《可编程控制器应用技术》电子教案 项目六 任务二 用触摸屏控制电机

项目六PLC的网络通信一、教学基本情况（一）课程概况授课题目任务二用触摸屏控制电机授课班级授课时数2课时授课地点授课形式一体化参考教材《可编程控制器应用技术》（二）教材分析随着“中国制造”到“中国智造”的转变，我国围绕重点制造领域的关键环节，开展了新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用，很多企业引入了自动化设备及自动化生产线。PLC作为自动化设备中重要的控制装置，其相关领域的人才缺口巨大，培养高级技能型人才迫在眉睫。本教材通过调研企业充分了解相关行业对本课程的知识和技能要求，做到了课政融合、项目导向，任务驱动、实训考核，强化技能、等方面，本书还紧跟时代步伐，融入“互联网+”，采用微课辅助教学。（三）教学环境与资源教师通过文旌课堂APP发布学习资料，学生借助文旌课堂APP的数字化学习资料进行课外学习；文旌课堂的活动、通知、讨论等模块为师生的交流互动提供了便利；文旌课堂的统计、作业、考试等模块保障了学生成绩的评定。（四）教学思想本课程坚持以价值塑造、知识传授、能力培养“三位一体”的培养目标实现“三全育人”授课过程中注重发挥学生的主观能动性，培养学生专业技能的同时，培养学生的社会能力和方法能力，培养学生正确的世界观、人生观、价值观。一方面将技术知识和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，以项目为主体，紧紧围绕以培养学生能力为重点，通过实践驱动教学，实现知识学习与技能训练目标。另一方面，将技术知识与课程思政价值引领相融合，将思政教育元素如盐浸水的贯穿到整个教学过程中。（五）教学目标坚持立德树人，把培育和践行新时代中国特色社会主义核心价值观融入细化到每节课的教学过程中，让学生感受到沉浸式的思政教育，润物细无声。确定本学时的知识、能力、思政育人目标。知识目标能力目标思政育人目标1.了解触摸屏的分类；2.掌握触摸屏的使用方法；1.能够运用触摸屏实现简单组态；2.能够独立完成触摸屏控制电动机。1.具有踏实肯干、实事求是的态度。2.有精益求精、追求卓越的工作态度。（六）教学重难点【重点】：1.触摸屏的使用方法；2.触摸屏控制电动机的外部接线、梯形图程序。【难点】：摸屏控制电动机的外部接线、梯形图程序、调试（七）教学方法与工具采用线上线下混合式教学法。启发式线上布置学习任务、引导学生自主学习。导入法实物场景导入、激发学生学习兴趣。示范法示范讲解，便于学生掌握操作技能。二、教学流程时间分配表第3、4学时项目内容时间任务导入【教师】提出问题请实现触摸屏（HMI）与S7-1200PLC之间的Profinet通信。控制要求为：在触摸屏上添加三个按钮和两个指示灯，三个按钮分别用来控制电机的正转、反转和停止，两个指示灯分别用来表示电机的正转和反转。5min新课1.知识链接2.任务分析；示范操作；35min4.分组实操，讨论互动；40min4.展示小组完成情况；5.教师总结。5min课后作业文旌课堂APP知识拓展5min三、教学实施过程（一）课前预习教学环节教学内容双边活动设计意图教师学生课前教师利用文旌课堂APP发布预习任务，并上传任务资料。学生认领任务后，进行课前预习。上传PPT、视频、自我测验题等资料至教学平台，并发布话题讨论。登录文旌课堂APP观看视频、认领任务卡，自主学习进行话题讨论。让学生在课前去学习相关资料，找出重难点.（二）课中学习教学环节教学内容双边活动设计意图教师学生导入新课问题导入【教师】提出问题请实现触摸屏（HMI）与S7-1200PLC之间的Profinet通信。控制要求为：在触摸屏上添加三个按钮和两个指示灯，三个按钮分别用来控制电机的正转、反转和停止，两个指示灯分别用来表示电机的正转和反转。请同学们根据所学知识，完成上述控制要求。注意观察学生表情，判断学生的掌握情况认真听同学的回答学生课前已预习并且已完成课前任务，提问两个课前预习任务完成较好的学生讲授新课一、知识链接人机界面（humanmachineinterface，HMI）又称人机接口，是操作人员与控制系统进行对话的专用设备。触摸屏是人机界面发展的一个重要产物，用户可以在触摸屏上生成满足要求的触摸式按键，也可以直观地看到系统的控制结果。触摸屏画面上的按钮和指示灯可以取代传统的元件，减少PLC的I/O点数，降低企业成本。西门子的触摸屏主要包括SIMATIC精简系列面板、SIMATIC精智面板、SIMATIC移动式面板和HMISIPLUS，本任务以精简系列面板为例介绍触摸屏与PLC的连接。SIMATIC精简系列面板具有独特的SIMATIC触摸屏工业设计特点，采用PROFINET/以太网通信接口或PROFIBUS的标准通信接口，通过这些通信接口与控制器进行通信、传输参数、设置数据和组态数据。二、任务分析在本任务中，主要完成以下三方面工作。（1）实现触摸屏与S7-1200PLC的网络通信。（2）设计PLC程序。（3）设计触摸屏相关参数。三、任务实施，示范操作步骤1六步骤2添加控制器，设备类型为“1214CDC/DC/DC”。步骤3设置PLC的I/O变量。在设备视图中，选中PLC后，选择“属性”窗口区中的“IO变量”选项卡，设置I/O变量的“名称”“类型”“地址”等，如图6-17所示。图6-17设置PLC的I/O变量步骤4添加HMI（方法请参考项目一任务一），如图6-18所示。步骤5进入HMI设备向导界面后，在“选择PLC”列表框中，单击按钮，打开CPU类型对话框，选择“PLC_1”选项，单击按钮，如图6-19所示。图6-18添加HMI图6-19连接HMI与PLC步骤6按钮图6-20设置画面布局步骤7图6-21选择报警信号步骤8单击“下一步”按钮，进入画面浏览界面，单击“+”按钮添加画面，如图6-22所示。图6-22添加画面步骤9图6-23设置系统画面步骤10图6-24设置系统按钮步骤11图6-25HMI画面步骤12在左侧的项目树中，选择“HMI_1[TP1500BasiccolorPN]”中的“HMI变量”选项，双击“显示所有变量”，打开“HMI变量”窗口。在“名称”列中输入HMI变量的名称；在“数据类型”列中选择“Bool”选项；在“连接”列中，“正转按钮”、“反转按钮”和“停止按钮”行选择“HMI连接_1”,“正转指示灯”和“反转指示灯”行选择“内部变量”；在“PLC名称”列中选择“PLC_1”选项；在“PLC变量”列中选择相应的变量，如图6-26所示。图6-26设置HMI变量步骤13图6-27输入文本图6-28设置“文本”格式步骤14图6-29设置文本域外观步骤15将工具箱中的“按钮”，在“属性”窗口区的“属性”选项卡中，选择“常规”选项，设置“模式”为“文本”，“标签”为“文本”且按钮“未按下”时显示的图形为“正转”，如图6-30所示。图6-30添加按钮步骤16在“事件”选项卡中，选择“按下”选项，单击“添加函数”右侧的按钮，选择“系统函数”→“编辑位”→“置位位”选项（见图6-31）。图6-31设置按钮事件步骤17单击按钮，在变量列表框中选择“正转按钮”，然后单击按钮，如图6-32所示。图6-32设置对应变量步骤18按照步骤15～步骤17的方法，添加和设置“反转”按钮和“停止”按钮。步骤19设置正转指示灯动画。添加指示灯形状后，在“动画”选项卡中，选择“外观”选项，在“名称”编辑框中输入“正转指示灯”，选中“范围”单选钮，并设置范围参数，如图6-33所示。步骤20按照步骤19的方法设置反转指示灯动画。步骤21编写梯形图程序，如图6-34所示。图6-33添加正转指示灯图6-34电机正反转电路梯形图程序步骤22将PLC站点和HMI站点分别下载到项目中。步骤23用以太网电缆将PLC与触摸屏连接起来，验证PLC与触摸屏的功能是否符合要求。四、分组实操，互动讨论分组实操，互动讨论，学生实现触摸屏控制电动机转动。五、小组展示，成绩评定哪一组是今天的学习之星呢？六、教师总结七、作业布置1.完成文旌课堂APP自我检测；2.预习下节课内容。【教师】提问同学A，叙述人机界面概况。【教师】提问同学B，叙述触摸屏概况。【教师】向学生介绍任务【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】TIA博途软件示范操作，强调注意事项【教师】巡回指导【教师】根据学生完成情况，评出学习之星。【学生】认真回答【学生】认真回答【学生】认真听讲【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】认真听讲，跟随教师练习【学生】3—4人分为1组，实操训练【学生】分组展示、汇报完成情况该知识链接理论性不深，完全有学生讲述，教师总结即可。用触摸屏控制电机用触摸屏控制电机示范演示较为直观，学生容易学会，学生在听课的过程中学习操作，有利于掌握操作技能示范演示较为直观，学生容易学会，学生在听课的过程中学习操作，有利于掌握操作技能示范演示较为直观，学生容易学会，学生在听课的过程中学习操作，有利于掌握操作技能示范演示较为直观，学生容易学会，学生在听课的过程中学