运动控制技术与应用 教案 任务4.4 TIA Portal软件调试诊断S120

任务4.4TIAPortal软件调试诊断S120一、基本信息任务名称TIAPortal软件调试诊断S120授课学时2学时授课班级授课人数授课地点运动控制技术实训室课型理实一体化课参考标准国家标准GB/T12668.2-2002《调速电气传动系统》；西门子S120系统技术手册；XX学院《运动控制技术与应用》课程标准；全国职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项评分标准参考教材《运动控制技术与应用》机械工业出版社2026.6二、教学分析（一）教学内容内容位置项目4伺服运动控制系统→任务4.4TIAPortal软件调试诊断S120教学内容1.S120硬件组成及网络拓扑结构（图4-48~4-51）

2.分配IP地址和设备名称（在线访问、分配IP、分配PROFINET设备名称）

3.添加驱动器组件（设备配置检测、自动读取组态）

4.参数设置功能调试（功能视图与参数视图、P864使能逻辑）

5.电动机调试测试（静态测量、旋转测量、控制面板）

6.设备故障诊断（在线诊断画面）内容分析本次课是S120伺服系统的软件调试入门任务，学生从V90的V-ASSISTANT软件过渡到使用TIAPortal中的Startdrive对S120进行调试诊断。通过2学时的理实一体化教学，使学生掌握S120的基本调试方法，包括网络组态、参数设置、电动机测试和故障诊断。（二）学情分析知识和技能基础学生已完成任务4.3V-ASSISTANT调试V90，掌握了伺服驱动器的软件调试方法；项目2、3对TIAPortal有一定了解，但对S120的多轴驱动架构和Startdrive调试不熟悉。诉求和素养储备学生对S120这类高端多轴驱动系统有较高兴趣，因为涉及智能制造竞赛和复杂自动化项目；部分学生对PROFINET设备名称、IP地址分配等网络概念需要加强。学习特点喜欢通过自动检测组态功能简化配置；对参数视图和功能视图的切换需要适应；乐于独立完成参数下载和电动机测试。（三）目标分析知识目标1.了解Startdrive软件调试S120的基本界面和操作（功能视图、参数视图）。

2.理解S120的硬件组成（控制单元、电源模块、电动机模块）。能力目标1.能用Startdrive软件分配S120的IP地址和PROFINET设备名称。

2.能通过设备配置检测自动添加驱动器组件。

3.能设置P864使能逻辑，下载参数并保存到ROM。

4.能进行静态测量、旋转测量，并用控制面板点动测试电动机。

5.能诊断设备故障并查看报警信息。素质目标1.通过实现软件调试S120，增强科技报国信心。

2.养成规则意识、标准意识和5S管理的职业素养，培养开拓创新的科学精神。（四）教学重难点类型重难点内容确立依据解决方法教学重点1.分配S120的IP地址和PROFINET设备名称（注意X127和X150的区别）

2.设备配置检测自动读取组态

3.参数P864的设置与RAM→ROM保存S120调试的必备技能，自动检测大幅简化配置1.分步演示在线访问、分配IP和设备名称，强调X150端口

2.演示自动检测过程，讲解“高动态（伺服）”的选择

3.强调下载后必须“保存到ROM”以免断电丢失教学难点1.X127调试口与X150PN口的区别及IP地址规划

2.参数P864（整流单元运行反馈）的作用与设置

3.静态测量和旋转测量的理解S120是多轴系统，使能逻辑与单轴不同1.用“总电源就绪”比喻P864，说明必须为1才能驱动

2.演示静态测量（电机发出吱吱声）和旋转测量的区别（五）教学策略教学流程任务导入（5min）→硬件连接与网络组态（15min）→添加驱动器与参数设置（20min）→电动机测试与诊断（20min）→评价总结（5min）教学方法讲授法、任务驱动法、演示法、小组协作法、实训操作法信息化手段1.智慧树在线课平台：发布预习资料（S120调试入门视频）

2.TIAPortal软件（含Startdrive）、网线

3.数字化资源：参数速查表、故障代码表教学资源实物：S120（含CU320-2PN控制单元、电源模块、电动机模块）、伺服电动机、24V电源、断路器、网线、电脑（预装TIAPortal）、电工工具；资料：实训工单、网络拓扑图三、教学安排课前教学环节教学内容教师活动学生活动教学方法与手段知识探索1.观看微课《Startdrive调试S120快速入门》

2.预习教材中“硬件组成及网络拓扑”、“分配IP地址和设备名称”部分

3.浏览TIAPortal中Startdrive帮助文档1.智慧树在线课平台发布预习视频和任务单

2.发布讨论题：“S120与V90在调试方式上有何不同？”

3.上传S120调试手册节选1.观看视频，了解S120组件和调试流程

2.阅读教材，记录疑问

3.熟悉Startdrive界面线上平台+微课视频，提前感知S120系统架构课中（2课时）教学环节教学内容教师活动学生活动教学方法与手段任务导入（5min）回顾V90的V-ASSISTANT调试，引出S120作为高端多轴驱动系统，需要用TIAPortal集成调试1.提问：“如果有多台伺服需要同步控制，用什么驱动系统？”

2.展示S120竞赛设备（图4-48），明确本课任务

3.强调X150网口与X127调试口的区别1.思考并回答

2.明确学习目标案例教学法硬件连接与网络组态（15min）1.系统网络拓扑（图4-51）：电脑→交换机→PLC、S120、HMI

2.在线访问分配IP地址（图4-52）：使用X150口，同一网段

3.分配PROFINET设备名称（图4-53）1.演示连接：电脑网口→交换机→S120的X150PN口

2.打开TIAPortal，进入“在线访问”，更新可访问设备

3.演示分配IP地址（如192.168.0.2）和设备名称（如cu3202pn）

4.强调：X127仅用于调试，不能用于实时通信1.小组连接网线，打开TIAPortal

2.跟随教师在线访问，查看S120的MAC地址

3.分配IP和设备名称，并验证实训操作法+演示法添加驱动器与参数设置（20min）1.添加新设备：选择CU320-2PN控制单元

2.设置IP地址（与分配的一致）

3.设备配置检测：右键CU→“设备配置检测”，自动读取组态（图4-55~4-57），选择“高动态（伺服）”

4.参数设置：功能视图或参数视图，找到P864设置为1（整流单元运行反馈）

5.下载参数并保存到ROM（图4-60）1.演示添加CU320-2PN，修改IP地址

2.演示设备配置检测，自动识别电源模块和电动机模块，选择伺服控制

3.讲解P864的作用：必须为1驱动器才能工作（相当于总使能）

4.演示下载：勾选“保持性存储参数设置”，装载完成后在线，单击保存到ROM（图4-61）1.小组添加CU320-2PN，配置IP

2.执行设备配置检测，观察自动生成的轴结构

3.设置P864=1，下载参数

4.执行RAM→ROM保存实训操作法+任务驱动电动机测试与诊断（20min）1.静态测量和旋转测量（图4-61）

2.控制面板调试：激活控制权，置位驱动使能，输入转速，向前/向后点动

3.故障诊断：查看在线诊断画面（图4-62），根据报警信息排查1.演示静态测量：点击“静态测量和旋转测量”，弹出对话框，点击“接通”，电机发出吱吱声（测量绕组电阻等）

2.演示旋转测量：测量编码器及速度环参数

3.演示控制面板：激活→驱动使能→设定转速（如200rpm）→向前→观察电机旋转

4.模拟故障：断开24V使能，查看诊断画面中的红色扳手，双击查看故障信息1.小组执行静态测量和旋转测量（注意安全）

2.使用控制面板点动电动机，观察方向

3.模拟故障，诊断并记录报警代码实训操作法+探究学习评价总结（5min）1.小组展示调试成果（控制面板点动成功）

2.教师点评与总结

3.完成自评、互评（表4-20、4-21）1.听取小组汇报，简要点评

2.总结本任务核心技能点：IP/设备名称分配、自动检测组态、P864使能、RAM→ROM保存、控制面板测试

3.强调安全规范与5S管理

4.发布课后拓展任务1.小组代表演示控制面板点动电机

2.填写评价表

3.整理工位，5S清扫展示评价法+归纳总结课后拓展（课后）1.完善实训报告

2.思考：如何通过Startdrive优化S120的速度环参数？

3.预习下一项目：运动控制综合应用1.智慧树在线课平台发布实训报告模板

2.推送速度环优化资料

3.发布预习任务单1.提交实训报告

2.查阅资料，预习线上平台+任务驱动四、课后反思教学实效1.

技能掌握扎实：2课时的讲练结合，大部分学生能独立完成IP和设备名称分配、自动检测组态、参数设置和控制面板点动。

2.

知识目标达成：学生能够理解P864的作用，掌握RAM→ROM保存的必要性，并能诊断简单故障。

3.

安全意识提升：实训过程中强调测量时电机自动旋转的注意事项，学生操作规范。

4.

团队协作有效：小组分工完成网络配置、参数下载和电机测试。不足与改进不足1：部分学生对X127