PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（西門子）教案 -2

教案課程名稱PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（西門子）學(xué)院授課班級授課老師序號2周次5授課章節(jié)名稱項目2S7-200SMARTPLC硬件與軟件教學(xué)目的1．掌握S7-200SMARTCPUSR40的結(jié)構(gòu)，并能夠講解其外觀結(jié)構(gòu)。2．理解S7-200SMART的特性，并能夠獨立敘述出來。3．理解S7-200SMART硬件系統(tǒng)組成，并能夠獨立敘述出來。4．理解S7-200SMARTPLC軟件窗口，并能夠結(jié)合軟件窗口介紹。5．掌握S7-200SMARTPLC硬件組態(tài)（配置），并能夠舉例完成一硬件組態(tài)。6．掌握PLC與計算機的連接及通信設(shè)置，并能夠獨立操作。7．掌握下載程序的方法，并能夠獨立操作。教學(xué)重點1．掌握S7-200SMARTCPUSR40的結(jié)構(gòu)，并能夠講解其外觀結(jié)構(gòu)。2．理解S7-200SMARTPLC軟件窗口，并能夠結(jié)合軟件窗口介紹。3．掌握S7-200SMARTPLC硬件組態(tài)（配置），并能夠舉例完成一硬件組態(tài)。4．掌握PLC與計算機的連接及通信設(shè)置，并能夠獨立操作。5．掌握下載程序的方法，并能夠獨立操作。教學(xué)難點1．理解S7-200SMARTPLC軟件窗口，并能夠結(jié)合軟件窗口介紹。2．掌握S7-200SMARTPLC硬件組態(tài)（配置），并能夠舉例完成一硬件組態(tài)。3．掌握PLC與計算機的連接及通信設(shè)置，并能夠獨立操作。4．掌握下載程序的方法，并能夠獨立操作。課程思政點教學(xué)模式教學(xué)資源PPT教學(xué)內(nèi)容課前學(xué)習(xí)云班課上傳資源，學(xué)生自主觀看，同時獲得經(jīng)驗值課中2.2相關(guān)知識1（硬件）S7-200SMARTPLC是一種類型PLC的統(tǒng)稱，可以是一臺CPU模塊（又稱主機單元、基本單元等），也可以是由CPU模塊、信號板和擴展模塊組成的系統(tǒng)。CPU模塊可以單獨使用，而信號板和擴展模塊不能單獨使用，必須與CPU模塊連接在一起才可使用。2.2.1S7-200SMARTCPUSR40的結(jié)構(gòu)2.2.2S7-200SMART的特性S7-200SMARTCPU是繼S7-200CPU系列產(chǎn)品之后，西門子推出的小型CPU家族新成員。CPU本體集成了一定數(shù)量的數(shù)字量輸入/輸出點、一個RJ45以太網(wǎng)接口和一個RS485接口。S7-200SMARTCPU不僅提供了多種型號的CPU和擴展模塊，能夠滿足各種配置要求，CPU內(nèi)部還集成了高速計數(shù)、PID和運動控制等功能，以滿足各種控制要求。（1）機型豐富，更多選擇。（2）選件擴展，精確定制。（3）高速芯片，性能卓越。（4）以太網(wǎng)互聯(lián)，經(jīng)濟便捷。（5）三種脈沖，運動自如。（6）通用SD卡，快速更新。（7）軟件友好，編程高效。（8）完美整合，無縫集成。2.2.3S7-200SMARTPLC硬件系統(tǒng)組成S7-200SMARTPLC的硬件系統(tǒng)由CPU模塊、數(shù)字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、熱電偶與熱電阻模塊和相關(guān)設(shè)備組成。S7-200SMARTPLC按照點數(shù)分為20點、30點、40點、60點4種；CPU模塊配備標準型和經(jīng)濟型供用戶選擇。S7-200SMARTPLC有兩種不同類型的CPU模塊，分別為標準型（用S表示）和經(jīng)濟型（用C表示）。標準型作為可擴展CPU模塊，可滿足對輸入/輸出規(guī)模有較大需求，邏輯控制較為復(fù)雜的應(yīng)用，標準型具體型號有SR20/SR30/SR40/SR60（繼電器輸出型）和ST20/ST30/ST40/ST60（晶體管輸出型）；經(jīng)濟型只有繼電器輸出型（CR40/CR60）沒有晶體管輸出型，S7-200SMARTCPU價格便宜，但只能單機使用，不能安裝信號板，也不能連接擴展模塊，由于只有繼電器輸出型，故無法實現(xiàn)高速脈沖輸出。對于每個型號PLC，西門子都提供了DC24V和AC(120～240)V兩種電源供電的CPU，如CPU224DC/DC/DC和CPU224AC/DC/Relay。每個類型都有各自的訂貨號，可以單獨訂貨。（1）DC/DC/DC：說明CPU是直流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是晶體管直流電路的類型。（2）AC/DC/Relay：說明CPU是交流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是繼電器觸點類型。2.3相關(guān)知識2（軟件）2.3.1S7-200SMARTPLC軟件窗口（1）文件工具：“文件”菜單的快捷按鈕，單擊后會出現(xiàn)下拉菜單，提供最常用的新建、打開、另存為、關(guān)閉等功能。（2）快速訪問工具欄：有4個圖標按鈕，分別為“新建”“打開”“保存”“打印”。單擊右邊的倒三角按鈕，會彈出下拉菜單，可以進行定義更多的工具、更改工具欄的顯示位置、最小化功能區(qū)等操作。（3）菜單欄：由“文件”“編輯”“視圖”“PLC”“調(diào)試”“工具”“幫助”7個菜單組成。單擊某個菜單，該菜單所有選項會在下方橫向條形菜單區(qū)顯示出來。（4）標題欄：用于顯示當前項目的文件名稱。（5）程序編輯器：用于編輯PLC程序，單擊左上方“MAIN”“SBR_0”“INT_0”標簽可切換到主程序編輯器、子程序編輯器和中斷程序編輯器。默認打開主程序編輯器，編程語言為梯形圖（LAD）。（6）項目指令樹：用于顯示所有項目對象和編程指令。在編程時，先單擊某個指令包前的“+”號，可以看到該指令包內(nèi)的所有指令，可以采用拖放的方式將指令移到程序編輯器中；也可以雙擊指令，將其插入程序編輯器當前光標所在的位置。選擇操作項目對象采用雙擊的方式；對項目對象進行更多的操作，可采用右鍵快捷菜單來實現(xiàn)。（7）導(dǎo)航欄：位于項目指令樹上方，由“符號表”“狀態(tài)圖表”“數(shù)據(jù)塊”“系統(tǒng)塊”“交叉引用”“通信”6個按鈕組成。單擊圖標時，可以打開相應(yīng)圖表或?qū)υ捒颉＠脤?dǎo)航欄可以快速訪問項目書中的對象，單擊一個導(dǎo)航欄按鈕，相當于展開項目書的某項并雙擊該項中的相應(yīng)內(nèi)容。2.3.2S7-200SMARTPLC硬件組態(tài)（配置）前面提到，PLC可以是一臺CPU模塊，也可以是由CPU模塊、信號板（SB）、擴展模塊（EM）組成的系統(tǒng)。PLC硬件組態(tài)又稱為PLC配置，是指編程前先在編程軟件中設(shè)置PLC的CPU模塊、信號板和擴展模塊的型號，使之與實際使用的PLC一致，以確保編寫的程序能在實際硬件中運行。在STEP7-Micro/WINSMART軟件中進行PLC硬件組態(tài)，可以雙擊“系統(tǒng)塊”指令，彈出“系統(tǒng)塊”對話框，由于當前使用的CPU不是自己實際用的CPU，故在對話框的“CPU”行的“模塊”列中單擊下拉按鈕，出現(xiàn)所有CPU模塊型號，從中選擇自己實際使用的CPU型號，這里選擇“CPUSR20（DC/DC/RLY）”；在“版本”列中選擇CPU模塊的版本號，實際模塊有版本號標注，如果不知道版本號，則可選擇低版本號，單擊“確定”按鈕即可完成PLC硬件組態(tài)。如果CPU模塊安裝了信號板，那么還需要設(shè)置信號板的型號，在“SB”行的“模塊”列的空白處單擊，會出現(xiàn)下拉按鈕，單擊下拉按鈕，會出現(xiàn)所有信號板型號，從中選擇正確的型號；在“SB”行的“版本”列中選擇信號板的版本號，“輸入”“輸出”“訂貨號”列的內(nèi)容會自動生成。如果CPU模塊還連接了多個擴展模塊，則可根據(jù)連接的順序，用同樣的方法在“EM1”“EM2”等列設(shè)置各個擴展模塊。2.3.3計算機與PLC的連接及通信設(shè)置在計算機STEP7-Micro/WINSMART軟件中編寫好程序后，如果要將程序下載到PLC里，則需要通信電纜將計算機與PLC連接起來，并進行通信設(shè)置。1．計算機與PLC的硬件通信連接2．通信設(shè)置2.3.4下載程序?qū)⒂嬎銠C中的程序送到PLC里的過程稱為下載程序。下載程序的操作過程如下。（1）計算機與PLC的連接及通信設(shè)置成功完成，這一步非常重要。（2）在STEP7-Micro/WINSMART軟件中，編寫好程序且編譯成功后，單擊工具欄中的“下載”按鈕，彈出“通信”對話框，單擊“查找CPU”按鈕，在找到的CPU中，選擇程序要下載到的CPU，通過MAC地址確認下載的CPU（對話框顯示MAC地址與真實CPU表面印刷的MAC地址對應(yīng)一致），也可通過MAC地址右邊的閃爍指示燈確認下載的CPU，確認完下載的CPU后，單擊右下角的“確定”按鈕，彈出“下載”對話框，如果保持默認選擇，則單擊“下載”按鈕。（3）如果下載時CPU處于RUN模式，則詢問是否將CPU置于STOP模式，因為只有在STOP模式下才能下載程序，單擊“是”按鈕，開始下載程序，下載完成后，彈出提示框，詢問是否將CPU置于RUN模式，單擊“是”按鈕，完成程序的下載。注意：如果不能下載，則從以下兩方面找原因。（1）硬件連接不正常。如果PLC與計算機之間硬件連接正常，則PLC上的LINK指示燈會亮。（2）通信設(shè)置不正確。2.4項目解決步驟步驟1．掌握S7-200SMARTCPUSR40的結(jié)構(gòu)，并能夠講解其外觀結(jié)構(gòu)。步驟2．理解S7-200SMART的特性，并能夠獨立敘述出來。步驟3．理解S7-200SMART硬件系統(tǒng)組成，并能夠獨立敘述出來。步驟4．