工程軟件實訓課件

《電工電氣技術實訓》

工程訓練中心工程軟件實訓-1電工電氣技術實訓概述課程性質

《電工電氣基礎實訓》以培養(yǎng)學生在電工電氣方面的工程素養(yǎng)和技能為目標，本課程的性質屬于公共基礎實踐環(huán)節(jié)，學生學習本課程以后，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練，同時在常用工程軟件、光機電一體化、傳感器與測量、數(shù)控機床、工業(yè)過程測量與控制等方面也學習了相關工程應用知識，為后續(xù)相關課程的學習以及復合應用型人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎。工程軟件實訓-1教學內容與時間安排

實訓項目11、實訓項目名稱：工程軟件2、實訓目的和要求：

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計軟件的使用及電路設計軟件的使用。3、學時數(shù)：84、地點：工訓中心320-8及320-4工程軟件實訓-1實訓項目21、實訓項目名稱：電工基礎。2、實訓目的和要求：

了解電工基礎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等的連接與測試方法；學習各電路的工作原理。3、學時數(shù)：124、地點：工訓中心214工程軟件實訓-1實訓項目31、實訓項目名稱：維修電工2、實訓目的和要求：

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、三相負載的連接方法及電壓、電流的測量方法；學習機床電氣控制與故障排除方法；學習一般的電氣控制原理。3、學時數(shù)：124、地點：工訓中心214工程軟件實訓-1實訓項目41、實訓項目名稱：傳感器與測量2、實訓項目的目的和要求：

了解傳感器系統(tǒng)綜合實驗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、學時數(shù)：124、地點：工訓中心214工程軟件實訓-1實訓項目51、實訓項目名稱：機電一體化2、實訓項目的目的和要求：

學習可編程控制器的工作原理和編程方法；學習直流電機及其驅動知識、步進電機及其驅動知識；學習機械手控制、位置控制及傳送站綜合控制的基本知識。3、學時數(shù)：124、地點：工訓中心214工程軟件實訓-1實訓項目61、實訓項目名稱：數(shù)控機床電氣故障診斷2、實訓項目的目的和要求：

學習數(shù)控機床的電氣控制及故障診斷；熟悉數(shù)控機床伺服驅動單元的調試與故障診斷、數(shù)控機床主軸變頻單元的調試與故障診斷。3、學時數(shù)：124、地點：工訓中心214工程軟件實訓-1考核方法

本課程的考核由實訓表現(xiàn)與實訓報告兩部分構成。成績具體組成如下：1、學生完成本大綱所要求操作的每一個實訓項目后，由負責教師進行成績考核（考勤和包括紀律,操作規(guī)范,結果正確等要素的操作占總成績的70％）來評定實習成績，計入學生實習成績登記表中。2、實習報告成績（占總成績的30%）。工程軟件實訓-1注意事項1.每次實訓完后需整理好實驗器材恢復到實驗初始狀態(tài),并經(jīng)老師檢查后方可給操作成績。2.學生缺席某次實訓(不論何種原因)，該實訓成績?yōu)?,需補完該項目的實訓，才給獲得實訓成績。工程軟件實訓-1《工程軟件實訓》

工程訓練中心工程軟件實訓-1實訓1可編程控制器編程基礎一.實訓目的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.實訓內容1.學習可編程控制器的原理及基本編程指令；2.進行PLC的基本編程練習。工程軟件實訓-1可編程控制器基礎傳統(tǒng)的生產(chǎn)機械自動控制裝置→繼電器控制系統(tǒng)

優(yōu)點→結構簡單、價格低廉、容易操作。缺點→體積龐大、生產(chǎn)周期長、接線復雜、故障率高、可靠性及靈活性差。應用→比較適用于工作模式固定，控制邏輯簡單等工業(yè)應用場合。

工程軟件實訓-1用戶迫切需要一種先進的自動控制裝置繼電器控制系統(tǒng)先進自動控制系統(tǒng)返回本節(jié)工程軟件實訓-1對先進自動控制裝置提出設想：

把計算機的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通用控制裝置。把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，采用面向控制過程、面向對象的語言編程。

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

美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)這一設想，于1969年研制成功了第一臺可編程序控制器。由于當時主要用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。返回本節(jié)工程軟件實訓-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)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但由于PC容易和個人計算機（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訓-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)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術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械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！狈祷乇竟?jié)工程軟件實訓-12.可編程控制器的工作原理PLC的基本結構返回本章工程軟件實訓-1PLC的工作過程返回本節(jié)工程軟件實訓-1PLC的掃描過程返回本節(jié)工程軟件實訓-1PLC的I/O系統(tǒng)返回本節(jié)工程軟件實訓-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還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段①內部處理：檢查CPU模塊內部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復位等。②通信服務：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。工程軟件實訓-1PLC的程序執(zhí)行工程軟件實訓-1PLC的分類

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

CPU（基本單元）+擴展模塊返回本節(jié)工程軟件實訓-1標準模塊式結構化PLC：各種模塊相互獨立，并安裝在固定的機架（導軌）上，構成一個完整的PLC應用系統(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-到-點-PROFIBUS-工業(yè)以太網(wǎng)返回本節(jié)工程軟件實訓-1S7-200PLC硬件基礎S7-200S7-300S7-400工程軟件實訓-1EM221DI8xDC24VI.0I.1I.2I.3I.4I.5I.6I.7工程軟件實訓-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。工程軟件實訓-1輸出接口S7-200主機配置的輸出接口通常是繼電器型，為有觸點輸出，外加負載電源既可以是交流，也可以是直流，響應時間為ms量級，見下圖：其它輸出接口還有：晶體管型（帶直流負載）和晶閘管型（帶交流負載）工程軟件實訓-1輸入元件的實際情況與輸入信號的關系工程軟件實訓-1S7-200的內部數(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對物理輸入進行采樣，并將采樣值寫入輸入映像寄存器中?？梢园次?、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的物理輸入點工程軟件實訓-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訓-1輸出映象寄存器：Q

在每次掃描周期的結尾，CPU將輸出映像寄存器中的數(shù)值復制到物理輸出點上，并將采樣值寫入?？梢园次弧⒆止?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工程軟件實訓-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，由程序運行結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”或“段”。電路圖與梯形圖工程軟件實訓-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，代表電源。觸點

：代表邏輯“輸入“條件。線圈

：位于最末端，代表邏輯“輸出”結果。指令盒

：代表附加指令，當能量流到此盒時，就執(zhí)行一定的功能。工程軟件實訓-1STEP7-Micro/WIN編程軟件基礎工程軟件實訓-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分配輸入輸出設備，即確定哪些外圍設備是把信號送給PLC，哪些是外圍設備是接收來自PLC信號的。并將PLC的輸入、輸出口與之對應進行分配。③設計PLC程序，畫出梯形圖。④在計算機上用STEP7-Micro/WIN軟件對PLC的梯形圖直接編程。⑤對程序進行調試(模擬和現(xiàn)場)。⑥保存已完成的程序工程軟件實訓-1實訓要求在計算機上用STEP7-Micro/WINV4.0軟件編輯梯形圖程序1:工程軟件實訓-1程序2工程軟件實訓-1實訓步驟l.在計算機上用STEP7-Micro/WINV4.0軟件編輯梯形圖。2.編譯并調試程序,確保程序無誤。3.經(jīng)指導教師檢查無誤后，恢復實驗初始狀態(tài)。工程軟件實訓-1實訓2

S7-200基本指令編程一.實訓目的1.熟悉S7-200PLC的基本指令；2.學習S7-200PLC的基本指令編程。二.實訓內容1.學習位觸點及線圈指令的編程；2.學習定時器及計數(shù)器編程。工程軟件實訓-1S7-200常用基本指令工程軟件實訓-1

定時器指令

系統(tǒng)提供3種定時指令：TON、TONR和TOF。S7-200定時器精度（時間增量/時間單位/分辨率）有3個等級：1ms、10ms和100ms，精度等級和定時器號關系如表所示工程軟件實訓-1接通延時定時器

TON，接通延時定時器指令。用于單一間隔的定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當前值為0。使能輸入接通時，定時器位為OFF，當前值從0開始計數(shù)時間，當前值達到預設值時，定時器位ON，當前值連續(xù)計數(shù)到32767。使能輸入斷開，定時器自動復位，即定時器位OFF，當前值為0。指令格式：

TON Txxx，PT例：

TON T120，8工程軟件實訓-1有記憶接通延時定時器TONR，有記憶接通延時定時器指令。用于對許多間隔的累計定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當前值保持。使能輸入接通時，定時器位為OFF，當前值從0開始計數(shù)時間。使能輸入斷開，定時器位和當前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時，當前值從上次的保持值繼續(xù)計數(shù)，當累計當前值達到預設值時，定時器位ON，當前值連續(xù)計數(shù)到32767。TONR定時器只能用復位指令進行復位操作。指令格式：TONR Txxx，PT例：

TONR T20，63工程軟件實訓-13.斷開延時定時器TOF，斷開延時定時器指令。用于斷開后的單一間隔定時。上電周期或首次掃描，定時器位OFF，當前值為0。使能輸入接通時，定時器位為ON，當前值為0。當使能輸入由接通到斷開時，定時器開始計數(shù)，當前值達到預設值時，定時器位OFF，當前值等于預設值，停止計數(shù)。TOF復位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負跳變，則可實現(xiàn)再次啟動。指令格式：TOF Txxx，PT例：

TOF T35，6工程軟件實訓-1工程軟件實訓-1輸入輸出執(zhí)行時序關系定時器時序工程軟件實訓-1計數(shù)器指令計數(shù)器用來累計輸入脈沖的次數(shù)。計數(shù)器也是由集成電路構成，是應用非常廣泛的編程元件，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進行計數(shù)。

計數(shù)器指令有3種：增計數(shù)CTU、增減計數(shù)CTUD和減計數(shù)CTD。指令操作數(shù)有4個：編號、預設值、脈沖輸入和復位輸入。工程軟件實訓-1

增計數(shù)器

CTU，增計數(shù)器指令。首次掃描，定時器位OFF，當前值為0。脈沖輸入的每個上升沿，計數(shù)器計數(shù)1次，當前值增加1個單位，當前值達到預設值時，計數(shù)器位ON，當前值繼續(xù)計數(shù)到32767停止計數(shù)。復位輸入有效或執(zhí)行復位指令，計數(shù)器自動復位，即計數(shù)器位OFF，當前值為0。指令格式：CTU Cxxx，PV例：

CTU C20，3工程軟件實訓-1工程軟件實訓-1

增計數(shù)程序及時序工程軟件實訓