可编程控制器技术 课件全套 宁平华 项目1-8　初识S7-1200 -　伺服输送控制

任务1.1认识PLC主讲人：XXX时间：20XX.XX1.任务要求及分析015.任务实施步骤052.PLC概述026.任务评价标准063.PLC基本结构037.任务拓展074.PLC工作原理048.总结与展望08CONTENTS目录1.任务要求及分析01通过专业工业自动化网站，如工控网，查询PLC概念，理解其在自动化控制中的核心地位，作为工业控制的大脑，实现设备的自动化运行。访问西门子、三菱等PLC厂商官网，获取品牌历史，了解其在工业领域的深厚积累，西门子从电气起家，三菱以机械制造闻名，都拓展至PLC领域。互联网查询PLC概念在工业论坛讨论PLC高可靠性特点，如在钢铁厂高温环境下，PLC稳定运行，保障设备安全，避免因控制故障导致生产事故。探讨PLC模块化优势，在大型化工企业，可根据生产需求灵活扩展I/O模块，实现复杂工艺控制，满足多样化生产需求。讨论PLC特点及场景在工控案例库中，查找汽车制造领域PLC应用案例，如大众汽车工厂，PLC控制生产线自动化装配，提高生产效率和质量，实现精准装配。搜索食品加工行业案例，如可口可乐饮料生产线，PLC控制灌装、封盖、贴标等环节，确保产品一致性，提升生产自动化水平。收集PLC品牌型号及案例调研报告撰写，以“PLC在智能制造中的应用”为题，分析PLC在汽车、电子等行业的应用现状，总结其对产业升级的推动作用。制定学习计划，每周学习PLC编程基础，每月完成一个小型PLC项目实践，如实现小型自动化生产线控制，逐步提升技能。完成调研报告与计划任务要求研究PLC起源，从1960s美国汽车制造业需求出发，分析继电器系统缺陷，如故障率高、维护难，促使PLC诞生，满足工业控制新需求。掌握PLC定义，依据国际电工委员会（IEC）定义，明确其为工业专用数字运算系统，可编程存储器实现多种控制功能。了解PLC分类，按I/O点数与容量分，小型机适用于小型自动化设备，中型机适合中等规模产线，大型机用于大型复杂工业系统。理解起源定义分类练习信息收集，通过关键词搜索，如“PLC品牌”“应用案例”，获取大量资料，筛选有用信息，为报告撰写提供素材。学习报告撰写，按照摘要、引言、方法、结果与分析结构，撰写调研报告，锻炼逻辑思维与文字表达能力。实践信息收集与报告撰写学习PLC基本结构，熟悉CPU、存储器、输入/输出单元等核心组件功能，如CPU执行指令，存储器存储程序，输入/输出单元实现信号转换。理解PLC工作流程，从工作模式（STOP、STARTUP、RUN）入手，分析扫描周期各阶段（输出刷新、输入采样、程序执行等）作用。掌握结构与流程任务分析2.PLC概述021960s美国汽车制造业快速发展，传统继电器控制系统故障率高、维护难，无法满足生产需求，促使PLC诞生。GM提出10项招标标准，如编程灵活、模块化、高可靠性等，为PLC发展奠定基础，推动其技术进步。1960s美国汽车制造业需求1969年DEC公司推出PDP-14，这是第一台PLC，标志着PLC时代的开启，开启工业自动化新纪元。PDP-14采用模块化设计，易于扩展和维护，满足当时工业控制对灵活性和可靠性的要求。第一台PLC诞生产生背景0102国际电工委员会（IEC）定义PLC是工业专用数字运算系统，具有可编程存储器，可实现逻辑、顺序、定时等多种控制功能。该定义明确了PLC的核心功能和应用领域，使其区别于其他电子设备，专注于工业自动化控制。名称演变为避免与个人计算机（PC）混淆，PLC名称从“ProgrammableController”演变为“ProgrammableLogicController”。名称变化更准确地反映了PLC的功能特点，强调其逻辑控制能力，而非通用计算功能。定义按I/O点数与容量小型机（<256点，2KB）：适用于小型自动化设备，如小型机床、包装机等，成本低、操作简单。中型机（256-2048点，2-8KB）：适合中等规模产线，如汽车零部件生产线，功能强大、扩展性强。大型机（>2048点，>8KB）：用于大型复杂工业系统，如化工厂、发电厂等，可实现复杂工艺控制。按结构整体式（小型机）：结构紧凑，体积小，适用于空间有限的场合，如小型自动化设备控制柜内。模块式（中/大型机）：可根据需求灵活配置模块，如增加I/O模块、通信模块等，满足复杂控制需求。分类3.PLC基本结构03CPU是PLC的核心部件，负责执行指令、处理运算，如逻辑运算、数值计算等，确保控制任务准确执行。高性能CPU可提高PLC的响应速度和处理能力，满足复杂控制任务需求，如在高速生产线上的实时控制。CPU系统程序存储在ROM中，用于PLC的系统管理和运行，如操作系统、通信协议等，保证PLC基本功能。用户程序存储在RAM中，可编程存储器允许用户根据需求编写控制程序，实现个性化控制功能。存储器输入单元采用光电隔离保护，防止外部干扰信号进入PLC，提高系统可靠性，如在强电磁干扰环境下。输出单元类型多样，包括直流、交流、继电器、晶体管、晶闸管等，可驱动不同类型的外部负载。输入/输出单元电源为PLC提供稳定的电压，支持24V外设，确保PLC正常运行，如为传感器、执行器等供电。高质量电源可提高PLC的抗干扰能力和可靠性，避免因电源问题导致控制故障。电源通信接口用于PLC之间的扩展与联网，实现多台PLC协同工作，如在大型分布式控制系统中。支持多种通信协议，如以太网、Profibus等，可与上位机、其他设备进行数据交换。通信接口核心组件输入部分外部信号通过输入继电器进入PLC，实现信号转换和隔离，如传感器信号转换为PLC可识别的信号。输入继电器状态存储在输入映像区，供用户程序读取，实现外部信号与内部程序的连接。输出部分PLC根据用户程序的控制逻辑，驱动外部负载，如电机、电磁阀等，实现设备的自动化运行。输出部分采用光电隔离保护，防止外部负载对PLC的干扰，提高系统可靠性。内部控制用户程序采用梯形图逻辑实现控制功能，梯形图直观易懂，便于工程师编程和维护。PLC按照梯形图逻辑顺序扫描执行，实现对输入信号的处理和输出控制。等效电路模型4.PLC工作原理0401在STOP模式下，PLC程序停止运行，但可进行项目下载，便于程序更新和调试。此模式下PLC处于待机状态，节省能耗，同时为程序修改和优化提供便利。STOP模式02STARTUP模式是初始化过渡阶段，PLC的绿色和黄灯交替闪烁，表示系统正在初始化。该模式用于PLC启动时的硬件检测和软件加载，确保系统正常运行。STARTUP模式03RUN模式下，PLC绿灯常亮，表示程序正在执行，PLC按照扫描周期循环运行。此模式下PLC实时响应输入信号，执行用户程序，驱动外部负载，实现自动化控制。RUN模式工作模式输出刷新输出刷新阶段，PLC更新输出锁存电路，将内部输出映像区的状态输出到外部负载。该阶段确保输出信号的准确性和及时性，避免因信号延迟导致控制失误。输入采样输入采样阶段，PLC读取外部输入信号的状态，并将其存储到输入映像区，供用户程序读取。输入采样采用批量处理方式，提高采样效率，避免信号抖动对采样结果的影响。程序执行程序执行阶段，PLC按照梯形图逻辑顺序扫描执行用户程序，实现对输入信号的处理和输出控制。顺序扫描方式确保程序执行的逻辑性和顺序性，避免因程序混乱导致控制故障。自诊断自诊断阶段，PLC检测硬件异常，如电源故障、通信错误等，及时发现并处理问题。自诊断功能提高了PLC的可靠性和维护性，减少因硬件故障导致的停机时间。中断处理中断处理阶段，PLC响应优先级高的事件，如紧急停止信号，确保系统安全。中断处理机制提高了PLC的响应速度和安全性，避免因事件处理不及时导致事故。扫描周期循环扫描与批量处理PLC采用循环扫描和批量处理方式，确保信号处理的准确性和及时性，避免信号抖动影响。该方式提高了PLC的控制精度和稳定性，适用于工业自动化控制场景。串行执行PLC程序采用串行执行方式，按照梯形图逻辑顺序依次执行，避免因并行执行导致的信号冲突。串行执行方式确保程序执行的逻辑性和顺序性，提高控制系统的可靠性。特点5.任务实施步骤05使用关键词“PLC品牌”“应用案例”“S7-1200硬件”在搜索引擎中搜索，获取大量相关资料。在专业工业自动化论坛中，查找PLC应用案例讨论帖，获取实际应用中的经验和问题。关键词搜索制造业：汽车制造、电子设备制造等，PLC控制生产线自动化装配，提高生产效率和质量。自动化产线：食品加工、制药等行业，PLC控制灌装、包装等环节，确保产品一致性。智能设备：智能家居、智能工厂等领域，PLC实现设备的智能化控制和管理。案例方向信息收集选题示例PLC发展现状与趋势：分析PLC在不同行业的应用现状，预测未来发展趋势，如智能化、网络化。常用品牌对比（西门子、三菱、汇川）：从品牌历史、产品特点、市场占有率等方面进行对比分析。S7-1200硬件组成解析：详细分析西门子S7-1200的硬件结构，包括CPU、存储器、I/O模块等。报告结构摘要（10分）：简要介绍报告主题、研究方法和主要结论，突出重点内容。引言（10分）：阐述研究背景和目的，说明研究的重要性和必要性。方法（10分）：介绍信息收集和分析方法，如关键词搜索、案例分析等。结果与分析（30分）：详细展示调研结果，结合数据和案例进行深入分析，提出见解和建议。0102调研报告撰写6.任务评价标准06报告结构合理，内容逻辑连贯，数据来源可靠，确保报告的准确性和可信度。数据分析深入，能够从多个角度对PLC的应用场景进行分析，提出有价值的见解。逻辑清晰、数据准确+对PLC在不同应用场景中的特点和优势进行深度分析，如在汽车制造中的高效率、在化工行业的高可靠性。结合实际案例，说明PLC在实际应用中的效果和价值，为读者提供直观的认识。深度分析应用场景+调研报告（60分）在任务实施过程中，工具摆放整齐，工作环境整洁，体现良好的工作习惯和素养。保持工作区域的整洁和有序，有助于提高工作效率和质量。工具摆放、环境整洁5S素养（20分）表达沟通与团队协作在任务实施过程中，团队成员之间沟通顺畅，协作默契，能够高效完成任务。通过团队合作，培养团队协作能力和沟通能力，为未来的职业发展奠定基础。发展素养（20分）7.任务拓展07记录实训室PLC品牌与型号，如西门子S7-1200，了解其在实训教学中的应用。分析硬件资源，包括I/O模块、通信接口等，为后续实验和项目提供参考。目标01以表格形式对比不同PLC的硬件资源，突出各型号的特点和优势。对每种PLC的功能进行总结，说明其在不同应用场景中的适用性。输出02实训室PLC调研8.总结与展望08信息检索与报告撰写能力提高了信息检索能力，能够快速准确地获取PLC相关资料，为后续学习和研究提供支持。锻炼了报告撰写能力，掌握了调研报告的基本结构和撰写方法，能够清晰地表达研究成果。PLC定义、分类、结构、工作原理通过本次任务，深入理解PLC的定义、分类、基本结构和工作原理，掌握其在工业自动化中的核心地位和作用。学习到PLC的多种分类方式，以及不同结构特点对应用场景的影响，为实际应用提供理论基础。关键收获01工业4.0与PLC智能化随着工业4.0的发展，PLC将朝着智能化方向发展，具备更强的网络通信能力和数据分析功能。智能化PLC将实现设备的自诊断、自优化和自适应控制，提高工业生产的智能化水平。02边缘计算与物联网集成PLC将与边缘计算和物联网技术深度融合，实现设备的互联互通和数据共享。在物联网架构中，PLC作为边缘设备，负责数据采集和初步处理，为工业物联网的发展提供支持。未来方向谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务1.2搭建简单S7-1200系统主讲人：XXX时间：20XX.XX1.任务目标与需求分析2.S7-1200硬件架构3.硬件选型与安装规范4.系统搭建实施流程5.任务评价标准6.拓展实践任务010203060504目录1.任务目标与需求分析01选型标准根据产线规模与功能需求，选择合适CPU型号，考虑扩展性与兼容性，确保系统稳定运行。选用高性价比传感器、按钮/指示灯、接触器等配套设备，保障整体性能。新建自动化产线，需用S7-1200PLC控制输送线电机，实现物料的高效传输与精准控制。近期需手动启停、方向控制、物料到位检测、运行状态指示，远期预留I/O余量以扩展产能。自动化产线需求I/O点数计算近期需求4输入（启动/停止/方向/传感器）+4输出（正反转/红绿指示灯），选型标准至少8输入/8输出。推荐CPU1214C，满足近期需求且具备扩展性，为未来产能提升预留接口。项目背景2.S7-1200硬件架构02CPU模块型号多样，1211C/1212C/1214C/1215C/1217C，集成高速计数器（1MHz）、脉冲输出（200kHz）。具备运动控制、PID功能，适配不同工业场景，电源类型丰富，满足多种供电需求。1通信模块（CM）RS485/RS232模块CM1241，PROFIBUS主站CM1243-5，工业以太网CSM1277。多种通信协议支持，实现PLC与上位机、其他设备高效数据交互。3信号模块（SM）数字量模块SM1221（输入）、SM1222（输出），模拟量模块SM1231（AI）、SM1232（AQ）。混合模块SM1223（DI+DQ），灵活扩展I/O点数，适应复杂控制需求。2核心组件直接插装，不占空间，如SB1223：2DI+2DQ，便捷扩展I/O点数。无需额外导轨，节省空间，优化硬件布局。信号板（SB）最大扩展8个SM+3个CM，满足大规模工业现场设备连接与控制需求。灵活扩展，适应不同复杂程度的自动化系统，提升系统集成度。最大扩展扩展能力3.硬件选型与安装规范03选择1214CAC/DC/RLY，继电器输出驱动接触器，适配产线电机控制需求。兼容性强，性能稳定，集成丰富功能，满足近期及远期扩展需求。选用SICKGRTE18S-N1317光电式圆柱传感器，精准检测物料到位情况。高灵敏度、高可靠性，适应工业现场复杂环境，确保检测准确无误。选用正泰CJX2-1210接触器，匹配电机功率，实现电机正反转控制。电气寿命长，机械性能稳定，保障设备长期可靠运行。采用正泰LAY39B系列按钮/指示灯，24V兼容PLC输出，操作便捷直观。耐用性强，防护等级高，适配工业现场，提升人机交互体验。PLCCPU选型传感器选型按钮/指示灯选型接触器选型选型方案上下25mm空隙，前端25mm操作空间，保障PLC散热良好，避免过热故障。合理布局，优化散热效果，提升系统稳定性。散热间距IP54防护外壳，温度≤40℃，垂直/水平安装，确保PLC运行环境稳定。防尘防水，适应工业现场恶劣条件，延长设备使用寿命。75mm间距固定，模块间总线连接器对齐，确保连接稳固可靠。规范安装，便于维护与扩展，提升整体系统集成度。环境要求DIN导轨安装安装准则安装CPU到导轨按图1-13操作，将CPU模块精准安装到DIN导轨上，确保连接稳固。安装到位后，检查模块固定情况，避免松动影响运行。扩展SM模块依据图1-16，依次扩展信号模块，确保模块间总线连接器对齐。扩展完成后，进行功能测试，验证各模块通信与控制功能正常。连接CM通信模块按图1-17连接通信模块，确保通信协议适配，实现PLC联网功能。测试通信链路，确保数据传输稳定可靠，满足工业自动化通信需求。端子板接线依据图1-18完成端子板接线，确保接线牢固、无误，避免短路故障。接线完成后，进行电气测试，验证电路连接正确性，保障系统安全运行。关键步骤4.系统搭建实施流程04输入地址I0.0分配给物料传感器，I0.1为启动按钮，I0.2为停止按钮，I0.3为方向选择开关。输出地址Q0.0分配给正转接触器KM1，Q0.1为反转接触器KM2，Q0.2为绿色指示灯，Q0.3为红色指示灯。I/O分配表硬件配置要点根据I/O分配表，将传感器、按钮、指示灯、接触器等设备正确连接到PLC相应端口。配置完成后，进行功能测试，验证各设备控制功能正常，确保系统可靠运行。硬件配置主电路：断路器→接触器→电机，确保电路连接正确，保障电机供电稳定。接线完成后，进行绝缘测试，确保电路绝缘性能良好，避免漏电故障。主电路接线输入：24VDC传感器/按钮接入PLC输入端子，确保信号传输稳定可靠。输出：PLC继电器输出驱动接触器线圈，实现电机正反转控制，接线完成后进行功能测试。控制电路接线电气接线TIAPortal安装关闭杀毒软件，管理员权限运行Start.exe，确保安装过程顺利进行。处理注册表冲突，删除PendingFileRenameOperations，避免安装报错。软件配置要点选择中文语言，完成STEP7与WinCC集成安装，确保软件功能完整。安装完成后，进行软件测试，验证功能模块正常运行，满足工业自动化编程需求。0102软件安装5.任务评价标准05型号匹配硬件选型符合项目需求，型号适配，确保系统稳定运行。选用的PLC、传感器、按钮/指示灯、接触器等设备性能可靠，满足工业现场需求。接线正确电气接线牢固、无误，符合电气规范，避免短路与接触不良故障。接线完成后进行电气测试，确保电路连接正确，保障系统安全运行。I/O图规范I/O分配表清晰规范，地址分配合理，便于后续编程与维护。图表标注详细，易于理解，为系统调试与故障排查提供便利。硬件选型与安装TIAPortal安装成功，软件运行稳定，无报错提示。软件功能完整，满足工业自动化编程与组态需求。博途运行无报错软件安装01无带电操作严格遵守电气安全规范，杜绝带电操作，确保人身与设备安全。操作前进行验电，确认无电后方可进行接线与调试工作。02穿戴合规操作人员穿戴合规的劳保用品，如绝缘手套、安全帽等。确保操作人员安全防护到位，降低安全风险。安全素养工具使用后及时归位，摆放整齐，便于下次使用。保持工具整洁，定期维护，延长工具使用寿命。工具归位工作场地保持整洁，无杂物堆放，确保工作环境安全舒适。每日工作结束后进行场地清理，养成良好工作习惯。场地整洁5S管理团队成员之间沟通顺畅，及时反馈问题，协同解决问题。定期召开团队会议，总结工作进展，优化工作流程。沟通有效02团队成员分工明确，各司其职，高效完成任务。根据成员技能特长进行合理分工，提升团队整体效率。分工明确01团队协作6.拓展实践任务06模块型号记录记录现有S7-1200模块型号，如SM1231、CM1241等，为后续学习与实践提供参考。详细记录模块参数，如信号类型、通信协议等，便于对比分析。功能分析分析模块功能，明确信号类型、通信协议、扩展场景等关键信息。通过实际操作与测试，验证模块功能，加深对硬件架构的理解。实训室模块调查TIAPortalV16安装完成TIAPortalV16安装，确保软件功能完整，满足工业自动化编程需求。安装过程中注意处理常见问题，如注册表冲突等，确保安装顺利。项目创建与配置创建新项目，添加CPU1214C并配置I/O，实现硬件与软件的协同工作。进行程序编写与调试，验证系统功能，提升软件应用能力。博途软件实操谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务2.1电动机的起保停控制主讲人：XXX时间：20XX.XX01020304一、任务要求及分析二、任务准备三、任务实施四、任务评价05五、任务拓展CONTENTS目录一、任务要求及分析0102完成程序编写与调试：根据上述任务要求完成PLC程序的编写与调试，确保控制逻辑准确无误，运行稳定可靠。01实现连续运行控制：用PLC实现三相异步电动机的连续运行控制，按下起动按钮，电动机起动并单向持续运转；按下停止按钮，电动机停止运转。任务要求控制逻辑分析自锁环节：按下起动按钮，交流接触器线圈得电，松开按钮后线圈仍得电，需要在软件中增加自锁环节，确保电动机持续运行。停止控制：按下停止按钮，电动机停止运行，需要在软件中输出线圈指令前串联停止按钮触点，使输出线圈失电，电动机停止运行。与继电器控制对比继电器控制：传统继电器控制系统采用硬件接线方式，触点易磨损，连线复杂，维护成本高，控制逻辑修改困难。PLC控制优势：PLC采用软件编程实现控制逻辑，无机械触点磨损，维护成本低，控制逻辑修改灵活，可靠性高，可扩展性强。0101任务分析二、任务准备02梯形图（LAD）特点：图形化编程语言，类似继电器逻辑，由触点、线圈和指令框组成，能流从左往右流动，适合基础逻辑控制。应用：适用于简单控制任务，如启保停、正反转等，便于初学者学习与应用。01功能块图（FBD）特点：基于布尔代数符号的图形化编程语言，适合复杂逻辑运算，可复用功能块，提高编程效率。应用：适用于数据处理、复杂控制算法实现，如PID控制、运动控制等。02结构化控制语言（SCL）特点：基于PASCAL的高级编程语言，支持复杂数据结构与算法，适用于数据管理与数学计算。应用：适用于复杂数据处理与算法实现，如数据分析、数学模型构建等。03010203S7-1200PLC编程语言简介功能：存储外部输入的数字量信号，外部输入电路接通时为ON（1状态），断开时为OFF（0状态）。应用：在梯形图中可多次使用输入端的常开触点和常闭触点，实现复杂的输入逻辑。输入过程映像寄存器（I）功能：存储输出信号，驱动外部负载，线圈“通电”时对应的硬件继电器触点闭合，负载通电。应用：在梯形图中可多次使用输出位的常开触点和常闭触点，实现复杂的输出控制。输出过程映像寄存器（Q）功能：类似于中间继电器，存储中间操作状态或其他控制信息，可按字节、字或双字存取。应用：用于实现复杂的控制逻辑，存储中间状态，便于程序的模块化设计。位存储器（M）位元件（I/Q/M）及编程常开触点与常闭触点功能：常开触点在位为1时闭合，常闭触点在位为0时闭合，串联进行“与”逻辑运算，并联进行“或”逻辑运算。应用：构建复杂的逻辑控制电路，实现多种控制功能。输出线圈功能：将逻辑运算结果写入指定地址，线圈通电时写入1，断电时写入0。应用：实现对输出设备的控制，如驱动接触器线圈，控制电动机运行。取反触点功能：取反触点在没有能流流入时有能流流出，有能流流入时没有能流流出。应用：实现逻辑取反功能，用于特殊控制逻辑。位逻辑指令继电器控制：固定功能，难以改变或增加功能，工艺改变需重新设计。PLC控制：灵活性和可扩展性好，通过修改程序即可改变控制逻辑。适应性继电器控制：机械触点易损坏，连线多，可靠性差，维护困难。PLC控制：无触点，可靠性高，寿命长，具有自检和监视功能，维护方便。可靠性与可维护性继电器控制：设计、施工、调试依次进行，周期长，维护困难。PLC控制：现场施工和控制逻辑设计可同时进行，周期短，调试和维护方便。设计和施工PLC与继电器控制的区别输入输出电气接线输入接线：开关输入一端接PLC输入端子，另一端接电源。输出接线：输出元件一端接PLC输出端子，另一端接电源。传感器接线：外部传感器可借用PLC的输入电源24VDC，电感式三线传感器接线需注意电源正负极和信号线的连接。PLC的电气接线三、任务实施03I/O地址分配I/O地址分配表绘制接线图：根据控制要求及I/O地址分配，绘制电动机连续运行控制的PLCI/O接线图，确保接线正确无误。I/O接线图01项目名称：在博途中新建一个项目，命名为“起保停”。新建项目02型号选择：在项目硬件组态中添加与现场一致的PLC控制器，如CPU1215CDC/DC/DC。添加PLC控制器03变量表：编辑变量表，定义需要用到的变量，变量名应简洁易懂，增加程序的易读性。定义变量硬件组态与变量设置进入编程界面：通过“启动”→“新手上路”→“创建PLC程序”或项目视图进入PLC编程窗口。打开编程窗口参考程序：在Main[OB1]窗口中，通过拖拽指令符号编写梯形图程序，实现电动机的起保停控制逻辑。编写程序程序设计程序状态监控：将硬件组态和程序下载到PLC中，设置为RUN模式，进入程序状态监控界面，监控程序运行状态。软件调试功能测试：按下起动按钮，电动机应持续运行；按下停止按钮，电动机应停止运行，测试控制功能是否正常。软硬件联调检查接线：确保硬件接线正确无误，无短路、接触不良等问题。硬件调试项目调试四、任务评价0401I/O接线图绘制：10分，接线图绘制准确，符合电气规范。元件安装：10分，元件安装牢固，布局合理。硬件接线：10分，接线正确，无误操作。硬件安装与接线03危险用电：每次扣5分，存在危险用电等情况。带电插拔：每次扣3分，存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况。穿着规范：每次扣5分，穿着不符合生产要求。安全素养05表达沟通：5分，表达清晰，沟通顺畅。团队协作：5分，团队协作默契，分工明确。发展素养02硬件组态与程序下载：10分，硬件组态准确，程序下载无误。程序实现自锁：10分，程序逻辑正确，实现自锁功能。程序实现停止：10分，程序逻辑正确，实现停止功能。程序状态监控：10分，熟练使用程序状态监控法，监控程序运行状态。编程与调试04桌面整洁：5分，桌面物品和工具摆放整齐、整洁。地面干净：5分，地面清理干净，无杂物。5S素养评分标准五、任务拓展05设计要求：在“启-保-停”的基础上，增加过载保护功能，当电动机过载时，自动停止运行，保护设备。01实现方法：在PLC程序中增加过载检测逻辑，当检测到过载信号时，切断电动机电源，停止运行。02添加过载保护功能设计要求：用PLC实现一台电动机的异地启停控制，在甲地或乙地按下起动按钮时，电动机连续运转；在甲地或乙地按下停止按钮时，电动机停止运转。01实现方法：在PLC程序中增加异地启停逻辑，通过多个起动按钮和停止按钮的信号组合，实现异地控制功能。02实现异地启停控制谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务2.2电动机的正反转运行控制主讲人：XXX时间：20XX.XX目录CONTENT一、任务要求及分析01三、任务实施03二、任务准备02四、任务评价04五、任务拓展05一、任务要求及分析01实现正反转控制：用PLC实现三相异步电动机的正反转运行控制，按下正向起动按钮，电动机正向运转；按下反向起动按钮，电动机反向运转；按下停止按钮，电动机停止运行。任务要求01控制逻辑：正反转控制需设置互锁环节，防止正反转同时启动，通过PLC程序实现正反转切换与停止功能。02互锁机制：正反转接触器线圈得电时，对方接触器线圈失电，确保电动机只能单方向运行，避免电源短路。任务分析二、任务准备02010101置位指令（S）：将指定位操作数置为1并保持，用于启动电动机正转或反转。复位指令（R）：将指定位操作数置为0并保持，用于停止电动机运行。优先级规则：同一操作数的S和R同时断电时，状态保持；同时得电时，后执行的指令优先。置位和复位指令010203字（Word）：16位，16#0000～16#FFFF，用于存储较大的整数值。字节（Byte）：8位，16#00～16#FF，用于存储较小的整数值。位（Bool）：1位，0或1，用于表示开关状态。0405浮点数（Real）：32位，±1.18×10^-38～±3.40×10^38，用于表示小数。双字（DWord）：32位，16#00000000～16#FFFFFFFF，用于存储更大的整数值。S7-1200PLC支持的数据类型0201经验设计法：基于已有典型梯形图，根据控制要求修改完善，适用于逻辑关系较简单的程序设计。设计步骤：分析控制要求、选择控制原则、设计主令元件和检测元件、设计执行元件控制程序、检查修改完善程序。PLC程序经验设计法三、任务实施03I/O地址分配表接线要点：正反转按钮接入PLC输入端子，接触器线圈由PLC输出端子驱动，确保接线正确无误。I/O接线图01新建项目：在博途中新建项目“电动机的正反转控制”。02添加PLC控制器：选择CPU1215CDC/DC/DC。定义变量：定义变量名，如SB1、SB2、SB3、KM1、KM2，确保程序易读性。03硬件组态与变量设置程序段1：正转起动与停止，利用KM1的常开触点与SB1并联形成自锁，串联KM2的常闭触点实现互锁。程序段2：反转起动与停止，利用KM2的常开触点与SB2并联形成自锁，串联KM1的常闭触点实现互锁。程序段3：停止控制，按下SB3时，KM1和KM2均失电，电动机停止运行。程序设计0102仿真调试：使用S7PLCSIM仿真软件，加载硬件配置，下载程序，通过变量表监控输入输出状态，验证程序功能。硬件调试：在实际硬件环境中，检查接线，下载程序，测试正反转与停止功能，确保运行稳定。项目调试四、任务评价04硬件安装与接线（30分）：I/O接线图绘制（10分）、元件安装（10分）、硬件接线（10分）。编程与调试（40分）：程序能实现正转连续运行（10分）、程序能实现反转连续运行（10分）、程序能实现停止（10分）、会使用变量表法监控程序运行（10分）。安全素养（10分）：危险用电扣5分/次，带电插拔扣3分/次，穿着不符合要求扣5分/次。5S素养（10分）：桌面物品摆放整齐（5分）、地面清理干净（5分）。发展素养（10分）：表达沟通能力（5分）、团队协作能力（5分）。0102030405评分标准五、任务拓展05设计思路：采用启保停逻辑，正转按钮启动，KM1自锁保持，反转按钮启动，KM2自锁保持，停止按钮复位。01用“启—保—停”编程方式实现正反转控制设计思路：增加热继电器FR作为过载保护，FR动作时切断KM1和KM2，停止电动机运行。带过载保护功能的正反转控制系统设计思路：设置行程开关SQ1和SQ2，小车前进至SQ2自动后退，后退至SQ1自动前进，实现自动往返。运料小车自动往返PLC控制谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务2.3电动机的Y-△减压起动控制主讲人：XXX时间：20XX.XX

目录CONTENTS01.一、任务要求与分析二、知识学习02.三、任务实施03.四、任务评价04.五、任务拓展05.一、任务要求与分析01实现减压起动控制：用PLC实现电动机的Y-△减压起动控制，按下起动按钮，电动机星形（Y）起动；起动结束后切换成三角形（△）运行；按下停止按钮，电动机停止运转。01任务要求0102控制逻辑：起动时电动机星形联结，5秒后切换为三角形联结运行，需设置定时器实现延时切换。保护功能：电路需具备短路保护、过载保护功能，确保电动机安全运行。任务分析二、知识学习020102定时器种类TP脉冲定时器：生成预设宽度的脉冲信号。TON接通延迟定时器：延时后输出Q置为ON。TOF关断延迟定时器：延时后输出Q置为OFF。TONR保持型接通延迟定时器：延时后输出Q置为ON，可累加时间。TON接通延迟定时器功能：输入IN从0跳变为1时启动定时器，延时后输出Q置为ON。参数：IN（启用输入）、PT（预设时间）、Q（输出）、ET（经过时间）。应用场景：用于延时控制，如电动机起动延时。定时器计数器种类CTU加计数器：CU输入从0变1时，计数值CV加1，CV≥PV时输出Q置为ON。CTD减计数器：CD输入从0变1时，计数值CV减1，CV≤0时输出Q置为ON。CTUD加/减计数器：CU加1，CD减1，CV≥PV时输出QU置为ON，CV≤0时输出QD置为ON。应用场景CTU计数器：用于计数控制，如计数电动机起动次数。CTD计数器：用于计数控制，如计数电动机停止次数。CTUD计数器：用于双向计数控制，如计数电动机正反转次数。计数器三、任务实施03I/O地址分配表I/O接线图项目名称：在博途中新建项目“电动机的Y-△控制”。新建项目型号选择：选择CPU1215CDC/DC/DC。添加PLC控制器变量表：定义变量名，如SB1、SB2、FR、KM1、KM2、KM3、L1、L2，确保程序易读性。定义变量030201硬件组态与变量设置程序段1功能：实现电源接触器KM1的起动和停止。逻辑：按下起动按钮SB1，KM1得电，电动机电源接通；按下停止按钮SB2，KM1失电，电动机停止。程序段2功能：实现三角形延时起动。逻辑：星形起动后，延时5秒，三角形接触器KM2得电，电动机切换为三角形运行。功能：实现星形起动延时5秒后切换到三角形运行，三角形运行指示灯L2亮。逻辑：延时5秒后，KM2得电，电动机切换为三角形运行，同时L2亮，KM3失电，星形接触器断开，确保互锁。程序段4功能：实现星形起动接触器起动，星形起动指示灯L1亮。逻辑：按下起动按钮SB1，星形接触器KM3得电，电动机星形起动，同时L1亮。程序段3程序设计仿真环境：若无硬件设备，可使用S7PLCSIM仿真软件进行调试。0103调试方法：通过仿真器的变量表监控输入输出状态，验证程序功能，确保电动机按要求运行。02下载步骤：在项目视图中，选中PLC设备，点击下载图标，将程序下载到PLC或仿真器。启动仿真软件用户程序下载程序仿真调试项目调试四、任务评价041硬件安装与接线（30分）：I/O接线图绘制（10分）、元件安装（10分）、硬件接线（10分）。2编程与调试（40分）：程序能实现星形起动（10分）、程序能正常切换到三角形运行（10分）、程序能实现停止（10分）、会使用仿真器进行程序调试（10分）。3安全素养（10分）：危险用电扣5分/次，带电插拔扣3分/次，穿着不符合要求扣5分/次。45S素养（10分）：桌面物品摆放整齐（5分）、地面清理干净（5分）。5发展素养（10分）：表达沟通能力（5分）、团队协作能力（5分）。评分标准五、任务拓展05设计思路：采用置位指令实现电动机星形起动和三角形运行，复位指令实现停止功能。用置位、复位指令完成PLC编程设计设计思路：利用计数器实现正反转次数计数，达到10次后自动切换方向，循环运行。设计电动机正反转十次循环控制程序设计思路：设置行程开关和延时定时器，实现小车自动往返五次控制，完成五次后停止。运料小车自动往返五次控制谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务3.1设计竞赛抢答器主讲人：XXX时间：20XX.XX目录-CONTENTS01020304一、任务要求与分析二、知识学习三、任务实施四、任务评价05五、任务拓展一、任务要求与分析01功能实现：设计一个4路抢答器，包含选手抢答按钮、主持人控制按钮、指示灯等，实现正常抢答、违规处理与系统复位功能。01任务要求互锁机制：抢答开始后，首位抢答选手锁定，后续抢答无效，确保抢答公平性。0202控制逻辑：主持人控制抢答开始与复位，选手抢答触发对应指示灯，违规抢答触发报警灯闪烁，系统需准确判断抢答顺序与违规情况。0101任务分析二、知识学习0201置位与复位：置位位域指令SET_BF可连续置位多个位，复位位域指令RESET_BF可连续复位多个位，用于批量控制指示灯状态。03边沿检测：边沿检测触点与线圈指令可检测信号的上升沿或下降沿，用于捕捉按钮按下瞬间信号，避免抖动影响。02SR与RS触发器：SR复位优先，RS置位优先，用于处理抢答信号的置位与复位，确保信号准确响应。位逻辑指令系统存储器：提供首次循环、诊断状态更改、常1、常0等特殊功能位，用于程序初始化与状态监测。时钟存储器：提供多种频率的时钟脉冲，如1Hz用于违规指示灯闪烁控制，实现周期性报警提示。系统和时钟存储器功能设置三、任务实施03I/O地址分配表接线要点：按钮接入PLC输入端子，指示灯由PLC输出端子驱动，确保接线正确无误，避免短路与误操作。01I/O接线图项目创建：在博途中新建“四路抢答器”项目，添加CPU1215CDC/DC/DC，定义相关变量，确保程序易读性。”硬件组态与变量设置010203复位功能：利用复位按钮与首次循环信号，复位所有指示灯与标志位，为新一轮抢答准备。开始功能：主持人按下开始按钮后，点亮开始指示灯，激活抢答功能，同时清除按钮抖动影响。抢答操作：判断选手抢答顺序，首位抢答选手点亮对应指示灯并锁定，后续抢答无效；违规抢答触发报警灯闪烁。程序设计软件调试：通过程序状态监控法，监控程序运行状态，修改逻辑错误，确保功能正常。硬件调试：检查接线，测试按钮响应与指示灯显示，确保硬件运行稳定。项目调试四、任务评价04编程与调试（40分）：主持人操作功能正确（8分）、抢答按键功能正常（16分）、指示灯功能正常（12分）。PART025S素养（10分）：桌面物品摆放整齐（5分）、地面清理干净（5分）。PART04安全素养（10分）：危险用电扣5分/次，带电插拔扣3分/次，穿着不符合要求扣5分/次。PART03硬件安装与接线（30分）：I/O接线图绘制（10分）、元件安装（10分）、硬件接线（10分）。PART01发展素养（10分）：表达沟通能力（5分）、团队协作能力（5分）。PART05评分标准五、任务拓展05顺序起动设计：编写程序实现两台电动机顺序起动与停止控制，按下起动按钮后M1起动，M2延时起动；按下停止按钮后M1停止，M2延时停止。谢谢大家主讲人：AiPPT时间：20XX.XX任务3.2竞赛抢答器的进阶主讲人：XXX时间：20XX.XX目录01一、任务要求与分析02二、任务准备03三、任务实施04四、任务评价05五、任务拓展一、任务要求与分析01竞赛抢答器包含1个主持人总台和3个参赛组分控台，总台设置电源、允许抢答、违规指示灯及抢答成功组号显示器，分控台设置抢答成功指示灯和抢答、开始答题、回答完毕按钮。竞赛开始时，主持人按下起动按钮，电源指示灯亮，各组总分赋值100分。抢答需在主持人按下允许抢答按钮后10秒内完成，违规抢答将导致系统减10分。抢答成功组答题时间为30秒，答题结束按下回答完毕按钮，答题用时和答题时间计时器停止计时，主持人根据答案加或减10分。主持人按下复位按钮，数据复位；按下停止按钮，电源指示灯熄灭，各组总分清零。抢答器功能设计01触摸屏上主持人区设置起动、停止、允许抢答、复位、加分、减分按钮，各参赛组设置抢答、开始答题、回答完毕按钮，按钮ON/OFF状态有明显区别。通过触摸屏可显示抢答器当前所处的实时工作状态，包括倒计时时间，单位为秒，精确到0.1秒，相关时间可设置。设置加密页，输入正确密码可跳转至时间设置界面，对抢题目时间和答题时间进行设置。人机界面设计要求02任务要求主持人通过总台控制竞赛流程，包括起动、停止、允许抢答、复位、加分、减分等操作，各操作之间存在先后顺序和逻辑关系，需准确实现。参赛组通过分控台进行抢答和答题操作，抢答需在规定时间内完成，答题时间有限制，系统需准确判断抢答顺序和答题时间，实现相应的加分或减分操作。系统需具备违规处理功能，对违规抢答的参赛组进行减分，并通过违规指示灯提示。根据任务要求，可将竞赛抢答器系统划分为电源控制模块、抢答控制模块、答题控制模块、计时模块、分数管理模块、人机界面模块等。电源控制模块负责控制电源的启停，为系统提供稳定的电源支持；抢答控制模块实现参赛组的抢答操作和抢答顺序判断；答题控制模块管理答题过程中的时间控制和答题结果处理；计时模块提供抢答时间和答题时间的倒计时功能；分数管理模块根据答题结果和违规情况进行分数的加减操作；人机界面模块通过触摸屏实现人机交互，显示系统状态和操作界面。控制逻辑分析系统功能模块划分任务分析二、任务准备02移动指令用于将一个变量的值赋给另一个变量，实现数据的传递和更新。在竞赛抢答器中，移动指令可用于将抢答成功组号、答题时间等数据传递到相应的显示变量中，以便在人机界面上显示。使用移动指令时，需注意目的地址的存储区大小与输入端的数据长度相匹配，避免数据丢失或错误。例如，将一个整数型变量的值移动到一个双字型变量中，可能会导致数据精度丢失或超出存储范围。移动指令比较指令用于比较两个数据的大小关系，判断是否相等、大于或小于等条件。在竞赛抢答器中，比较指令可用于判断抢答时间是否超时、答题时间是否结束等条件，从而触发相应的控制动作。比较指令支持多种数据类型，如整数、双整数、浮点数等，使用时需确保比较的数据类型相同，否则可能导致比较结果不准确。例如，比较一个整数型变量和一个浮点型变量的大小时，需先将其中一个变量转换为与另一个变量相同的数据类型。比较指令数学运算指令包括加、减、乘、除等基本运算操作，用于对数据进行数学计算。在竞赛抢答器中，数学运算指令可用于计算参赛组的总分，根据答题结果和违规情况进行加减分操作。数学运算指令的操作数数据类型需一致，且需注意数据范围和精度，避免运算结果超出存储范围或出现精度误差。例如，在进行分数加减运算时，需确保分数变量的数据类型能够容纳运算结果，避免数据溢出。数学运算指令数据处理指令组态工具与方法HMI与PLC的整合SIMATICS7-1200与SIMATICHMI精简系列面板的整合为竞赛抢答器提供了简单高效的可视化和控制解决方案。通过HMI面板，主持人和参赛组可以方便地进行操作和查看系统状态。HMI面板与PLC通过PROFINET接口进行通信，实现数据的实时传输和交互。在组态过程中，需正确配置HMI和PLC的通信参数，确保两者能够稳定可靠地连接和通信。SIMATICSTEP7Basic是西门子开发的高集成度工程组态系统，提供了直观易用的编辑器，用于对SIMATICS7-1200和SIMATICHMI精简系列面板进行高效组态。在组态过程中，可使用STEP7Basic的图形化界面进行操作，通过拖拽、配置属性等方式完成HMI画面的设计和功能实现。同时，需熟悉HMI面板的各种控件和功能，如按钮、指示灯、文本域、I/O域等，以便合理布局和设置人机界面。SIMATICHMI精简系列面板的组态三、任务实施03输入元件地址分配起动按钮（I0.0）、停止按钮（I0.1）、允许抢答按钮（I0.2）、复位按钮（I0.3）、加分按钮（I0.4）、减分按钮（I0.5）分别对应PLC的输入点，用于接收主机人的操作信号。1-3组抢答按钮（I1.0-I1.2）、1-3组开始答题按钮（I1.3-I1.5）、1-3组答题完毕按钮（I1.6-I2.0）分别对应PLC的输入点，用于接收参赛组的操作信号。输出元件地址分配电源指示灯（Q0.0）、允许抢答指示灯（Q0.1）、违规指示灯（Q0.2）、1-3组抢答指示灯（Q0.3-Q0.5）分别对应PLC的输出点，用于控制指示灯的亮灭，显示系统状态和抢答结果。I/O地址分配表接线图绘制要点在绘制接线图时，需注意电源线、信号线的布局和连接方式，避免信号干扰和短路现象。同时，需按照电气接线规范进行接线，确保系统的安全可靠运行。根据I/O地址分配表，将输入元件和输出元件正确连接到PLC的相应输入输出端子上，确保接线牢固、无误。I/O接线图添加设备与组态连接在TIAPortalV15.1中创建新项目“竞赛抢答器”，添加PLC设备CPU1215CDC/DC/DC和HMI设备KTP700Basic。在“设备和网络”中组态HMI和PLC的连接，通过拖拽的方式将HMI设备的接口连接到PLC设备的接口上，确保两者能够正常通信。系统配置01程序功能实现3.4.2.1电源启停控制当主持人按下起动按钮时，电源指示灯亮，各小组总分赋初值100分；关闭电源时，各小组总分赋值0分。3.4.2.2数据复位功能主持人按下复位按钮时，各计时器赋初值，为下一题作答做好准备。3.4.2.3抢答控制主持人按下允许抢答按钮后，抢题计时器倒计时开始，若抢答成功或违规抢答，计时器清零。各组在允许抢答开始后，倒计时规定时间内抢答，显示抢答成功组号。主持人未按下开始抢答按钮时，违规抢答登记，系统减10分。3.4.2.4答题控制抢答成功小组按下开始答题按钮后，答题计时器倒计时开始，按下答题完毕按钮或答题时间到，计时器清零。回答完毕标志登记，只有抢答成功小组按下回答完毕按钮才有效。答题小组在规定时间内回答完毕且正确，主持人可加10分；在规定时间内回答完毕但答案错误、违规抢答或时间到未答完，主持人可减10分。3.4.2.5计时器与分数管理设置抢题计时器和答题计时器，实现抢答时间和答题时间的倒计时功能。根据答题结果和违规情况，对参赛组的分数进行加减操作，实时更新各组总分。02HMI参考画面设计3.4.3.1画面组态在项目树“HMI_1”的画面选项文件夹中添加初始画面、时间设定画面等，设置画面名称和切换方式。设置画面切换权限，如进入时间设定画面需输入正确密码。3.4.3.2按钮组态以“抢答1组”按钮为例，设置按钮的模式、标签、外观、设计、布局等属性。在“事件”选项卡中，设置按钮按下和释放时的函数，实现对PLC变量的置位和复位操作。3.4.3.3指示灯组态以“电源指示灯”为例，从“全局库”中选择合适的指示灯图标，设置其与PLC变量的连接，实现指示灯的状态显示。3.4.3.4文本域组态以标题“竞赛抢答器”为例，设置文本域的文本内容、字体、样式等属性，实现文本信息的显示。3.4.3.5I/O域组态以“抢题目时间”为例，设置I/O域连接的变量、模式、显示格式等属性，实现数据的输入和输出显示。03变量设置为了方便实现HMI动画效果，设置与触摸屏关联的软元件变量，如抢答按钮变量、抢答成功组号变量、答题时间变量、分数变量等。程序设计启动仿真，将PLC的硬件组态和软件全部下载到PLCSIM中，使PLC工作在“RUN”模式。启动HMI仿真，出现模拟仿真面板，根据实际现象对本次任务进行检查，包括通信参数配置、程序下载、触摸屏显示、按钮功能、指示灯显示、计时器和分数显示等方面。确保通信参数正确配置，PLC和HMI设备能够稳定通信。检查触摸屏程序是否正确下载，显示界面是否正常，按钮操作是否灵敏。验证各功能模块是否正常工作，如电源启停、数据复位、抢答控制、答题控制、计时器和分数管理等。检查违规处理功能是否准确，违规抢答是否能正确触发减分和指示灯闪烁。软件与硬件调试调试要点0102项目调试四、任务评价04存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。安全素养I/O接线图绘制（5分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（5分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。硬件安装与接线编程与调试主持人操作区的6个按键功能正确（各2分共12分）：按键操作灵敏，功能实现准确。主持人操作区的3个指示灯功能正确（各2分共6分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。按时间设定画面能跳转到时间设定画面设置时间（6分）：画面切换正常，时间设置功能有效。答题组号和答题时间显示正常（各3分共6分）：显示内容准确，无错误或延迟现象。抢答区9个按键功能正常（每个2分共18分）：按键操作灵敏，功能实现准确。抢答区3个指示灯功能正常（每个2分共6分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。抢答区3组得分显示正常（每个2分共6分）：分数显示准确，实时更新。桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。5S素养发展素养表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺畅，能够准确传达信息。团队协作能力（2.5分）：团队成员分工明确，协作默契，共同完成任务。评价指标与评分标准五、任务拓展05任务要求两条传输带为防止物料堆积，要求起动后2号传输带先运行5秒后1号传输带再运行，停机时1号传输带先停止，10秒后2号传输带才停止。01设计要点绘制传输带控制的接线图，明确各设备的连接关系。编写PLC程序，实现传输带的顺序起动和停止控制。设计触摸屏画面，显示传输带的运行状态和控制按钮。02传输带控制设计完成项目1中任务2所要求系统的PLC程序设计与调试。任务要求01根据项目1任务2的要求，分析系统功能和控制逻辑。编写PLC程序，实现系统的各项功能，包括设备的启停控制、状态监测、故障报警等。进行程序调试，确保程序运行稳定可靠，功能实现准确无误。设计要点02系统PLC程序设计与调试谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务4.1液体混合罐控制主讲人：XXX时间：20XX.XX目录CONTENTS0102030405一、任务要求与分析二、任务准备三、任务实施四、任务评价五、任务拓展一、任务要求与分析01010302初始状态与起动操作液体混合罐在初始状态时，液体A、B阀门关闭，容器内无液体。按下起动按钮后，装置按照预设流程运行，依次完成液体A流入、液体B流入、搅拌、混合液排出等操作。运行流程与控制逻辑装置运行分为五个流程：液体A流入、液体B流入、搅拌、混合液排出、容器放空。每个流程有明确的先后顺序和转换条件，通过液位开关和定时器实现精准控制。系统运行模式与操作系统支持单次运行和连续运行模式，可通过模式选择开关切换。运行过程中可暂停和停止，停止时完成当前周期后停机。任务要求液体混合罐控制系统具有明确的先后顺序和状态转换，适合采用顺序功能图进行程序设计，提高控制精度和可靠性。控制系统特点01顺序功能图简单直观，易于理解和编程，能够清晰地表示控制系统的各个阶段和转换条件，方便初学者快速掌握复杂控制逻辑。顺序功能图优势02可将系统划分为液位检测模块、阀门控制模块、搅拌控制模块、运行模式控制模块等，各模块协同工作，实现液体混合罐的自动化控制。系统功能模块划分03任务分析二、任务准备02顺序功能图是一种描述控制系统控制过程、功能和特征的图解表示方法，具有简单、直观等特点，适用于顺序控制程序设计。定义与特点构成要素结构类型顺序功能图的结构包括单向流程、并行流程、选择流程、跳转与循环等，不同结构类型适用于不同的控制场景，可灵活组合实现复杂控制逻辑。顺序功能图由步、动作、转换与转换关系、转换条件等构成，通过这些要素清晰地表示控制系统的各个阶段和状态转换。顺序功能图01时间累加器指令用于累加由参数PT设定的时间段内的时间值，适用于需要累计时间的控制场景，如搅拌时间控制。指令功能02输入IN信号上升沿触发计时，PT时间值累加到输出ET中，计时结束后输出Q置位。复位输入R可复位ET和Q，实现循环计时功能。工作原理03在液体混合罐控制中，时间累加器可用于搅拌电动机工作时间的累计，确保搅拌时间达到预设值后停止搅拌。应用示例时间累加器三、任务实施03输入元件输入元件包括起动按钮、停止按钮、暂停按钮、模式选择开关、液位开关等，分别对应PLC的输入点，用于接收操作指令和液位信号。地址分配表根据输入输出元件的功能和数量，制定详细的I/O地址分配表，确保每个元件都有唯一的地址，便于编程和调试。输出元件输出元件包括液体A、B、C阀门和搅拌电动机，分别对应PLC的输出点，用于控制阀门的开关和电动机的启停。I/O地址分配根据I/O地址分配表，将输入输出元件正确连接到PLC的相应端子上，确保接线牢固、无误，避免信号干扰和短路现象。接线要点绘制清晰的I/O接线图，标明各元件的连接关系和端子编号，便于后续的安装、调试和维护工作。接线图绘制I/O接线图状态划分将液体混合罐的运行过程划分为多个阶段，每个阶段对应一个步，明确各步的活动状态和执行动作。转换条件确定根据工艺要求，确定各步之间的转换条件，如液位到达、时间到达等，确保状态转换准确无误。功能图绘制按照顺序功能图的绘制原则，将各步、动作、转换条件等要素组合成完整的顺序功能图，为程序设计提供依据。010203绘制顺序功能图在TIAPortal中进行PLC硬件组态，添加CPU模块、输入输出模块等，配置通信参数，确保硬件设备能够正常工作。硬件组态01根据I/O地址分配表和顺序功能图，创建详细的变量表，定义各变量的名称、地址、数据类型等属性，便于编程和调试。变量表创建02硬件组态与变量表创建采用经验设计法编写控制方式程序，实现单次运行和连续运行模式的切换，以及起动、停止、暂停等功能。控制方式设计根据顺序功能图，编写各步的梯形图程序，实现液体混合罐的自动化控制流程，确保各阶段动作准确执行。顺序功能图程序实现编写完成次数记录程序，利用计数器记录单次和连续运行的完成次数，为生产管理提供数据支持。完成次数记录编写HMI动画效果程序，通过数值加减模拟液位变化，实现触摸屏上液位的动态显示，提高系统的可视化效果。HMI动画效果设计程序编写在单次运行模式下，按下起动按钮，检查程序是否能完成一个周期后停止，并且完成次数计数加1，再次按下起动按钮，检查是否能再次起动一个周期并且完成次数计数加1。单次运行调试在连续运行模式下，按下起动按钮，检查程序是否能完成一个周期后自动进入第一步循环执行，每完成一个周期完成次数计数加1。连续运行调试按下停止按钮，检查是否能完成该周期后停止。按下暂停按钮，检查程序是否能暂停，再次按下暂停按钮，程序是否能延续之前的状态继续执行。停止与暂停调试程序调试四、任务评价04安全素养存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。硬件安装与接线I/O接线图绘制（10分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（10分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。5S素养桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。编程与调试起动、停止、暂停和模式选择键功能正常（各3分，共12分）：按键操作灵敏，功能实现准确。正常显示单次、连续完成次数（各3分，共6分）：显示内容准确，无错误或延迟现象。连续、单次指示灯工作正常（各1分，共2分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。5个流程功能正常（各6分共30分）：各流程动作准确执行，状态转换无误。发展素养表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺畅，能够准确传达信息。团队协作能力（2.5分）：团队成员分工明确，协作默契，共同完成任务。评价指标与评分标准五、任务拓展051设计一个两种液体比例可以调节的液体混合罐，通过液位传感器设定A、B两种液体的比例，实现精准混合。任务要求在现有控制系统基础上，增加液位传感器和比例调节模块，通过PLC程序实现液体比例的实时监测和调节。设计触摸屏界面，方便操作人员设置和查看液体比例，提高系统的灵活性和实用性。设计要点液体比例调节设计谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务4.2交通灯控制主讲人：XXX时间：20XX.XXCatalogue目录一、任务要求与分析二、任务准备三、任务实施四、任务评价五、任务拓展一、任务要求与分析01倒计时与时间设置倒计时显示东西南北所有灯亮时间，单位为秒，精确到0.1秒；相关交通灯点亮时间可设置，且时间设置页面需要密码才可进入。交通灯运行流程按下起动按钮后，交通信号灯控制系统开始工作，按照预设的时间顺序依次点亮东西方向和南北方向的红灯、绿灯和黄灯，完成一个周期后循环运行。强制与停止功能按下强制按钮，东西、南北的黄灯、绿灯灭，红灯亮；按下停止按钮，系统运行至东西黄灯熄灭后停止，所有信号灯熄灭。任务要求交通灯控制系统以时间为基准，南北方向与东西方向并行运行，各灯之间的亮灭转换由时间决定，具有明确的先后顺序和状态转换。控制系统特点可将系统划分为信号灯控制模块、倒计时显示模块、时间设置模块、强制与停止控制模块等，各模块协同工作，实现交通灯的自动化控制。系统功能模块划分顺序功能图简单直观，易于理解和编程，能够清晰地表示控制系统的各个阶段和转换条件，适合交通灯控制程序设计。顺序功能图优势任务分析二、任务准备02安装步骤正确安装TouchWin编辑工具简体中文版V2.E.7，安装完成后在桌面上出现快捷图标，可双击该图标或从“Windowns／所有程序”中选择“Xinje／TouchWin编辑工具”打开编辑软件。01注意事项若安装多个版本的编辑软件，必须选择不同的安装路径，否则覆盖安装会导致软件运行异常甚至无法运行。02信捷触摸屏软件安装串口通信需设置波特率、数据位、停止位、校验方式等参数；以太网通信需设置触摸屏的IP地址，选择PLC系列并设置IP地址等参数。通信参数设置打开TouchWin软件，在文件菜单下单击“新建（N）”，选择触摸屏型号为TGM765（S/L）-MT/UT/ET/XT/NT，支持串口和以太网通信。新建工程创建工程连接方式有“查找设备”和“指定端口”两种，可根据实际连接情况选择合适的连接方式，设置端口、设备ID查找等参数。连接方式选择上下载协议栈设置不同版本的软件具有不同的功能，如V2.78版本不具有完整下载功能，V2.99-V2.C.6版本需要在软件中设置参数才能使用完整下载功能。注意事项TouchWin编辑软件支持普通下载和完整下载两种方式，普通下载不具有上传功能，完整下载可以将人机界面的程序上传到计算机上。下载方式工程下载结构组成TouchWin编辑工具软件结构包括菜单栏、工具栏、状态栏、工程区及画面编辑区等，各部分具有不同的功能和操作方式。软件结构部件栏包括文字串、指示灯、按钮、画面跳转、数据显示、数据输入等多种基本按钮，用于实现不同的功能和操作。各部件具有不同的属性设置选项，如对象属性、操作属性、按键属性、显示属性等，可根据需求进行详细设置。部件种类属性设置部件栏三、任务实施03输入元件包括起动按钮、强制按钮、停止按钮，分别对应PLC的输入点I0.0、I0.1、I0.2，用于接收操作指令。输入元件输出元件地址分配表根据输入输出元件的功能和数量，制定详细的I/O地址分配表，确保每个元件都有唯一的地址，便于编程和调试。输出元件包括南北绿灯、南北黄灯、南北红灯、东西绿灯、东西黄灯、东西红灯，分别对应PLC的输出点Q0.0～Q0.5，用于控制信号灯的亮灭。I/O地址分配根据I/O地址分配表，将输入输出元件正确连接到PLC的相应端子上，确保接线牢固、无误，避免信号干扰和短路现象。接线要点绘制清晰的I/O接线图，标明各元件的连接关系和端子编号，便于后续的安装、调试和维护工作。接线图绘制I/O接线图将交通灯的运行过程划分为多个阶段，每个阶段对应一个步，明确各步的活动状态和执行动作，如南北绿灯亮、南北黄灯闪烁、南北红灯亮等。根据工艺要求，确定各步之间的转换条件，如时间到达、按钮按下等，确保状态转换准确无误。转换条件确定按照顺序功能图的绘制原则，将各步、动作、转换条件等要素组合成完整的顺序功能图，为程序设计提供依据。功能图绘制状态划分绘制顺序功能图在TIAPortal中进行PLC硬件组态，添加CPU模块、输入输出模块等，配置通信参数，确保硬件设备能够正常工作。硬件组态根据I/O地址分配表和顺序功能图，创建详细的变量表，定义各变量的名称、地址、数据类型等属性，便于编程和调试。变量表创建硬件组态与变量表创建控制方式设计采用经验设计法编写控制方式程序，实现起动、停止、强制等功能，确保系统在不同状态下的运行逻辑。根据顺序功能图，编写各步的梯形图程序，实现交通灯的自动化控制流程，确保各阶段动作准确执行。运行流程程序实现倒计时功能编写利用定时器和数据处理指令实现倒计时功能，通过触摸屏显示各信号灯的剩余时间，提高系统的可视化效果。程序编写测试系统在异常情况下的表现，如强制按钮按下、停止按钮按下等，检查系统是否能够正确响应并做出相应的动作。异常情况处理将所有模块组合在一起进行整体运行调试，检查系统是否能够按照预设的流程和时间顺序正常运行，确保各功能模块之间的协同工作。整体运行调试对每个功能模块进行单独调试，检查信号灯的亮灭、倒计时显示、按钮功能等是否正常工作。单步调试系统调试四、任务评价04安全素养硬件安装与接线发展素养编程与调试5S素养桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。起动、停止、强制键功能正常（各3分，共9分）：按键操作灵敏，功能实现准确。正确显示东西、南北方向红、绿、黄灯倒计时，精确到0.1秒（各3分，共18分）：显示内容准确，无错误或延迟现象。东西、南北方向红、绿、黄灯显示正常（各1分，共12分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。按参数设置按键，正确输入密码后可进入参数页（3分）：功能实现准确，操作便捷。东西、南北方向红、绿灯时间可设置（各2分，共8分）：设置功能正常，时间调整灵活。I/O接线图绘制（10分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（10分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺畅，能够准确传达信息。团队协作能力（2.5分）：团队成员分工明确，协作默契，共同完成任务。评价指标与评分标准五、任务拓展05强制功能改进在运行状态下，按下强制按钮后，从当前状态灯开始闪烁，到红灯后闪烁停止；原红灯亮的继续；再次按下强制按钮后，全部信号灯熄灭。停止功能改进在运行状态下，按下停止按钮后，所有灯开始向红灯运行，再次按下停止按钮后，全部信号灯熄灭。按钮独立性设计强制按钮、停止按钮、通畅运行按钮三个按钮相互独立，互不影响，即按下强制按钮后，再按下停止按钮、畅通运行按钮无反应。畅通运行功能设计在运行状态下，按下畅通运行按钮，所有灯向黄灯闪烁流程运行，并持续保持黄灯闪烁；再次按下畅通运行按钮后，全部信号灯熄灭。控制方式改进谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务4.3花样喷泉控制主讲人：XXX时间：20XX.XXCatalogue目录一、任务要求与分析PartOne二、任务准备PartTwo三、项目实施PartThree四、任务评价PartFour五、任务拓展PartFive一、任务要求与分析01花样喷泉分为两种模式，模式一和模式二，两种模式仅在停止后可自由切换