工程軟件實(shí)訓(xùn)課件

《電工電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)》

工程訓(xùn)練中心工程軟件實(shí)訓(xùn)-1電工電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)概述課程性質(zhì)

《電工電氣基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)》以培養(yǎng)學(xué)生在電工電氣方面的工程素養(yǎng)和技能為目標(biāo)，本課程的性質(zhì)屬于公共基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程以后，除了掌握基本的用電知識和安全操作規(guī)范外，還得到較為系統(tǒng)的電氣工程師基本技能訓(xùn)練，同時(shí)在常用工程軟件、光機(jī)電一體化、傳感器與測量、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)過程測量與控制等方面也學(xué)習(xí)了相關(guān)工程應(yīng)用知識，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)以及復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1教學(xué)內(nèi)容與時(shí)間安排

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目11、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：工程軟件2、實(shí)訓(xùn)目的和要求：

了解常用電工電氣工程軟件的使用；掌握可編程邏輯控制器工程設(shè)計(jì)軟件的使用及電路設(shè)計(jì)軟件的使用。3、學(xué)時(shí)數(shù)：84、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心320-8及320-4工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目21、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：電工基礎(chǔ)。2、實(shí)訓(xùn)目的和要求：

了解電工基礎(chǔ)知識和常見電工儀表的使用方法；掌握三相交流電路、相序測量電路、互感電路、變壓器、三相鼠籠異步電動機(jī)等的連接與測試方法；學(xué)習(xí)各電路的工作原理。3、學(xué)時(shí)數(shù)：124、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心214工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目31、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：維修電工2、實(shí)訓(xùn)目的和要求：

了解常用電氣元件與電工工具的使用和操作方法；掌握日光燈的安裝方法、三相負(fù)載的連接方法及電壓、電流的測量方法；學(xué)習(xí)機(jī)床電氣控制與故障排除方法；學(xué)習(xí)一般的電氣控制原理。3、學(xué)時(shí)數(shù)：124、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心214工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目41、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：傳感器與測量2、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的目的和要求：

了解傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的組成和工作原理；了解溫度傳感器、壓力傳感器、光電傳感器、霍爾傳感器以及工業(yè)過程測量等的工作原理和基本操作。3、學(xué)時(shí)數(shù)：124、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心214工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目51、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：機(jī)電一體化2、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的目的和要求：

學(xué)習(xí)可編程控制器的工作原理和編程方法；學(xué)習(xí)直流電機(jī)及其驅(qū)動知識、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動知識；學(xué)習(xí)機(jī)械手控制、位置控制及傳送站綜合控制的基本知識。3、學(xué)時(shí)數(shù)：124、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心214工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目61、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱：數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷2、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的目的和要求：

學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的電氣控制及故障診斷；熟悉數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動單元的調(diào)試與故障診斷、數(shù)控機(jī)床主軸變頻單元的調(diào)試與故障診斷。3、學(xué)時(shí)數(shù)：124、地點(diǎn)：工訓(xùn)中心214工程軟件實(shí)訓(xùn)-1考核方法

本課程的考核由實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)與實(shí)訓(xùn)報(bào)告兩部分構(gòu)成。成績具體組成如下：1、學(xué)生完成本大綱所要求操作的每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目后，由負(fù)責(zé)教師進(jìn)行成績考核（考勤和包括紀(jì)律,操作規(guī)范,結(jié)果正確等要素的操作占總成績的70％）來評定實(shí)習(xí)成績，計(jì)入學(xué)生實(shí)習(xí)成績登記表中。2、實(shí)習(xí)報(bào)告成績（占總成績的30%）。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1注意事項(xiàng)1.每次實(shí)訓(xùn)完后需整理好實(shí)驗(yàn)器材恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài),并經(jīng)老師檢查后方可給操作成績。2.學(xué)生缺席某次實(shí)訓(xùn)(不論何種原因)，該實(shí)訓(xùn)成績?yōu)?,需補(bǔ)完該項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，才給獲得實(shí)訓(xùn)成績。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1《工程軟件實(shí)訓(xùn)》

工程訓(xùn)練中心工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)1可編程控制器編程基礎(chǔ)一.實(shí)訓(xùn)目的1.熟悉STEP7的編程環(huán)境及軟件的使用方法；2.熟悉PLC的基本編程指令。二.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1.學(xué)習(xí)可編程控制器的原理及基本編程指令；2.進(jìn)行PLC的基本編程練習(xí)。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1可編程控制器基礎(chǔ)傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動控制裝置→繼電器控制系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)→結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、容易操作。缺點(diǎn)→體積龐大、生產(chǎn)周期長、接線復(fù)雜、故障率高、可靠性及靈活性差。應(yīng)用→比較適用于工作模式固定，控制邏輯簡單等工業(yè)應(yīng)用場合。

工程軟件實(shí)訓(xùn)-1用戶迫切需要一種先進(jìn)的自動控制裝置繼電器控制系統(tǒng)先進(jìn)自動控制系統(tǒng)返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1對先進(jìn)自動控制裝置提出設(shè)想：

把計(jì)算機(jī)的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置。把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡化，采用面向控制過程、面向?qū)ο蟮恼Z言編程。

工業(yè)控制單板機(jī)（計(jì)算機(jī)）繼電器控制系統(tǒng)先進(jìn)控制裝置返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1可編程序邏輯控制器的產(chǎn)生

美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)這一設(shè)想，于1969年研制成功了第一臺可編程序控制器。由于當(dāng)時(shí)主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的定義PLC的定義

經(jīng)歷：可編程邏輯控制器（PLC）→可編程控制器（PC）

通用叫法：可編程序控制器（ProgrammableController，PC），是一臺專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）混淆，所以人們還沿用PLC作為可編程控制器的英文縮寫。返回本章工程軟件實(shí)訓(xùn)-1

國際電工委員會（IEC）對可編程控制器的定義：

“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！狈祷乇竟?jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-12.可編程控制器的工作原理PLC的基本結(jié)構(gòu)返回本章工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的工作過程返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的掃描過程返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的I/O系統(tǒng)返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC程序的執(zhí)行除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，PLC還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段①內(nèi)部處理：檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位等。②通信服務(wù)：PLC與帶微處理器的智能裝置通信。③輸入處理：PLC把所有外部輸入電路的通/斷(ON/OFF)狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。④程序執(zhí)行：執(zhí)行用戶程序。⑤輸出處理：CPU將輸出映像寄存器的通/斷狀態(tài)

傳送到輸出鎖存器。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的程序執(zhí)行工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的分類

一體化緊湊型PLC：電源、CPU中央處理系統(tǒng)、I/O接口都集成在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)。如西門子S7-200系列。

CPU（基本單元）+擴(kuò)展模塊返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1標(biāo)準(zhǔn)模塊式結(jié)構(gòu)化PLC：各種模塊相互獨(dú)立，并安裝在固定的機(jī)架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個(gè)完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。如：西門子S7-300、S7-400系列。

PS(電源模塊)CPU

IM(接口模塊)SM:DISM:DOSM:AISM:AO

CP:-點(diǎn)-到-點(diǎn)-PROFIBUS-工業(yè)以太網(wǎng)返回本節(jié)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1S7-200PLC硬件基礎(chǔ)S7-200S7-300S7-400工程軟件實(shí)訓(xùn)-1EM221DI8xDC24VI.0I.1I.2I.3I.4I.5I.6I.7工程軟件實(shí)訓(xùn)-1輸入接口為了提高抗干擾能力，輸入接口均有光電隔離電路。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1輸出接口S7-200主機(jī)配置的輸出接口通常是繼電器型，為有觸點(diǎn)輸出，外加負(fù)載電源既可以是交流，也可以是直流，響應(yīng)時(shí)間為ms量級，見下圖：其它輸出接口還有：晶體管型（帶直流負(fù)載）和晶閘管型（帶交流負(fù)載）工程軟件實(shí)訓(xùn)-1輸入元件的實(shí)際情況與輸入信號的關(guān)系工程軟件實(shí)訓(xùn)-1S7-200的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)及其尋址1、輸入映像寄存器：I

在每次掃描周期的開始，CPU對物理輸入進(jìn)行采樣，并將采樣值寫入輸入映像寄存器中。可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸入過程映像存儲器中的數(shù)據(jù)。

位：I［字節(jié)地址］.［位地址］

例如：I0.0

I0.0的物理輸入點(diǎn)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1字節(jié)、字或雙字：I［數(shù)據(jù)長度］［起始字節(jié)地址］

例如：IB0IB0的物理輸入工程軟件實(shí)訓(xùn)-1輸出映象寄存器：Q

在每次掃描周期的結(jié)尾，CPU將輸出映像寄存器中的數(shù)值復(fù)制到物理輸出點(diǎn)上，并將采樣值寫入?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字來存取輸出映象存儲器中的數(shù)據(jù)。

位：Q［字節(jié)地址］.［位地址］

例如：Q0.0Q0.0的物理輸出點(diǎn)字節(jié)、字或雙字：Q［數(shù)據(jù)長度］［起始字節(jié)地址］如：QB0工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的編程語言PLC的編程語言有多種如梯形圖、語句表、功能圖等。梯形圖是最常用的一種也稱為LAD。梯形圖來源于繼電器控制電路圖，根據(jù)輸入條件，由程序運(yùn)行結(jié)果決定邏輯輸出的允許條件。邏輯被分成小的部分，稱為“網(wǎng)絡(luò)”或“段”。電路圖與梯形圖工程軟件實(shí)訓(xùn)-1PLC的編程語言在上圖中我們可以看出梯形圖是由符號組成的圖形化編程語言。梯形圖與電路圖十分相似，所不同的是在顯示方式上梯形圖分支的排列為上下橫排，而電路圖是左右豎排。母線

：位于最左側(cè)，代表電源。觸點(diǎn)

：代表邏輯“輸入“條件。線圈

：位于最末端，代表邏輯“輸出”結(jié)果。指令盒

：代表附加指令，當(dāng)能量流到此盒時(shí)，就執(zhí)行一定的功能。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1STEP7-Micro/WIN編程軟件基礎(chǔ)工程軟件實(shí)訓(xùn)-1

編程步驟

①確定被控系統(tǒng)必須完成的動作及完成這些動作的順序②分配輸入輸出設(shè)備，即確定哪些外圍設(shè)備是把信號送給PLC，哪些是外圍設(shè)備是接收來自PLC信號的。并將PLC的輸入、輸出口與之對應(yīng)進(jìn)行分配。③設(shè)計(jì)PLC程序，畫出梯形圖。④在計(jì)算機(jī)上用STEP7-Micro/WIN軟件對PLC的梯形圖直接編程。⑤對程序進(jìn)行調(diào)試(模擬和現(xiàn)場)。⑥保存已完成的程序工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)要求在計(jì)算機(jī)上用STEP7-Micro/WINV4.0軟件編輯梯形圖程序1:工程軟件實(shí)訓(xùn)-1程序2工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)步驟l.在計(jì)算機(jī)上用STEP7-Micro/WINV4.0軟件編輯梯形圖。2.編譯并調(diào)試程序,確保程序無誤。3.經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后，恢復(fù)實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài)。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1實(shí)訓(xùn)2

S7-200基本指令編程一.實(shí)訓(xùn)目的1.熟悉S7-200PLC的基本指令；2.學(xué)習(xí)S7-200PLC的基本指令編程。二.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1.學(xué)習(xí)位觸點(diǎn)及線圈指令的編程；2.學(xué)習(xí)定時(shí)器及計(jì)數(shù)器編程。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1S7-200常用基本指令工程軟件實(shí)訓(xùn)-1

定時(shí)器指令

系統(tǒng)提供3種定時(shí)指令：TON、TONR和TOF。S7-200定時(shí)器精度（時(shí)間增量/時(shí)間單位/分辨率）有3個(gè)等級：1ms、10ms和100ms，精度等級和定時(shí)器號關(guān)系如表所示工程軟件實(shí)訓(xùn)-1接通延時(shí)定時(shí)器

TON，接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于單一間隔的定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。使能輸入斷開，定時(shí)器自動復(fù)位，即定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式：

TON Txxx，PT例：

TON T120，8工程軟件實(shí)訓(xùn)-1有記憶接通延時(shí)定時(shí)器TONR，有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于對許多間隔的累計(jì)定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值保持。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計(jì)數(shù)時(shí)間。使能輸入斷開，定時(shí)器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。TONR定時(shí)器只能用復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位操作。指令格式：TONR Txxx，PT例：

TONR T20，63工程軟件實(shí)訓(xùn)-13.斷開延時(shí)定時(shí)器TOF，斷開延時(shí)定時(shí)器指令。用于斷開后的單一間隔定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)使能輸入由接通到斷開時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，停止計(jì)數(shù)。TOF復(fù)位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負(fù)跳變，則可實(shí)現(xiàn)再次啟動。指令格式：TOF Txxx，PT例：

TOF T35，6工程軟件實(shí)訓(xùn)-1工程軟件實(shí)訓(xùn)-1輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系定時(shí)器時(shí)序工程軟件實(shí)訓(xùn)-1計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)器用來累計(jì)輸入脈沖的次數(shù)。計(jì)數(shù)器也是由集成電路構(gòu)成，是應(yīng)用非常廣泛的編程元件，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。

計(jì)數(shù)器指令有3種：增計(jì)數(shù)CTU、增減計(jì)數(shù)CTUD和減計(jì)數(shù)CTD。指令操作數(shù)有4個(gè)：編號、預(yù)設(shè)值、脈沖輸入和復(fù)位輸入。工程軟件實(shí)訓(xùn)-1

增計(jì)數(shù)器

CTU，增計(jì)數(shù)器指令。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。脈沖輸入的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，當(dāng)前值增加1個(gè)單位，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON，當(dāng)前值繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767停止計(jì)數(shù)。復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式：CTU Cxxx，PV例：

CTU C20，3工程軟件實(shí)訓(xùn)-1工程軟件實(shí)訓(xùn)-1

增計(jì)數(shù)程序及時(shí)序工程軟件實(shí)訓(xùn)