中職教育二年級(jí)下學(xué)期裝備制造大類《S7-1200PLC編程指令》教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGEPAGE1編號(hào)：授課班級(jí)：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用班任課教師：項(xiàng)目名稱第四章第四節(jié)S7-1200PLC編程指令學(xué)時(shí)：教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解西門子PLC常用的編程指令2.掌握西門子PLC各個(gè)指令的基本原理技能目標(biāo)1．能夠使用相關(guān)的指令完成特定的功能情感態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，通過知識(shí)的收集和總結(jié)，提高學(xué)生理解能力，通過實(shí)際操作，提高學(xué)生的操作技能。教學(xué)內(nèi)容1.位邏輯運(yùn)算、定時(shí)器操作指令2.計(jì)數(shù)器操作、比較操作指令3.數(shù)學(xué)函數(shù)、移動(dòng)操作指令重點(diǎn)1.常用指令的工作原理2.指令使用的注意事項(xiàng)難點(diǎn)利用所學(xué)指令完成特定功能程序教學(xué)策略利用現(xiàn)有西門子1215C整體式PLC進(jìn)行操作，采用仿真+現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，按照一體化教學(xué)的步驟實(shí)施教學(xué)計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際操作能力，在做中學(xué)，同時(shí)充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源庫，最大限度的收集更多更好的網(wǎng)絡(luò)資源，使課堂教學(xué)更生動(dòng)。教學(xué)資源準(zhǔn)備一、位邏輯運(yùn)算指令位邏輯運(yùn)算指令中我們主要學(xué)習(xí)常開/常閉觸點(diǎn)指令、線圈指令、置位/復(fù)位指令、置位位域/復(fù)位位域指令、置位復(fù)位觸發(fā)器和復(fù)位置位觸發(fā)器指令、掃描操作數(shù)的信號(hào)上升/下降沿指令以及掃描RLO的信號(hào)的上升/下降沿指令。所有的位邏輯運(yùn)算指令涉及到的數(shù)據(jù)類型為Bool類型常開/常閉觸點(diǎn)指令常開常閉觸點(diǎn)相當(dāng)于繼電器中的各類按鈕開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)以及限位開關(guān)等，其狀態(tài)只有開和關(guān)兩種。當(dāng)操作數(shù)I0.0的狀態(tài)為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。當(dāng)操作數(shù)I0.0的狀態(tài)為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開線圈指令線圈指令相當(dāng)于繼電器接觸器當(dāng)中的電磁線圈，如果線圈輸入的邏輯運(yùn)算結(jié)果的信號(hào)狀態(tài)為“1”，則將指定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)置位為“1”。如果線圈輸入的信號(hào)狀態(tài)為“0”，則指定操作數(shù)的位將復(fù)位為“0”。例如，當(dāng)I0.0接通時(shí)，線圈輸入狀態(tài)為1，則Q0.0置位為1，Q0.0對(duì)應(yīng)的常開接通，常閉斷開；當(dāng)I0.0斷開時(shí)，線圈輸入狀態(tài)為0，則Q0.0復(fù)位為0,Q0.0對(duì)應(yīng)的常開斷開，常閉接通置位輸出指令/復(fù)位輸出指令置位輸出指令，當(dāng)線圈輸入的狀態(tài)為1時(shí)，執(zhí)行該指令，指定的操作數(shù)置位為1，若線圈輸入的狀態(tài)為0時(shí)，操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)將保持不變。復(fù)位輸出指令，當(dāng)線圈輸入的狀態(tài)為1時(shí)，執(zhí)行該指令，指定的操作數(shù)復(fù)位為0，若線圈輸入的狀態(tài)為0時(shí)，操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)將保持不變。例如，I0.0接通時(shí)，Q0.0置位為1，I0.0斷開時(shí)，Q0.0保持為1的狀態(tài)；當(dāng)I0.1接通時(shí)，Q0.0復(fù)位為0，I0.1斷開時(shí)，Q0.0保持為0的狀態(tài)置位位域和復(fù)位位域指令置位位域指令是將某個(gè)特定地址開始的多個(gè)位進(jìn)行置位，而復(fù)位位域指令則是將某個(gè)特定地址開始的多個(gè)位進(jìn)行復(fù)位。置位位域和復(fù)位位域指令都帶有兩個(gè)操作數(shù)，操作數(shù)1為需要進(jìn)行置位或復(fù)位的首地址，操作數(shù)2為需要置位或者復(fù)位的個(gè)數(shù)。例如，當(dāng)I0.0接通時(shí)，執(zhí)行置位位域指令，從Q0.0開始的3個(gè)位被置位，當(dāng)I0.1斷開時(shí)，從Q0.0開始的3個(gè)位被復(fù)位置位/復(fù)位觸發(fā)器指令和復(fù)位/置位觸發(fā)器指令“置位復(fù)位觸發(fā)器”指令，根據(jù)輸入S和R1的信號(hào)狀態(tài)，置位或復(fù)位指定操作數(shù)的位。如果輸入S的信號(hào)狀態(tài)為“1”且輸入R1的信號(hào)狀態(tài)為“0”，則將指定的操作數(shù)置位為“1”。如果輸入S的信號(hào)狀態(tài)為“0”且輸入R1的信號(hào)狀態(tài)為“1”，則將指定的操作數(shù)復(fù)位為“0”。輸入R1的優(yōu)先級(jí)高于輸入S。輸入S和R1的信號(hào)狀態(tài)都為“1”時(shí)，指定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)將復(fù)位為“0”復(fù)位置位觸發(fā)器”指令，根據(jù)輸入R和S1的信號(hào)狀態(tài)，復(fù)位或置位指定操作數(shù)的位。如果輸入R的信號(hào)狀態(tài)為“1”，且輸入S1的信號(hào)狀態(tài)為“0”，則指定的操作數(shù)將復(fù)位為“0”。如果輸入R的信號(hào)狀態(tài)為“0”且輸入S1的信號(hào)狀態(tài)為“1”，則將指定的操作數(shù)置位為“1”。輸入S1的優(yōu)先級(jí)高于輸入R。當(dāng)輸入R和S1的信號(hào)狀態(tài)均為“1”時(shí)，將指定操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)置位為“1”掃描操作數(shù)的信號(hào)上升沿和下降沿指令上升沿指令和下降沿指令均有兩個(gè)操作數(shù)操作數(shù)1為需要檢測(cè)上升沿或下降沿的信號(hào)，操作數(shù)2為邊沿存儲(chǔ)器，保存上一次描掃的信號(hào)狀態(tài)。指令將操作數(shù)1的信號(hào)和操作數(shù)2的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行比較，若是由0到1，則說明出現(xiàn)上升沿，若是由1到0，則說明出現(xiàn)下降沿。當(dāng)上升沿或下降沿指令檢測(cè)到操作數(shù)1的上升沿或下降沿時(shí)，操作數(shù)1的狀態(tài)將在一個(gè)程序周期內(nèi)置位為1，其余情況下均為0。例如，當(dāng)I0.0由0到1時(shí)，Q0.0輸出一次，I0.0由1到0時(shí)，Q0.1輸出一次。特別注意，邊沿存儲(chǔ)器的地址只能使用一次。否則，指令執(zhí)行不正常。掃描RLO的信號(hào)上升沿/下降沿指令這兩個(gè)指令的作用與掃描操作數(shù)的上升沿/下降沿指令相同，區(qū)別在于一個(gè)是檢測(cè)操作數(shù)的上升/下降沿，一個(gè)是檢測(cè)RLO的上升/下降，并且這兩個(gè)指令只有一個(gè)操作數(shù)，為邊沿存儲(chǔ)器。當(dāng)I0.0和I0.1都是由0到1時(shí)，Q0.0輸出一次，當(dāng)I0.0和I0.1其中一個(gè)由1到0時(shí)，Q0.1輸出一次。同樣的，邊沿存儲(chǔ)器的地址只能使用一次。否則，指令執(zhí)行不正常二、定時(shí)器操作接通延時(shí)指令當(dāng)接通延時(shí)指令的輸入狀態(tài)由0到1時(shí)，接通延時(shí)指令開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，則置位相應(yīng)的操作數(shù)。當(dāng)輸入狀態(tài)由1到0時(shí)，則定時(shí)器復(fù)位，被置位的操作數(shù)也會(huì)復(fù)位。例如，當(dāng)I0.0由0到1時(shí)，Q0.0延時(shí)2S輸出，I0.0由1到0時(shí)，Q0.0立即復(fù)位。當(dāng)接通定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，I0.0變?yōu)?，則延時(shí)的計(jì)時(shí)時(shí)間復(fù)位為0斷開延時(shí)指令當(dāng)斷開延時(shí)指令的輸入狀態(tài)由0到1時(shí)，斷開延時(shí)指令直接輸出，置位相應(yīng)的操作數(shù)。當(dāng)輸入狀態(tài)由1到0時(shí)，則延時(shí)設(shè)定的時(shí)間復(fù)位輸出，相應(yīng)的操作數(shù)也會(huì)復(fù)位。例如，當(dāng)當(dāng)I0.0由0到1時(shí)，Q0.0立即輸出，I0.0由1到0時(shí)，Q0.0延時(shí)2S后復(fù)位。當(dāng)斷開延時(shí)時(shí)間未到時(shí)，重新將I0.0變?yōu)?，則延時(shí)的計(jì)時(shí)時(shí)間復(fù)位為0時(shí)間累加器與接通延時(shí)功能相同，時(shí)間累加器帶有保持功能，當(dāng)延時(shí)時(shí)間未到，輸入信號(hào)斷開時(shí)，時(shí)間累加器會(huì)保持當(dāng)前計(jì)時(shí)時(shí)間，在輸入再次接通時(shí)，會(huì)接著上一次斷電時(shí)保存的時(shí)間進(jìn)行延時(shí)。直到達(dá)到設(shè)定時(shí)間后輸出。時(shí)間累加器的復(fù)位，需要R引腳由0變?yōu)?。三、計(jì)數(shù)器操作加計(jì)數(shù)遞增輸出CV值，如果輸入CU的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”，則執(zhí)行該指令，同時(shí)輸出CV的當(dāng)前計(jì)數(shù)器值加1。每檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)上升沿，計(jì)數(shù)器值就會(huì)遞增，直到達(dá)到輸出CV中所指定數(shù)據(jù)類型的上限。達(dá)到上限時(shí)，輸入CU的信號(hào)狀態(tài)將不再影響該指令。當(dāng)輸入R為1時(shí)，輸出CV值被復(fù)位為0。只要輸入R的信號(hào)狀態(tài)仍為“1”，輸入CU的信號(hào)狀態(tài)就不會(huì)影響該指令。減計(jì)數(shù)遞減輸出CV的值。如果輸入CD的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”，則執(zhí)行該指令，同時(shí)輸出CV的當(dāng)前計(jì)數(shù)器值減1。每檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)上升沿，計(jì)數(shù)器值就會(huì)遞減1，直到達(dá)到指定數(shù)據(jù)類型的下限為止。達(dá)到下限時(shí)，輸入CD的信號(hào)狀態(tài)將不再影響該指令。輸入LD的信號(hào)狀態(tài)變?yōu)椤?”時(shí)，將輸出CV的值設(shè)置為參數(shù)PV的值。只要輸入LD的信號(hào)狀態(tài)仍為“1”，輸入CD的信號(hào)狀態(tài)就不會(huì)影響該指令加減計(jì)數(shù)遞增和遞減輸出CV的計(jì)數(shù)器值。如果輸入CU的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”，則當(dāng)前計(jì)數(shù)器值加1并存儲(chǔ)在輸出CV中。如果輸入CD的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”，則輸出CV的計(jì)數(shù)器值減1。計(jì)數(shù)器值可以一直遞增，直到其達(dá)到輸出CV處指定數(shù)據(jù)類型的上限。達(dá)到上限后，計(jì)數(shù)器值也不再遞增。達(dá)到指定數(shù)據(jù)類型的下限后，計(jì)數(shù)器值便不再遞減。輸入LD的信號(hào)狀態(tài)變?yōu)椤?”時(shí)，將輸出CV的計(jì)數(shù)器值置位為參數(shù)PV的值。只要輸入LD的信號(hào)狀態(tài)仍為“1”，輸入CU和CD的信號(hào)狀態(tài)就不會(huì)影響該指令。當(dāng)輸入R的信號(hào)狀態(tài)變?yōu)椤?”時(shí)，將計(jì)數(shù)器值置位為“0”。只要輸入R的信號(hào)狀態(tài)仍為“1”，輸入CU、CD和LD信號(hào)狀態(tài)的改變就不會(huì)影響“加減計(jì)數(shù)”指令四、比較操作比較操作指令用于判斷操作數(shù)1和操作數(shù)2是否滿足相對(duì)應(yīng)的比較條件，比較條件有等于、不等于、大于、小于、大于等于和小于等于6種。（插入視頻）點(diǎn)擊問號(hào)可以選擇比較操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。原則上，比較的兩個(gè)操作數(shù)數(shù)據(jù)類型應(yīng)該一致。兩個(gè)操作數(shù)滿足比較條件時(shí)，則該指令向后輸出1，例如，整數(shù)等于100時(shí)，Q0.0置位。五、數(shù)學(xué)函數(shù)計(jì)算指令可以使用計(jì)算指令定義并執(zhí)行表達(dá)式，可以從指令框的“黑色問號(hào)”下拉列表中選擇該指令的數(shù)據(jù)類型。根據(jù)所選的數(shù)據(jù)類型，可以組合某些指令的函數(shù)以執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算，單擊指令框上方的“計(jì)算器”圖標(biāo)或雙擊OUT后邊的紅色問號(hào)，可打開指定待計(jì)算的表達(dá)式的對(duì)話框。然后可以在輸入想要計(jì)算的表達(dá)式，表達(dá)式可以包含輸入?yún)?shù)的名稱和指令的語法。不能指定操作數(shù)名稱和操作數(shù)地址。點(diǎn)擊輸入?yún)?shù)盤的黃色星號(hào)可以增加輸入?yún)?shù)。四則運(yùn)算，四則運(yùn)算中有加法指令，減法指令、乘法指令以及除法指令。其運(yùn)算表達(dá)式如下所示，四則運(yùn)算種，減法和除法不可以擴(kuò)展輸入，加法和乘法則可以擴(kuò)展輸入。當(dāng)輸入EN狀態(tài)由0到1時(shí)，則執(zhí)行指令遞增/遞減指令遞增指令將參數(shù)IN/OUT中的變量進(jìn)行自加一，類似于a=a+1表達(dá)式，當(dāng)輸入EN狀態(tài)為1時(shí)，執(zhí)行指令。遞減指令將參數(shù)IN/OUT中的變量進(jìn)行自減一，類似于a=a-1。若輸入EN的狀態(tài)一直為1，則兩個(gè)指令會(huì)不斷的自加一和自減一。六、移動(dòng)操作指令移動(dòng)操作指令我們主要學(xué)習(xí)移動(dòng)值MOVE移動(dòng)值MOVE是使用最為頻繁的指令?！耙苿?dòng)值”指令，將IN輸入處操作數(shù)中的內(nèi)容傳送給OUT1輸出的操作數(shù)中。始終沿地址升序方向進(jìn)行傳送.當(dāng)輸入EN狀態(tài)為1時(shí)，執(zhí)行指令。移動(dòng)值指令適用于所有數(shù)據(jù)類型的變量傳送，傳送時(shí)IN參數(shù)與OUT參數(shù)變量的數(shù)據(jù)類型須對(duì)應(yīng)。但部分?jǐn)?shù)據(jù)類型的變量可以跨類型傳送課后記教學(xué)過程序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一新課導(dǎo)入1.位邏輯運(yùn)算、定時(shí)器操作指令2.計(jì)數(shù)器操作、比較操作指令3.數(shù)學(xué)函數(shù)、移動(dòng)操作指令1.介紹指令的原理與用法2.講解指令使用的注意事項(xiàng)參與、討論，思考1.突出所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系；2.吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。二計(jì)劃決策通過教師示范操作、講解，了解PLC的常用基本指令的工作原理講解、示范操作培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。三教學(xué)實(shí)施教學(xué)活動(dòng)1PLC基本指令原理的講解課件講解、實(shí)操演示筆記記錄、實(shí)操練習(xí)使學(xué)生了解PLC指令的原理教學(xué)活動(dòng)2PLC指令的注意事項(xiàng)課件講解、實(shí)操演示筆記記錄、實(shí)操練習(xí)使學(xué)生掌握指令的基本用法教學(xué)活動(dòng)3編寫案例程序完成對(duì)本任務(wù)的評(píng)價(jià)展示評(píng)價(jià)內(nèi)容，完成案例程序的編寫完成任務(wù)的新知識(shí)四檢查評(píng)估對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程和結(jié)果進(jìn)行小組內(nèi)、小組間和教師評(píng)價(jià)。完