《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》-教案 第2次 2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

PAGEPAGE2第2次課程教學(xué)方案?jìng)湔n時(shí)間備課教師教學(xué)時(shí)間教學(xué)地點(diǎn)周次課時(shí)數(shù)4教學(xué)內(nèi)容（章、節(jié)）模塊/單元第2章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ) 2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2.1.1可編程邏輯控制器 2.1.2工業(yè)交換機(jī)2.1.3工業(yè)路由器 2.1.4工業(yè)防火墻 教學(xué)目標(biāo)和要求1、了解各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端設(shè)備2、理解可編程控制器、HMI人機(jī)界面、工業(yè)交換機(jī)、工業(yè)路由器、工業(yè)防火墻基本功能培養(yǎng)學(xué)生具備需求分析的能力培養(yǎng)學(xué)生耐心、細(xì)致和認(rèn)真的工作精神教學(xué)重點(diǎn)理解可編程控制器、HMI人機(jī)界面、工業(yè)交換機(jī)、工業(yè)路由器、工業(yè)防火墻基本功能教學(xué)難點(diǎn)掌握可編程控制器、HMI人機(jī)界面地址配置方法教學(xué)方法教學(xué)方法：1.啟發(fā)式教學(xué)2.情境教學(xué)法教學(xué)手段：1.講解2.教師演示3.學(xué)生實(shí)踐使用媒體資源eq\o\ac(□,√)紙質(zhì)材料eq\o\ac(□,√)多媒體課件□網(wǎng)絡(luò)資源□其他資源：使用教具、設(shè)備、設(shè)施等多媒體計(jì)算機(jī)、投影機(jī)西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜1根，以太網(wǎng)接口1對(duì)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)做線工具1套，網(wǎng)絡(luò)測(cè)線儀。作業(yè)練習(xí)課后記（空白不夠可添加附頁）

教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法及學(xué)生活動(dòng)教學(xué)管理：點(diǎn)名記錄考勤，上交手機(jī)一、實(shí)驗(yàn)室安全〖實(shí)訓(xùn)室日常安全措施〗1、不要隨意更換鼠標(biāo)和鍵盤，機(jī)器使用有問題請(qǐng)及時(shí)向老師反映。2、嚴(yán)禁在實(shí)訓(xùn)室吃各種食物，請(qǐng)將水杯擰緊放好，注意不要將水潑灑在鍵盤上。3、未經(jīng)允許不得隨意使用實(shí)訓(xùn)室電源給手機(jī)充電或使用其他電子設(shè)備。4、發(fā)現(xiàn)有安全隱患的電子設(shè)備應(yīng)及時(shí)報(bào)告老師，不要擅自動(dòng)手。5、下課后請(qǐng)整理好桌面雜物、將機(jī)器正常關(guān)閉后再離開。6、每天課后安排2名學(xué)生整理實(shí)訓(xùn)室，打掃衛(wèi)生、關(guān)閉電源、關(guān)好門窗。引導(dǎo)學(xué)生了解整個(gè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；了解這個(gè)課程的組成要素和實(shí)施要求二、理論講解第2章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.1.1可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicalController）簡(jiǎn)稱PLC，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，也是當(dāng)今工業(yè)以太網(wǎng)中最常用的設(shè)備。1.SIMATICS7-1200PLC簡(jiǎn)介2.SIMATICHMI面板簡(jiǎn)介2.1.2工業(yè)交換機(jī)1.第2層工業(yè)交換機(jī)2.第3層工業(yè)交換機(jī)3.并行冗余交換機(jī)2.1.3工業(yè)路由器1.工業(yè)路由器概述工業(yè)路由器是一種用于連接兩個(gè)或兩個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)的耐用器件，可將信號(hào)僅傳送到所需端口。網(wǎng)關(guān)可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議、無線與有線接口、以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種工廠自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，適用于無風(fēng)扇冷卻的惡劣工業(yè)環(huán)境，是專門用于工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。2.西門子SCALANCEM系列工業(yè)路由器1）有線連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)2）無線連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)2.1.4工業(yè)防火墻1.工業(yè)防火墻概述2.西門子SCALANCES系列工業(yè)防火墻簡(jiǎn)介3.西門子SCALANCES-615工業(yè)防火墻理論部分以教師講授為主要形式學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明三、實(shí)訓(xùn)講解西門子SIMATICS7-1200PLC與HMI的基本操作本小節(jié)將介紹在博途環(huán)境下完成S7-1200PLC和HMI設(shè)備組態(tài)、完成S7-1200PLC和HMI的IP地址配置及復(fù)位操作的方法和實(shí)施步驟。按照如圖2-20所示的實(shí)驗(yàn)拓?fù)渫瓿稍O(shè)備連接。1.PLC硬件組態(tài)及IP地址配置步驟1配置上位機(jī)IP地址為192.168.0.100，如圖2-21所示。步驟2啟動(dòng)博途軟件，選擇創(chuàng)建新項(xiàng)目，如圖2-22所示輸入項(xiàng)目名稱、選擇文件存儲(chǔ)路徑，然后單擊創(chuàng)建。步驟3進(jìn)入組態(tài)設(shè)備，點(diǎn)擊添加新設(shè)備，如圖2-23所示選擇控制器--SIMATICS7-1200--CPU1215CDC/DC/DC--版本V4.4，點(diǎn)擊確定。步驟4進(jìn)入設(shè)備視圖，雙擊PLC的網(wǎng)絡(luò)接口，在屬性界面中為PLC配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，結(jié)果如圖2-24所示。必要時(shí)可選擇“使用路由器”并設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。。步驟5在項(xiàng)目樹中選擇PLC_1，然后點(diǎn)擊下載到設(shè)備，將當(dāng)前配置下載到相應(yīng)的PLC中，如圖2-25所示。步驟6在下載界面設(shè)置PG/PC接口的類型PN/IE、選擇電腦的網(wǎng)卡為Ethernet、接口/子網(wǎng)為默認(rèn)參數(shù)，點(diǎn)擊開始搜索。步驟7系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索到網(wǎng)絡(luò)中所有的PLC，選擇一臺(tái)設(shè)備，點(diǎn)擊閃爍LED，可以確認(rèn)選擇的是哪一臺(tái)PLC，選中正確的PLC后，點(diǎn)擊下載按鈕，如圖2-26所示。步驟8系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行下載前檢查，若有還需要設(shè)置的選項(xiàng)，就需要按界面提示進(jìn)行設(shè)置后點(diǎn)擊裝載按鈕，這樣才能真正執(zhí)行下載操作，如圖2-27所示。步驟9系統(tǒng)顯示下載到設(shè)備已順利完成，說明下載成功。在“動(dòng)作”列要確保選擇為“啟動(dòng)模塊”，這樣點(diǎn)擊完成按鈕，系統(tǒng)就會(huì)重新啟動(dòng)PLC從而使配置生效，如圖2-28所示。2.HMI硬件組態(tài)及IP地址配置步驟1在項(xiàng)目樹中雙擊添加新設(shè)備，如圖2-29所示，選擇HMI--SIMATICBasicPanel--7’’Display--KTP700Basic--版本16.0.0.0，點(diǎn)擊確定。步驟2進(jìn)入HMI設(shè)備向?qū)Ы缑妫鐖D2-30所示。點(diǎn)擊完成可直接退出該界面。步驟3在項(xiàng)目樹中雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖，如圖2-31所示，用鼠標(biāo)直接在PLC和HMI的網(wǎng)絡(luò)接口間拖動(dòng)來建立連接。步驟4雙擊HMI的網(wǎng)絡(luò)接口顯示屬性界面，如圖2-32所示，選擇常規(guī)--以太網(wǎng)地址，為HMI配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，必要時(shí)可選擇“使用路由器”并設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。步驟5在項(xiàng)目樹中選擇HMI_1，然后點(diǎn)擊下載到設(shè)備，將當(dāng)前配置下載到相應(yīng)的HMI中，如圖2-33所示。步驟6在下載界面設(shè)置PG/PC接口的類型PN/IE、選擇電腦的網(wǎng)卡為Ethernet、接口/子網(wǎng)為默認(rèn)參數(shù)，點(diǎn)擊開始搜索。步驟7系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索到網(wǎng)絡(luò)中的HMI設(shè)備，選擇該設(shè)備，點(diǎn)擊閃爍LED，可以確認(rèn)選擇的是哪一臺(tái)設(shè)備，選中正確的HMI后，點(diǎn)擊下載按鈕，如圖2-34所示。步驟8系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行下載前檢查，若有還需要設(shè)置的選項(xiàng)，就需要按界面提示進(jìn)行設(shè)置，如圖2-35所示必須勾選動(dòng)作列中的“全部覆蓋”和“調(diào)整”復(fù)選框，之后才能點(diǎn)擊裝載按鈕，這樣才能真正執(zhí)行下載操作。步驟9裝載成功后，HMI會(huì)顯示出默認(rèn)的根界面信息，如圖2-36所示。3.PLC和HMI的復(fù)位操作步驟1在左側(cè)項(xiàng)目樹中單擊展開“在線訪問”，找到計(jì)算機(jī)的有線網(wǎng)卡，雙擊下面的更新可訪問設(shè)備，如圖2-37所示。步驟2在可訪問設(shè)備列表中找到PLC，雙擊下面的在線和診斷，如圖2-38所示，將會(huì)在右側(cè)窗口中顯示出診斷和功能菜單。步驟3在“在線訪問”->“功能”->“固件更新”路徑下，選中“復(fù)位為出廠設(shè)置”，點(diǎn)擊“重置”按鈕，可將PLC恢復(fù)為出廠狀態(tài)。界面中會(huì)顯示當(dāng)前PLC的IP地址和設(shè)備名稱，執(zhí)行復(fù)位操作時(shí)可以選擇保留或刪除IP地址，如圖2-39所示。步驟4在可訪問設(shè)備列表中找到HMI，雙擊下面的在線和