《自动化生产线安装与调试》-教案7模块七全线运行控制方案设计与调试

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时6授课日期授课班级授课地点项目名称模块七全线运行控制方案设计与调试任务名称任务1：控制程序设计与调试教学目标知识目标掌握西门子1200PLC网络通信方式掌握西门子PLC全线运行的编程思路能力目标能够正确设置通信控制程序能够调试并实现多站通信控制素质目标培养学生善于思考实践的创新思维能力具备良好的沟通技巧和团队合作能力教学重点1.联网通信控制的PLC参数设置2.PLC联网通信控制程序编写及调试解决办法1.自主学习、小组协作，共同研讨2.教师示范、实操训练教学难点PLC控制程序的编写与调试1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）观看输送单元运行视频，教师引导解读控制要求。2）小组研讨确定控制方案，绘制控制流程图。3）小组协作编写PLC程序，并进行仿真调试。4）实物连机调试，故障诊断，优化程序。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）观看输送单元运行视频，分析控制方案。2）完成输送单元的电路和气路的连接。3）复习相关PLC控制指令。4）完成平台的测验和调查问卷平台发布学习资源及任务完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、S7-1200PLC网络单站通信YL-335B系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过PROFINET通讯实现互连的分布式控制方式。组建成网络后，系统中每一个工作单元也称作工作站。PLC网络的具体通信模式，取决于所选厂家的PLC类型。YL-335B的标准配置为：若PLC选用S7-1200系列，通信方式则采用PROFINET协议通信。PROFINET是开放的、标准的、实时的工业以太网标准。PROFINET作为基于以太网的自动化标准，它定义了跨厂商的通信、自动化系统和工程组态模式。借助PROFINETIO实现一种允许所有站随时访问网络的交换技术。作为PROFINET的一部分，PROFINETIO是用于实现模块化、分布式应用的通信概念。这样，通过多个节点的并行数据传输可更有效地使用网络。PROFINETIO以交换式以太网全双工操作和100Mbit/s带宽为基础。PROFINETIO基于20年来PROFIBUSDP的成功应用经验，并将常用的用户操作与以太网技术中的新概念相结合。这可确保PROFIBUSDP向PROFINET环境的平滑移植。PROFINET的目标是：1）基于工业以太网建立开放式自动化以太网标准尽管工业以太网和标准以太网组件可以一起使用，但工业以太网设备更加稳定可靠，因此更适合于工业环境（温度、抗干扰等）。2）使用TCP/IP和IT标准。3）实现有实时要求的自动化应用。4）全集成现场总线系统。PROFINETIO分为IO控制器、IO设备、IO监视器三种。1）PROFINETIO控制器指用于对连接的IO设备进行寻址的设备。这意味着IO控制器将与分配的现场设备交换输入和输出信号。IO控制器通常是运行自动化程序的控制器。2）PROFINETIO设备指分配给其中一个IO控制器（例如，远程IO、阀终端、变频器和交换机）的分布式现场设备。3）PROFINETIO监控器指用于调试和诊断的编程设备、PC或HMI设备。两个PLC之间通讯采用直接连接2）多个PLC之间通信，采用交换机实现互联二、单站通信实例第1步：创建博图项目并进行接口参数设置1）供料单元为IO控制器的相关设置2）输送单元为IO控制器的相关设置第2步：操作模式配置本例供料单元1214C作为智能IO设备，需要将其操作模式改为IO设备，并且分配给对应IO控制器，配置所需的传输区。1、选择“操作模式”。2、勾选“IO设备”，并选择“已分配的IO控制器”连接。3、设置“传输区域”。注意：单个传输区最大的字节数为1024，总的传输区不能超过1440个字节。第3步：分别编写供料站和输送站测试程序。第4步：编译下载测试分别编译下载到两个PLC，运行程序。如果按下输送单元启动按钮SB1，供料单元指示灯HL1点亮，松开启动按钮SB1，供料单元指示灯HL1熄灭，按下供料单元启动按钮SB1，输送单元指示灯HL1点亮，松开启动按钮SB1，输送单元指示灯HL1熄灭。说明两个单元的通信正常。三、S7-1200PLC网络多站通信第1步：通讯数据规划第2步：对输送单元PLC进行设置第3步供料单元PLC设置第4步加工单元PLC设置第5步装配单元PLC设置第6步分拣单元PLC设置第7步分别编写工作单元的控制程序1）输送单元2）供料单元3）加工单元4）装配单元5）分拣单元第8步编译下载、测试四、主站（输送单元）编程思路1）系统复位2）联机与就绪检查3）系统启动4）系统运行5）系统停止、分拣完成停止、缺料停止输送单元联机运行的主控过程程序编程思路五、从站（供料单元）编程思路1）单机/联机控制，将联机信号Q300.0发送给输送单元2）进行初态检查，置位准备就绪标志，将准备就绪Q300.1信号发送给输送单元3）启动/停止控制，接收输送单元的全线运行信号I300.0，I300.0有信号时执行联机启动，I300.0无信号时执行联机停止4）当运行状态有信号执行供料控制程序块，并将供料单元运行信号Q300.2发送给输送单元5）在联机运行状态下，接收到输送单元请求供料I300.4信号启动供料控制6）供料流程控制，顶料-推料-推料复位-顶料复位，将推料完成信号Q300.5发送给输送单元7）将供料不足信号Q300.3和工件没有信号Q300.4发送给输送单元引导学生自主查阅资料学习1200PLC网络通信的方式，掌握PROFINET通信协议讲解PLC之间通信的的连接方式，并示范操作以单站之间的通信为例，讲解PLC的相关设置及程序编写方法、调试方法引导学生编写供料站与输送站之间通信控制的程序，并进行共性问题集中讲解。指导学生调试已经编写好的控制程序，并针对学生再调试过程中存在的问题进行一一讲解和演示，解释说明原因所在。引导学生在上述单站通信的学习基础上，自学研讨多站通信的参数设置，并进行数据规划。引导学生对输送单元的PLC参数进行设置引导学生对供料单元的PLC参数进行设置引导学生对加工单元的PLC参数进行设置引导学生对装配单元的PLC参数进行设置引导学生对分拣单元的PLC参数进行设置引导学生编写各站的通信程序主站的启动信号发送到各从站主站接收各从站反馈回来的信号供料单元启动信号向主站发送信号加工单元启动信号向主站发送信号装配单元启动信号向主站发送信号分拣单元启动信号向主站发送信号引导学生按图示的控制方式进行调试。编写自动生产线的全线运行程序中主站（输送单元）的控制程序小组讨论，查阅资料，并做好笔记。根据教师引导自主学习PROFINE通信的协议。观摩学习，并动手实操练习认真聆听教师讲解，认真观察教师示范操作，做好笔记。小组讨论，明确目标，共同完成控制程序的编写和调试工作。对于难点问题通过查阅资料、研讨和求助的方式解决。按照老师的指示调试程序，并能够进行故障诊断，发现并解决问题。自主研讨，确定方案，进行多站PLC的数据规划和通信参数设置研讨并设置输送单元PLC参数研讨并设置供料单元PLC参数研讨并设置加工单元PLC参数研讨并设置装配单元PLC参数研讨并设置分拣单元PLC参数小组分工合作，研讨五个站的通信程序编写小组研讨，确定控制方案。并编写各站的通信程序。课后1）平台上传动作运行视频2）上传调试过程中的总结笔记查看学生的调试结果，并给与一定的指导，提出开放行问题平台作业，听取老师的指导，在下次课中继续优化和完善效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时6授课日期授课班级授课地点项目名称模块七全线运行控制方案设计与调试任务名称任务2：触摸屏组态设计调试教学目标知识目标掌握触摸屏硬件的结构及通讯方式掌握昆仑通泰嵌入式组态软件的安装与组态调试方法能力目标能够设计组态控制界面并实现控制操作素质目标塑造精益求精、规范严谨的工匠精神强化学生数字化素养能力教学重点1.触摸屏组态链接2.组态画面设计与调试解决办法1.自主学习、小组协作，共同研讨2.观摩其他小组展示，总结优化教学难点总结归纳，小组汇报1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）触摸屏组态链接。2）自动线控制要求解读。3）并设计实施步骤。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）下载组态软件并安装。2）自学组态软件的操作。3）明确自动线中组态界面的设计要求。平台发布学习资源及任务，并下载小组汇报展示材料完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、自动生产线工作要求将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，加工完成后，把加工好的工件送往装配单元的装配台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小园柱零件嵌入到装配台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。三、实施步骤1.定义数据对象2.设备连接3.变量连接4.画面设计1）首页界面2）运行界面引导学生明确自动线的工作要求，规划组态界面的设计方案。播放视频，示范演示组态软件的安装、画面的创建、数据对象的定义、设备组态等操作，讲解其含义和功能教师讲解本地IP地址和远端IP地址的理解展示自动生产线需要创建的数据对象指导学生完成自动线监控画面的设计和布局小组研讨初步拟定组态界面的元素认真听取讲解，观看视频和示范演示，做好记录。小组共同研讨完成数据对象的定义和设备的组态记录笔记，掌握技巧，不要记混根据教师提示，无遗漏的创建并建立变量连接。认真听讲，结合其他小组的经验传授和自身存在的问题，做好总结归纳和记录课后拓展任务：自主设计输送单元机械手调试界面。指导学生解析控制要求，设计控制方案，掌握调试技巧。根据教师指导，查阅资料，小组研讨，分析控制要求，设计控制方案，小组分工合作进行编程调试。效果分析教学反思与诊改教学改革与创新

**************学院教案副页课程名称自动化生产线安装与调试授课学时6授课日期授课班级授课地点项目名称模块七全线运行控制方案设计与调试任务名称任务3：系统总结评价与优化教学目标知识目标掌握PLC之间、PLC和触摸屏之间通信连接的含义和方法掌握各站之间数据通信的程序编写和触摸屏的控制画面设计能力目标能够通过小组讨论设计并完成自动线的全线控制功能能够通过触摸屏给定信号进行监控素质目标塑造精益求精、规范严谨的工匠精神强化学生数字化素养能力教学重点1.控制系统整体调试2.总结归纳，优化程序解决办法1.自主学习、小组协作，共同研讨2.观摩其他小组展示，总结优化教学难点总结归纳，小组汇报1.气路的调试、检查与排故；2.在气动系统作业中自觉遵守安全操作规程、工艺符合专业技术规范标准。教学手段板书、多媒体、线上资源、教材配套微课视频等教学方法教师示范、小组讨论、实操训练教学环境PLC实训室、自动化生产线实训室教学资源教材及配套微课视频、智慧树线上课程资源、网络资源、视频、动画教学过程1）调试优化控制程序。2）小组研讨总结归纳，制作PPT汇报展示。3）组间互相观摩学习、评价。4）优化程序，并完成课后拓展练习。教学环节（时间）教学内容教师活动（主导）学生活动（主体）课前1）上传小组展示成果和汇报PPT。2）核对控制要求、明确评价标准。3）了解拓展任务要求。平台发布学习资源及任务，并下载小组汇报展示材料完成教师分配的任务，平台上学习、互相讨论、查阅资料。课中一、分组展示汇报，组间互评1.PPT展示本单元的知识内容2.小组演示实现的成果3.明确评价指标三、总结归纳、教师点评组织学习按照小组进行成果汇报，讲解评价指标，组织小组互评和提问。通过成果展示和小组互评环节后，教师做最后的总结和归纳，并重点强调出现的共性