課題授課教案一、教案頭序號：本次課題項目五任務一：兩個S7-1200PLC之間的通信授課教師審閱授課時間課時授課班級知識目標1、學會西門子PLC網絡通信的相關知識。2、學會S7-1200PLC的PUT、GET通信指令的功能和使用方法。3、能根據PLC通信控制要求設計電路，并分配I/O口地址。能力目標1、能熟練操作西門子PLC編程軟件，并掌握西門子PLC通信指令使用方法。2、能按照PLC通信控制電路要求連接電路，并編寫PLC軟件程序。情感目標1、培養善于獨立思考、交流溝通的協作能力；2、培養學習興趣，樹立積極樂觀的學習態度；3、樹立自信心，增強克服困難的意志，養成和諧和健康向上的品格。4、使學生養成“因可勢，求易道，故用力寡而功名立”的良好習慣。教學重點、難點重點1、能理解GET和PUT指令功能和結構。2、能正確應用GET和PUT指令。難點1、GET和PUT指令的應用。2、PLC通信組態的參數設置。教學準備1、西門子S7-1200可編程控制器實訓裝置，主機模塊2、電腦一臺（具有PROTALV13軟件平臺）3、24V直流電源、交流220V電源4、實訓連接導線若干5、Profilnet通訊電纜二、教學設計步驟教學內容教師活動學生活動課前檢查1、檢查學生的勞保服裝。2、檢查學生的出勤情況并做好記錄。3、強調實習安全。督導檢查做好記錄學生自檢互檢情景引入在某企業的自動化生產線上，實現多個生產制造環節的有序加工，需要對各個生產設備進行組態連接，組成一個可以將各種生產信息實現互聯互通的加工制造網絡。本次課，我們學習如何使用西門子S7-1200PLC完成通信控制，并掌握通信指令的結構和應用。利用某自動化生產線視頻演示學生觀看視頻任務資訊知識點1：西門子PLC的PROFINET接口通信技術1.西門子通信技術（1）在IEEE協會的作用下，將國際上主要使用的幾種通信協議進行匯總，并制定出通信協議標準，簡稱IEEE802標準。在該通信標準內，主要包括CSMA/CD通信協議、令牌總線和令牌環三種.（2）IEC協會現場總線定義內容是“安裝在制造和過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線稱為現場總線”。（3）西門子公司支持并采用的現場總線標準包括有類型3（PROFIBUS）和類型10（PROFINET）兩種類型。（4）西門子公司在通信技術應用領域當中，其主要采用的是基于工業以太網網絡和現場總線網絡兩種模式。其中，PROFINET網絡通信技術是基于工業以太網網絡實現的一種網絡通信模式；PROFIBUS網絡通信技術是基于開放式現場總線網絡模式。2.PROFINET接口通信技術（1）西門子公司的PROFINET接口通信技術是基于工業以太網的現場總線標準，它的類型號為10，是一種開放的工業以太網標準。（2）西門子PLC設備利用其支持的PROFINET接口通信技術，可以直接連接到工業以太網上面，進行數據高速交互處理。（3）西門子PLC設備采用PROFINET接口通信技術和工業以太網網絡，依靠符合RJ45接口標準以太網電纜，能夠可以實現同時與其他西門子PLC、HMI（觸摸屏）和上位機設備進行數據通信服務。利用多媒體設備進行授課學生觀看課程內容，掌握基礎知識步驟教學內容教師活動學生活動任務資訊知識點2：GET指令和PUT指令1.指令功能GET指令和PUT指令。該指令可用于本地PLC1通過PROFINET或PROFIBUS等通信協議連接設備與其他指定的伙伴PLC2的CPU進行組態伙伴連接，并根據西門子PLC的S7通信協議內容，實現在兩個或兩個以上的PLC之間的數據交互式通信處理功能，并能夠在指定的伙伴PLC2的CPU內當中讀取（GET指令）或寫入（PUT指令）數據信息。圖1、GET指令模塊圖圖2、PUT指令模塊2.指令結構PUT和GET通信指令主要包括輸入部分“EN、REQ、ID、ADDR_1、RD_1、SD_1”，輸出部分“END、NDR、DONE、ERROR、STATUS”，以及指令名稱等幾部分。（1）EN：輸入信號，數據類型為BOOL。指令接通后，表示指令可準備運行工作。（2）REQ：輸入信號，數據類型為BOOL。當檢測到端口輸入信號由低電平變為高電平后，指令開始運行，讀取一次數據。（3）ID：輸入信號，數據類型為16進制數據。PLC組態的ID網絡組態地址，可在PLC屬性中查詢到。（4）ADDR＿1：輸入信號，數據類型為指針型。伙伴PLC2的讀取或寫入數據存儲區域。若采用多數據存儲區，可擴展至ADDR＿4，共4組。（5）RD＿1/SD＿1：輸入信號，數據類型為指針型。本地PLC1的讀取（RD）或寫入（SD）數據存儲區域。若采用多數據存儲區，可擴展至RD＿4或SD＿4，共4組。（6）ENO：輸出信號，數據類型為BOOL。如果指令運行時無錯誤，有信號從該端口輸出。（7）NDR/DONE：輸出信號，數據類型為BOOL。讀取（NDR）或寫入（DONE）指令運行結束，該端口發出高電平信號；若指令運行未結束，發出低電平信號。（8）ERROR：輸出信號，數據類型為BOOL。判斷指令運行是否有運行錯誤報警信號。若出現報警，該端口發出高電平信號；若未出現報警，發出低電平信號。（9）STATUS：輸出信號，數據類型為16進制數據。利用多媒體設備演示，指導學生理解西門子通信指令學生觀看課程內容，掌握通信指令基本知識步驟教學內容教師活動學生活動任務資訊3.指令應用（1）指令調用1）打開西門子V13編程軟件，在右側指令樹目錄中找到“通信”文件夾，打開后可以看到幾種常用的通信類指令，包括分別“S7通信”、“開放式用戶通信”、“WEB服務器”、“其他”、“通信處理器”和“遠程服務”等6項通信功能指令文件夾。打開“S7通信”文件夾后，畫面顯示GET指令和PUT指令。2）選擇通信指令GET（或PUT）后，系統會自動生成一個指令“調用選項”確認窗口。3）點擊“確定”后，系統會在主程序當中自動產生一個GET指令（或PUT指令）。同時，在右側的“項目樹”里自動生成一個DB數據塊。教師指導學生打開西門子PLC編程軟件，并正確調用GET和PUT通信指令通過理解教師授課內容，學生自主完成西門子PLC編程軟件應用和GET和PUT通信指令調用步驟教學內容教師活動學生活動任務資訊（2）舉例說明1）將兩臺PLC設備進行組態連接。2）設定通信指令的組態參數。3）編寫PLC1和PLC2程序（略）4.注意事項：（1）GET指令或PUT指令只在本地PLC1當中調取使用即可，而伙伴PLC2僅作為服務器設備，可不用在PLC2當中編寫GET指令或PUT指令程序。（2）通信指令一次只能執行一個數據的讀取（GET）或寫入（PUT）功能，只有本次通信內容執行結束后，才可以執行下一組數據的讀取或寫入。（3）本地PLC1與伙伴PLC2的S7通信網絡“ID”地址必須一致，否則，兩個PLC無法進行數據通信。（4）GET指令或PUT指令使用需要在PLC屬性當中設定生效，否則PLC無法主動進行通信連接。設定方法：在“設備視圖”界面，分別選中PLC1或PLC2。在PLC1或PLC2的“常規”標題下選中“保護”，在“保護”內容界面的“連接機制”和“運行從遠程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信訪問”的方格“□”內寫入對勾“√”。教師指導學生利用GET和PUT通信指令編寫簡單案例程序通過理解教師授課內容，學生自主完成通信指令案例的編寫和調試工作步驟教學內容教師活動學生活動任務實施（1）任務分析PLC1控制要求：1）利用PUT指令和GET指令，實現對PLC2的啟停控制功能；2）對PLC2的運行狀態監視，PLC2正常運行時PLC1亮綠燈，PLC2故障時PLC1亮紅燈。PLC2控制要求：1）向PLC1反饋運行狀態信息；2）接收PLC1的控制要求，PLC1要求PLC2啟動時亮綠燈，PLC1要求PLC2停止時亮紅燈。（2）I/O地址分配表（略）（3）硬件接線圖（4）編寫梯形圖程序1）建立新項目。打開西門子V13編程軟件，創建新項目，項目名稱為“兩臺S7-1200PLC之間的通信”，點擊“創建”，系統自動生成新的工程項目。2）添加兩個新的PLC設備。點擊選擇“打開項目視圖”，進入項目主界面。在界面左側的“項目樹”內找到“添加新設備”，進入的“添加新設備”對話框里，找到本次任務所用PLC的CPU型號。兩個PLC的CPU都選擇為“1214CAC/DC/Rly”，點擊“確定”后自動生成新的PLC。3）建立兩個PLC的通信組態網絡。點擊進入到“網絡視圖”界面，用鼠標選中PLC1的PROFINET接口，拖動鼠標至PLC2的PROFINET接口上，自動生成名為“PN/IE_1”的通信組態網絡。分別進入PLC1和PLC2的屬性界面，在在“保護”內容界面的“連接機制”和“運行從遠程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信訪問”的方格“□”內寫入對勾“√”。4）編寫PLC1和PLC2程序。（略）教師布置本次學生實習任務，巡回指導學生編寫任務程序通過理解教師授課內容，學生自主完成通信指令任務內容的編寫和調試工作步驟教學內容教師活動學生活動巡回指導在學生操作過程中，教師檢查學生實習位置、操作姿勢、操作方法、安全文明生產和元器件質量、數量等是否正確，如有不正確應及時糾正。認真做好個別指導、集體指導，同時做好過程評價。總結評價1、對當次實習操作的具體情況進行總結，對任務過程中學生普遍出現的問題進行講解答疑。2、實習結束時，檢