析1）启动按钮的自锁按下启动按钮SB2，KM的线圈得电，KM的辅助常开触点闭合，松开SB2之后，KM的线圈会继续保持通电状态。2）KMY和KM△的互锁与任务2.2一样，在图238的左边的主电路中，我们需要让KMY和KM△互锁，即同一时间最多只能让KMY和KM△的其中一个接通。1.星-三角启动控制系统电路分析三相异步电机星-三角启动控制系统电路分析3）根据继电器-接触器控制电路设计PLC控制电路三相异步电动机的主电路不变2.定时器指令定时器指令及其说明LAD功能框SCL说明"IEC_Timer_0_DB".TP(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TP定时器可生成具有预设宽度时间的脉冲。"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TON定时器在预设的延时过后将输出Q设置为ON"IEC_Timer_0_DB".TOF(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TOF定时器在预设的延时过后将输出Q重置为OFF。"IEC_Timer_0_DB".TONR(IN:=_bool_in_,R:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TONR定时器在预设的延时过后将输出Q设置为ON。在使用R输入重置经过的时间之前，会跨越多个定时时段一直累加经过的时间。2.定时器指令（1）TP脉冲定时器脉冲定时器用于将输出Q置位为PT预设的一段时间。在IN输入信号的上升沿启动定时，Q输出变为1状态，开始输出脉冲，ET从0ms开始不断增大，达到PT预设的时间时，Q输出变为0状态。如果IN输入信号为1状态，则当前时间值保持不变。如果IN输入信号为0状态，则当前时间变为0s。IN输入的脉冲宽度可以小于预设值，在脉冲输出期间，即使IN输入出现下降沿和上升沿，也不会影响脉冲的输出。2.定时器指令（2）TON接通延时定时器在IN输入的上升沿开始定时，ET大于等于PT指定的设定值时，输出Q变为1状态，ET保持不变。IN输入电路断开时，或定时器复位线圈RT通电，定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态。如果IN输入信号在未达到PT设定的时间时变为0状态，输出Q保持0状态不变。复位线圈RT的输入端变为0状态时，如果IN输入信号为1状态，将开始重新定时。2.定时器指令（3）TOF关断延时定时器IN输入电路接通时，输出Q为1状态，当前时间被清零。在IN的下降沿开始定时，ET从0逐渐增大。ET等于预设值时，输出Q变为0状态，当前时间保持不变，直到IN输入电路接通。关断延时定时器可以用于设备停机后的延时。如果ET未达到PT预设的值，IN输入信号就变为1状态，ET被清0，输出Q保持1状态不变。复位线圈RT通电时，如果IN输入信号为0状态，则定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态。如果复位时IN输入信号为1状态，则复位信号不起作用。2.定时器指令（4）TONR时间累加器输入电路断开时，累计的当前时间值保持不变。可以用TONR来累计输入电路接通的若干个时间段。累计时间等于预设值PT时，Q输出变为1状态。复位输入R为1状态时，TONR被复位，它的ET变为0，输出Q变为0状态。加载持续时间线圈ET通电时，将PT指定的时间预设值写入TONR定时器的背景数据块的静态变量PT（"T4".PT）中，将它作为TONR的输入参数PT的实参。复位TONR时，"T4".PT也被清0。2.定时器指令例：用TON定时器设计脉冲发生程序1.参考实施方案（1）参考硬件接线1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试1）项目硬件组态和变量表的设置1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试2）编写控制程序①

用LAD编写1.参考实施方案（2）PLC的编程与仿真调试2）编写控制程序②用SCL编写1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计1）HMI默认变量表1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计2）HMI界面的设计1.参考实施方案（3）触摸屏界面设计2）HMI界面的设计1.参考实施方案（4）系统调试1）进行仿真联调2）实际下载并测试①按下启动按钮，三相异步电动机以星型方式启动运行；②电机以星型方式启动10秒后，自动转换为以三角型方式运行；③按下停止按钮SB1，三相异步电动机停止转动。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料、讨论并实施1）三相电机星-三角形启动PLC控制系统设计2）定时器指令的使用方法3）三相电机星-三角形启动控制程序设计4）触摸屏HMI人机界面的画面设计方法5）三相电机星-三角形启动PLC控制系统的仿真调试方法6）三相电机星-三角形启动PLC控制系统的硬件互锁与软件互锁的设计3.任务评价任务名称三相异步电机星-三角启动控制小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理安装完成后，工位无垃圾5

安装完成后，工具和配件摆放整齐5

安装过程中，无损坏元器件及人身伤害现象5

通电调式过程中，无短路现象5

设计电气系统图设计的电气系统图可行5

绘制电气系统图美观5

电气元件图形符号标准5

安装电气系统电气元件安装牢固5

电气元件分布合理5

布线规范、美观5

接线端牢固，露铜不超过1mm5

控制功能按下启动按钮，三相异步电动机以星型方式启动10

电机以星型方式启动10秒后，转换为以三角型方式运行10

按下停止按钮，三相异步电动机停止转动5

总分100

小结4种定时器指令三相电机星-三角形启动PLC控制系统设计三相电机星-三角形启动控制程序设计触摸屏HMI人机界面的画面设计方法三相电机星-三角形启动PLC控制系统的仿真调试方法任务用PLC编程实现8个按钮分别控制8个LED灯：系统包含8个实物按钮和8个实物LED灯，同时在触摸屏上也制作8个按钮和8个灯。用实际的按钮和触摸屏上的按钮均可以分别独立地控制8个实物灯。触摸屏上的8个灯的状态与8个实物灯的状态一致。任务目标知识目标：①掌握MOVE指令的使用方法；②掌握位逻辑指令“与”“或”运算（串联并联）的使用方法；③进一步熟悉在TIAPortal中进行PLC程序仿真调试的方法。能力目标：①能灵活使用MOVE指令；②能灵活使用位逻辑指令进行串联并联编程；③能熟练地使用TIAPortal进行PLC程序的仿真调试；素质目标：①培养严谨且规范的编程习惯。1.S7-1200/1500的移动指令S7-1200/1500的移动指令1.S7-1200/1500的移动指令用MOVE指令编程实现8个按钮分别控制8个灯，8个按钮地址分别为：I11.0~I11.7，8个灯的地址分别为：Q5.0~Q5.7用LAD实现用SCL实现1.参考实施方案（1）参考硬件接线1.参考实施方案（2）PLC程序1）PLC的变量表1.参考实施方案（2）PLC程序2）用LAD编写PLC程序灯1的处理程序灯2的处理程序程序段1是用于处理按钮1和触摸屏中的按钮1控制灯1的，虚实2个按钮并联控制灯1，任意一个按钮按下都能使得灯1亮起来。1.参考实施方案（2）PLC程序3）用SCL编写PLC程序1.参考实施方案（3）HMI人机界面1.参考实施方案（3）HMI人机界面1.参考实施方案（4）系统调试

仿真演示成功以后，对实际的PLC进行下载和测试。将程序下载到实际的PLC当中并运行，按如下步骤进行测试：①按下触摸屏上某一个按钮时，触摸屏上对应的灯亮，同时对应的实物灯也亮，松开手之后灯熄灭。②按下某一个实际的按钮，触摸屏上对应的灯亮，同时对应的实物灯也亮，松开手之后灯熄灭。③多个实物按钮同时按下，所对应的多个灯可以同时被点亮。④同时按下触摸屏上的按钮和多个实物按钮，所有按钮对应的灯可以同时被点亮。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料、讨论并实施1）MOVE指令的使用方法；2）位逻辑指令“与”“或”运算的使用方法；3）用8个按钮分别控制8个灯的实物接线；4）用8个按钮分别控制8个灯的PLC程序设计；5）用8个按钮分别控制8个灯的HMI人机界面设计。3.任务评价任务名称用8个按钮分别控制8个灯小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理安装完成后，工位无垃圾5

安装完成后，工具和配件摆放整齐5

安装过程中，无损坏元器件及人身伤害现象5

通电调式过程中，无短路现象5

设计电气系统图设计的电气系统图可行5

绘制电气系统图美观5

电气元件图形符号标准5

安装电气系统电气元件安装牢固5

电气元件分布合理5

布线规范、美观5

接线端牢固，露铜不超过1mm5

控制功能按下触摸屏上某一个按钮时，触摸屏上对应的灯亮，同时对应的实物灯也亮，松开手之后灯熄灭。5

按下某一个实际的按钮，触摸屏上对应的灯亮，同时对应的实物灯也亮，松开手之后灯熄灭。5

多个实物按钮同时按下，所对应的多个灯可以同时被点亮。10

同时按下触摸屏上的按钮和多个实物按钮，所有按钮对应的灯可以同时被点亮。5

总分100

小结S7-1200/1500的移动指令位逻辑指令“与”“或”运算的使用用8个按钮分别控制8个灯的实物接线用8个按钮分别控制8个灯的PLC程序设计用8个按钮分别控制8个灯的HMI人机界面设计任务在触摸屏上设计1个启动按钮、1个停止按钮、16个LED灯，用S7-1500PLC编程控制16个LED灯，使之呈现流水灯的效果。启动按钮和停止按钮分别用于控制流水灯的启动和停止。本次任务可以采用纯仿真来完成，也可以采用实物PLC和触摸屏来进行实验，但是不要求连接实物按钮和实物灯。任务目标知识目标：①了解西门子PLC的数据类型和数据存储结构；②掌握S7-1200/1500PLC的系统时钟的硬件组态方法；③掌握上升沿和下降沿指令；④掌握移位指令。能力目标：①能使用S7-1200/1500PLC的系统时钟进行脉冲输出；②能使用上升沿和下降沿指令来检测脉冲；③能使用移位指令控制流水灯。素质目标：①培养细致的工作作风。1.西门子S7-1200/1500PLC的数据类型西门子PLC的数据类型类型符号位数范围说明举例位bit1位0或1常称为BOOL（布尔型变量），只有两个值。I0.0，Q0.1，M0.0，V0.1等。字节Byte8位十六进制0~FF十进制0~255一个字节（Byte）等于8位（Bit），其中0位为最低位，7位为最高位。IB0、QB5、MB10、VB30等。字Word16位十六进制0~FFFF十进制0~65535相邻的两字节（Byte）组成一个字（Word），来表示一个无符号数。IW0，由IB0和IB1组成，其中I是区域标识符，W表示字，0是字的起始字节。双字DWord32位十六进制0~FFFFFFFF十进制0~4294967295相邻的两个字（Word）组成一个双字，来表示一个无符号数。MD100，由MW100和MW102组成，其中M是区域标识符，D表示双字，100是双字的起始字节。整数INT16位十进制-32768~32767整数为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。-32768~32767之间的整数，例如：1，2，3，4等双整数DINT32位十进制-2147483648~214748364732位整数和16位整数一样，为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。-2147483648~2147483647之间的整数，例如：1，2，3，4等实数Real32位-3.402823466×1038~3.402823466×1038几乎可以表示所有的实数例如：5.1415926常数

不定

可以是字节、字或双字，以二进制方式存储，也可以用十进制，十六进制ASCII码或浮点数形式来表示。T#500ms，π等1.西门子S7-1200/1500PLC的数据类型西门子PLC中所用到的常数符号说明举例B#16#，W#16#，DW#16#十六进制字节、字和双字B#16#45：十六进制字节常数45D#IEC日期常数D#2004115：2004年1月15日L#32位双整数常数L#-5：长整数-5P#地址指针常数P#M20：M20的地址S5T#S5时间常数(16位)S5T#4S30MS：4秒30毫秒T#IEC时间常数(32位，带符号)T#1D_2H_15M_30S_45MS：1天2小时15分30秒45毫秒TOD#实时时间常数(16位/32位)TOD#235045300TOD#23:50:45.300C#计数器常数(BCD编码)C#1502#二进制常数2#10010011：二进制常数100100112.西门子S7-1200/1500PLC的数据存储结构MD100的数据存储结构MB100为内部存储器的第100个字节，包含了M100.0~M100.7等8个位。MW100为内部存储器的第100个字，包含了MB100和MB101，即M100.0~M100.7、M101.0~M100.7等16个位。MD100为内部存储器的第100个双字，包含了MW100~MW102，即MB100、MB101、MB102、MB103等4个字节，也即M100.0~M100.7、M101.0~M101.7、M102.0~M102.7、M103.0~M103.7等32个位。双字地址字地址字节地址位地址MD100MW100MB100M100.7M100.6M100.5M100.4M100.3M100.2M100.1M100.0MB101M101.7M101.6M101.5M101.4M101.3M101.2M101.1M101.0MW102MB102M102.7M102.6M102.5M102.4M102.3M102.2M102.1M102.0MB103M103.7M103.6M103.5M103.4M103.3M103.2M103.1M103.02.西门子S7-1200/1500PLC的数据存储结构【例】1：当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，分别是哪2个位为“1”？解：MW20由2个字节MB20和MB21构成。MB20由M20.0~M20.7构成，MB21由M21.0-M21.7构成。简单的说就是MW20是由M20.0-M21.7共16个位构成。当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，MB20为“00001001”，MB21为“00000000”，由此可见，M20.3和M20.0这2个位为“1”。2.西门子S7-1200/1500PLC的数据存储结构【例】2：

当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，转化为十进制的整数（INT）是多少？解：在TIAPortal软件中建一个项目，在PLC的监控表中新建一个变量MW20，显示格式设置为二进制，修改值输入：2#0000_1001_0000_0000，按下“Shift+F9”更新监视值。将显示格式设置为十六进制，其监视值显示为：16#0900。将显示格式设置为无符号十进制，其监视值显示为：2304。3.沿指令上升沿和下降沿跳变检测指令LADSCL说明不可用扫描操作数的信号上升沿。在分配的“IN”位上检测到正跳变（断到通）时，该触点的状态为TRUE（通）。不可用扫描操作数的信号下降沿。在分配的“IN”位上检测到负跳变（通到断）时，该触点的状态为TRUE（通）。不可用在信号上升沿置位操作数。在进入线圈的能流中检测到正跳变（断到通）时，分配的位“OUT”为TRUE。能流输入状态总是通过线圈后变为能流输出状态。不可用在信号下降沿置位操作数。在进入线圈的能流中检测到负跳变（通到断）时，分配的位“OUT”为TRUE。能流输入状态总是通过线圈后变为能流输出状态。3.沿指令P_TRIG和N_TRIG指令LADSCL说明不可用扫描RLO（逻辑运算结果）的信号上升沿。在CLK能流输入中检测到正跳变（断到通）时，Q逻辑状态为TRUE。不可用扫描RLO的信号下降沿。在CLK能流输入中检测到负跳变（通到断）时，Q逻辑状态为TRUE。3.沿指令R_TRIG和F_TRIG指令LADSCL说明R_TRIG_DB"(CLK:=_in_,Q=>_bool_out_);"在信号上升沿置位变量。分配的背景数据块用于存储CLK输入的前一状态。在CLK能流输入中检测到正跳变（断到通）时，Q逻辑状态为TRUE。R_TRIG指令不能放置在程序段的开头或结尾。F_TRIG_DB"(CLK:=_in_,Q=>_bool_out_);"在信号下降沿置位变量。分配的背景数据块用于存储CLK输入的前一状态。在CLK能流输入中检测到负跳变（通到断）时，Q逻辑状态为TRUE。在LAD中，F_TRIG指令不能放置在程序段的开头或结尾。3.沿指令沿指令的参数的数据类型参数数据类型说明M_BITBool保存输入的前一个状态的存储位INBool检测其跳变沿的输入位OUTBool指示检测到跳变沿的输出位CLKBool检测其跳变沿的能流或输入位QBoolR_TRIG指令检测到上升沿则Q输出一个程序扫描周期宽度的“1”，F_TRIG指令检测到下降沿则Q输出一个程序扫描周期宽度的“1”4.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）LADSCL说明out:=SHL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);SHL指令用于将“IN”的位序列向左移动N位后再赋值给OUT。out:=SHR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);SHR指令用于将“IN”的位序列向右移动N位后再赋值给OUT。4.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）【例】1：

将16#E001左移2位和右移2位得到的结果分别是什么？解：16#E001对应的二进制数为：1110000000000001移位指令向左、向右移动2个位的具体操作过程：

4.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）【例】2：

将Word类型的二进制数据“1110001010101101”进行SHL左移1位运算，移位3次，3次的结果依次是什么？解：首次移位前的IN值：1110001010101101首次左移后的结果：1100010101011010第二次左移后的结果：1000101010110100第三次左移后的结果：0001010101101000

4.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）LADSCL说明out:=ROL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);循环左移位序列，用于将参数IN的位序列循环向左移动N之后分配给参数OUT。out:=ROR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);循环右移位序列，用于将参数IN的位序列循环向右移动N之后分配给参数OUT。4.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）【例】1：

将二进制数“11110000101010100000111100001111”ROL循环左移3位得到的结果是什么？解：循环左移3位得到的结果是“10000101010100000111100001111111”4.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）【例】2将Word类型的二进制数据“0100000000000001”进行ROR循环右移1位，共2次，结果依次是什么？解：首次循环移位前的IN值：0100000000000001首次循环右移1位后的结果：1010000000000000第二次循环右移1位后的结果：01010000000000001.参考实施方案（1）参考硬件接线16个LED的流水灯的实物接线示意图1.参考实施方案（1）参考硬件接线16个LED的流水灯的线路图1.参考实施方案（2）PLC程序1）PLC的变量表1.参考实施方案（2）PLC程序2）用LAD编写PLC程序打开系统时钟1.参考实施方案（2）PLC程序2）用LAD编写PLC程序16LED流水灯[FC1]（LAD编写，方法1）16LED流水灯[FC1]（LAD编写，方法2）1.参考实施方案（2）PLC程序2）用LAD编写PLC程序主程序“Main[OB1]”1.参考实施方案（2）PLC程序3）用SCL编写PLC程序16LED流水灯-SCL[FC2]（SCL编写）然后在主程序“Main[OB1]”中调用[FC2]1.参考实施方案（3）设计HMI界面1.参考实施方案（3）设计HMI界面1.参考实施方案（3）设计HMI界面1.参考实施方案（4）系统调试1）进行仿真测试①按下启动按钮，触摸屏上的16个LED灯以2Hz的频率流动；②按下停止按钮，触摸屏上的16个LED灯暂停流动，但不会熄灭；③再次按下启动按钮，从第一个灯开始，流水灯仍然以2Hz的频率流动。2）实际下载并测试仿真演示成功以后，对实际的PLC和实际的触摸屏下载和测试。2.任务实施过程任务内容：查阅相关资料、讨论并实施1）西门子PLC的数据类型和数据存储结构；2）上升沿和下降沿指令的使用方法；3）移位指令的使用方法；4）16个LED的流水灯的实物接线；5）16个LED的流水灯的PLC程序设计；6）16个LED的流水灯的HMI人机界面设计。3.任务评价任务名称16个LED的流水灯小组成员

评价人

评价项目评价内容配分得分备注团队合作实施任务过程中有讨论5

有工作计划5

有明确的分工5

小组成员工作积极5

7S管理安装完成后，工位无垃圾5

安装完成后，工具和配件摆放整齐5

安装过程中，无损坏元器件及人身伤害现象5

通电调式过程中，无短路现象5

安装电气系统电气元件安装牢固10

电气元件分布合理5

布线规范、美观10

接线端牢固，露铜不超过1mm5

控制功能按下启动按钮，触摸屏上的16个LED灯以2Hz的频率流动；10

按下停止按钮，触摸屏上的16个LED灯暂停流动，但不会熄灭；10

再次按下启动按钮，从第一个灯开始，流水灯仍然以2Hz的频率流动。10

总分100

小结西门子PLC的数据类型；西门子PLC的数据存储结构；上升沿和下降沿指令；移位指令和循环移位指令；16个LED的流水灯的实物接线；16个LED的流水灯的PLC程序设计（LAD）；16个LED的流水灯的PLC程序设计（SCL）；16个