西门子模块6AV2124-0JC01-0AX0性能参数

更新时间：2025-03-01 15:48
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西门子模块6AV2124-0JC01-0AX0性能参数

应用自由口通信要把通信口定义为自由口模式，同时设置相应的通信波特率和上述通信格式。用户程序通过特殊存储器SMB30（对端口0）、SMB130（对端口1）控制通信口的工作模式。

CPU通信口工作在自由口模式时，通信口就不支持其他通信协议（比如PPI），此通信口不能再与编程软件Micro/WIN通信。CPU停止时，自由口不能工作，Micro/WIN就可以与CPU通信。

通信口的工作模式，是可以在运行过程中由用户程序重复定义的。

如果调试时需要在自由口模式与PPI模式之间切换，可以使用SM0.7的状态决定通信口的模式；而SM0.7的状态反映的是CPU运行状态开关的位置（在RUN时SM0.7="1"，在STOP时SM0.7="0"）

自由口通信的指令是发送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中断有“接收指令结束中断”、“发送指令结束中断”，以及通信端口缓冲区接收中断。

与网络读写指令（NetR/NetW）类似，用户程序不能直接控制通信芯片而通过操作系统。用户程序使用通信数据缓冲区和特殊存储器与操作系统交换相关的信息。

XMT和RCV指令的数据缓冲区类似，起始字节为需要发送的或接收的字符个数，随后是数据字节本身。如果接收的消息中包括了起始或结束字符，则它们也算数据字节。

调用XMT和RCV指令时只需要通信口和数据缓冲区的起始字节地址。

同样，需要注意：

XMT和RCV指令与NetW/NetR指令不同的是，它们与网络上通信对象的“”无关，而仅对本地的通信端口操作。如果网络上有多个设备，消息中必然包含地址信息；这些包含地址信息的消息才是XMT和RCV指令的处理对象。

由于S7-200的通信端口是半双工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同时有效。

在PLC实际应用过程中，一旦系统出现故障，往往用户以为出问题出自PLC里，实际有都不是PLC的问题。而是由于用户不熟悉而造成的以为是故障、而其实不是故障的现象。用户的接线错误、编程错误、开关位置的错误、仪表故障、传感器故障等，都常常会使人误以为是PLC的错误。
当发现PLC没有按照自己的期望来进行工作时，要对PLC和PLC周边的设备和环境进行诊断。
一、从PLC外部的情况来进行的故障诊断。
在PLC没有像期望的那样开始工作的时候，应该先从PLC的外部来进行判断，这样，可以比较轻易地排除那些不是故障的误会。
所有的PLC在CPU模块、I/O模块或电源模块上都有LED指示灯。通常，红灯表示问题，绿灯表示OK。如果一个LED在闪烁，通常表示功能正在执行或者这个模块在等待什么。对LED灯状态的正确诠释可以节省你很多故障诊断的时间。所以在故障诊断之前，你应该把制造商的故障诊断指南看一遍并放在手边。
1. 如果PLC不能进入运行(RUN)模式，你可以用下面的方法来看看问题是在硬件还是软件：
(1) 临时将终止循环指令放在你的用户程序的行。如果现在PLC可以进入运行模式了，表示问题在你的软件中;而不是PLC的硬件问题。(有些PLC需要你在进入运行模式之前，先所有的错误状态，即使原来的问题已经正了)。
(2) 将PLC的内存复位(注意!，你要将PLC的内存的内容做一份拷贝，或者，你确信你愿意丢失内存中所有的程序、数据和组态)。如果PLC现在可以进入运行模式，问题就出在组态或者冲突使用的内存上。
2. 如果在检测一个传感器时，你发现PLC不能从一个传感器得到信号，检查该传感器的输出是否正常，接线是否正确。如果传感器经检查没有问题，则换一个同型号的输入模块，如果PLC能够识别该模块的改变，就表示输入模块故障了(或者你刚才传感器连线错误了),那么，可以按照如下的方法观察PLC输入模块的LED灯是否与传感器的状态变化一致：
(1) 如果输入LED没有动静，用万用表检查PLC输入模块的端子看看信号是否变化。如果没有，将传感器与PLC的连接断开，单对传感器进行测试。看看外接电源是否正常，检查直流电源的性是否接反。有些PLC是漏电流型(SINK)的，所以对应的传感器电路是正端子接到PLC的输入接点上，其它的DC输入模块是电流源型(SOURCE)的，则传感器电路要通过电源的地线接到输入接点上。
(2) 如果LED状态是发生变化了，可能是你的程序有问题。在你的用户程序中的行加一条终止循环的指令，然后运行程序，观察输入映射表，如果该位现在改变了，问题就在你的程序，很可能是你的程序中有一条指令对输入映射表进行了改写，从而改变了它的值。
3. 如果输入映射表依然不随着输入模块的LED的状态而改变，那么，可能是传感器电路有故障。传感器电路的电流能力可能不足以驱动输入状态，虽然它可能足以改变LED的状态。检查输入触点有没有不正常的小的电压变化。
如果一个执行器看来无法得到PLC试图写给它的信号，观察输出模块的LED，确信它们是否随着PLC改变输出状态而一起改变：
(1) 如果LED确实改变，用万用表检查输出模块的端子，是否提供了足以驱动外部电路的信号，同时也检查性是否正确。如果是，则将执行器从PLC上断开，对执行器单进行测试。(有些输出模块有保险丝，检查一下是否保险丝断了?)
(2) 如果LED 不变化，检查输出电路的电源，和它与输出模块的接线，(DC 输出可以是源型或漏型的)，如果接线正确，将执行器从PLC的输出模块断开，看看现在LED在不带执行器时是否改变。
换一个同型号的输出模块，如果PLC可以改变的输出状态，那么刚才的模块或接线就有问题。
二、PLC系统的硬件、组态和编程的故障分类和诊断方法。
如果按照上面的方法，发现连接到传感器或执行机构都可以工作，那么你就可以应该PLC内部状态或PLC程序的问题了。
由于PLC是由人来进行安装、组态和编程的，所以可能会发生很多人为的使用过程中的错误。PLC制造商(如德维森)通常都提供了很多工具来找出这些错误。这些错误可以分为以下几类：
1. 致命错误
这些错误将导致PLC离行模式而进入故障模式(类似于硬件故障所导致的情形)。致命错误通常发生在PLC开机自检时或程序执行时的部件失败。有的编程和组态问题(如定时器时，试图运行一个不存在的程序，等)也会导致致命错误。
当PLC进入故障模式时，它将故障LED打开，并将所有的输出关闭为OFF(或者冻结在它们的上一个状态)，PLC也会在内存中保存一个故障代码，编程人员可以读取该故障代码确定故障的原因，解决问题后，故障状态，将PLC电源关掉再打开，重新进入运行模式。
现在的PLC通常都会保存对几个近的故障的详细描述，并允许编程人员编写在致命故障发生时可以运行的故障程序，我们在九章曾经描述过故障进程，本章我们主要讨论如何找到和使用故障代码。
2. 非致命故障
非致命故障是PLC可以探测到，但不至于使PLC离行模式的故障。有些可探测的硬件问题，如内存的后备电池电压低，只导致非致命故障。非致命故障也可以由组态和编程错误引起，如一个定时中断程序的执行被一个的程序的运行而延迟，或者一个算术操作产生了一个太大以致无法存入目标内存的数，等等。
非致命故障导致PLC设定相关的状态位或者将相关的错误代码写到内存中。当结果太大或太小以致无法保存时，数据字处理指令将把内存中的算术标志位设置为1。用户程序应当检查这些状态位或代码，并作出响应，因为PLC将像没有错误发生一样继续执行程序，有些非致命错误状态位在的章节已经讨论过，本章我们将讨论另外一些。
3. 编程或组态逻辑错误
这些错误是PLC不能自动检查出来的，但可以用程序中的故障检测指令或者编程单元的程序监视功能来检查。
逻辑错误的例子包括一个用户将一位设为OFF而不是ON，两段用户程序试图控制同一个输出，或者结构化编程旁路了一段需要的程序等等。
早期的PLC设计为不允许逻辑错误，如两个横档控制一个输出，或者跳转指令向程序进行跳转，等，但用户需要大的灵活性，因此，即使这些措施都取消了。有些编程单元在编程人员写出上述具有潜在错误的逻辑语句时，会提供警示信息，但编程者可以忽略它们。
编程语言都包括简单的调试工具：提前终止扫描循环的指令，这样程序可以一段一段来检查;导致致命或非致命的错误，使PLC在某些情况下立即停止;以及其它特别为调试程序中的某一个问题的指令。标准指令比如，计数器，可以临时插入程序中，记录事件发生的次数。编程软件也包括调试工具，如在用户程序执行时，监视和改变数据内存，强迫I/O映射位开或者关，以观察程序如何响应;记录某个特别位或特别字的短时间的变化，然后用历史趋势图显示这些变化;当某个特别位在使用时，生成一个程序中所有地方的交叉参考清单;还有搜索工具，可以找到程序中某个特别地址或指令在程序中的位置

1、总法则：对于PLC系统的故障检测法：一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。
一摸，查CPU的温度高不高，CPU正常运行温度不过60℃，因手能接受的温度为人体温度37～38℃，手感为宜;
二看，看各板上的各模块指示灯是否正常;
三闻，闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁;
四听，听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况;
五，出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地;
六，对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。
2、具体步骤：
当PLC的软件不正常时，主要看CPU的RUN状态是否正常，不正常则进行CPU后重新下载控制程序。当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：
1.查看PLC电源是否有电?
有电则测量电压是否在+24V的±5%范围之内，有电且正常，则进行下一步;有电不正常则进行电源模块的输出端与输入端进行，若输出端不正常而输入端正常，则换模块;若输入端不正常，则进行输入端的逆流法则进行相应检查，如进行24V交直流变压器的输入电压端的交流电压220V的±10%检查，正常，则换直流24V变压器。无电则按迹寻踪，借助原理图+现场布置总图+接线图纸，检查给电源模块供电的各种电器器件的输出端的接线是否正确，不正确，重新接线;正确用万用表则检查空气开关的进线端与出线端有无正常供电，无正常供电，查明是外界还是自身原因，若为外界则是电压不足还是根本无电压，或负载过重，又或严重过流等等的分析，一直到将事故排除正常供电为止;若为本身器件坏则换之。
2.了解过CPU工作模式及级：
有STOP、HOLDUP、STARTUP(WARMRESTART、COLDRESTART);低级有：RUN、RUN-P(PG/PC的在线读写程序)。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的闪烁状态和STOP模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。
如果是STOP模式，目测引起STOP的原因分析：A、无电，分析无电原因，是因为供电部门出问题，还是异常掉电(因有有1K3AH的UPS保证很少发生异常掉情况)，通常情况下为检修拉电了，待检修结束后进行人工送电。再利用PLC的在线功能将CPU的工作模式从STOP转换为RUN;B、CPU坏，换新的好的同种类型同版本的CPU;C、有板子坏了，有序进行板子的换。对于硬件换时要注意使用与原来的器件相同的产品同型号、同版本来进行，否则会造成实际的PLC配置与相应编程软件中硬件配置数据库中硬件配置不同而无法进行用户控制程序的正常循环执行。
3.进行各个主板和扩展板上的通迅电缆检查和各模块各LED灯的检察，看是否有坏模块出现fault灯亮，若有则该模块不正常。对于数字量输出模块上各点其实与现实生活上的电灯开关是一样的功能且为常开点，所以在线检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该在控制程序不给输出信号时来其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。对于数字量输入模块的点当于导通的线圈，为常闭状态，它可以在线或下线检测，用表检测若是坏点的话则是不通的状态，则换点重接线;好点则为通状态。只要对硬件接线重新换点重接后均要用相应编程软件对控制软件进行0X或1X地址替换工作。（//www./版权所有）对于模拟量输入模块是与数字量输入模块相同，每个通道都相当于一根导线形式，也就是说相当于常闭点，所以检测通道好坏的方法为用表的测通断功能来检测，当通状态时为好，断状态时为坏通道;模拟量输出模块的方法与数字量输出模块相同。若坏通道则对硬件接线需要换通道与并同时替换控制程序中的相应3X或4X地址;另外对于模拟量模块则要进行量程块的选择的检查，保险丝是否断开的检查等工作。软件配置是否正常，一般为电压1～5V或电流4～20mA，这根据所用的传感器与智能转换器类型来选择。进行过硬件点或通道换工作后条件允许的话均要STOP PLC的CPU，再重新下载程序，若条件不允许则直接用新变化来下载变化的程序而不停CPU。对于不用的输入模块的好通道/好点与后一个已用的一好通道/好点进行串联或在软件中进行特别设置。
4.对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。
5. 各类开关类的检测工作：如继电器、接近开关、空气开关等器件的检测工作，是根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则该器件坏了，换之。对于电路大部情况利用常开型，它们是用来人工控制或自动控制电流的接通与断开的;对于常闭型主要用在保护电路中。借此可以知道开关类和保护类器件的正常状态为如何而正常识别器件的好坏。
6. 通迅模块的检测则是利用简单的用好的新的通迅模块进替换来识别板上的正在使用的模块是否正常。
7. 导线的测量方法：导线也是通过检测通断方法进行的。可以利用已知通的导线来检测不知是否好坏的导线，方法是将好的导线与未知导线连接起来后测通断状态。
8.电阻检测：带电状态时检测电压，不带电时检测相应的电阻。

通过以检测可以排除工作中的大部分故障，另外由于本工作涉及到交流单相电220V与直流电24V的交叉作业，工作时要注意积累用电知识与常识，以及在工作时的防范措施和设备规程，以确保作业

一、注塑机介绍

        注塑成型是将材料热融化后喷射注入到模具内，经由冷却与塑化后得到成形品的方法,而注塑机就是完成这个过程的设备。注塑机集机、电、液于一体的典型系统，因具有一次能够成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点，自问世以来，发展为，目前已成为塑料成型加工的主要设备。
        1．注塑成型工艺
        注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融和均化，当螺杆旋转时，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后，螺杆在油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压，将储料室内的熔融料通过喷嘴到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并通过出装置把定型好的制品从模具出落下。

2.注塑机控制特点
    2.1合模
    合模过程可分为三段，先是低压高速，等模具接近闭合时转换成低压高速，闭合后以高压锁模。
    2.2
    过程分为两个阶段，阶段是把熔融物料高速的入模具中的阶段,此时的压力称为压力，二个阶段是材料充满模具后所加的压力称为保压压力。
    压力过低会引起充填量不足的情况。压力过高可使制件的密度增大,收缩率减小，但过高的话则会使制件产品毛边或发生较大的残留应力，有时还会使制件脱模困难。因此在调试产品的时候,应从低压开始并逐渐地提高，以确定合适的一次压力。
    保压压力是在物料充满模腔后至冷却固化后作用于物料上压力，在保压压力作用的整个时间称为保压时间。它的作用是在防止毛边的发生和过度充填的基础上把伴随着冷却固化中因收缩引起的体积减小的部分从喷嘴用融融料过行不断地，以防止制件因收缩而产生的缩痕(缩水)。其它压力设定一般比一次压力低。
    2.3背压压力
    在进入下一次前螺杆将通过旋转把熔融物料输送到料筒的前部加以储备，此时螺杆一边旋转一边将料输送到料筒前部的熔融物产生的反压力而后退。为了调整和控制螺杆后退的方式，可在螺杆上加上一定的和熔融物料相反的压力，这就是背压。螺杆背压可以提高材料的熔融的效果，同时也可以保证使熔融物料在螺杆前部的充满，以提高计量的正确性。但背压过高，将引起物料处理能力的下降，还将使物料因摩擦热增加而引起温度上升。相反，背压过低会引起量的计量不准。
    2.4料筒温度
    对料筒的温度设定时，一般是使之保持一定的温度梯度，即从后部至前部的射嘴应设定使其温度逐步增高。在送料段所设定的温度主要是对物料进行预备加热，压缩段的温度应材料的溶点，寻找和考察其物料的温度可进行2-3℃范围的小幅度调节。
    2.5模具温度
    模具温度低，模腔内的物料冷却快，提高了成型作效率。但模温过低引起制件品质问题，如流痕、缩水、熔合线等。
    模具温度高，由于冷却慢可以使结晶度变大，有利于提高和改善其制件的尺寸精密度和机械物性等。
    2.6速度
    速度可以为温度压力以外的调机手段，它能对物料粘度进行控制和调节。通过速度的控制和调整，可以防止和改善制件外观，如：毛边、喷射

尽管持续的经济波动和不断增加的价格压力，作为灌装和包装机械在市场的者，克朗斯集团依然可以持续其增长战略。基于机械制造、系统控制和安装服务为公司立足根本的巴伐利亚州诺伊特劳布灵工厂全年的营业额达到15亿欧元，这个销售额已好于以往的任何时间。

“克朗斯不仅制造立的机械装备，而且可以安装整体紧凑的设备系统。”来自监控研发部的自动化安德斯告诉我们。其中的一个例子就是“克朗斯紧凑型路线”的概念。这个概念在2003年11月在该公司的内部集会上被次提出，这个方式相对于安装传统装置可节省30％以上的使用面积。

基于标准化的灵活性
这个概念是基于对灌装和包装线小空间的设计要求，并同时满足设备操作、维护的工况条件，以及终的调试。在克朗斯工厂设备中使用的模块，均经过长期的审核、测试和调制。这些将不可回收的PET瓶进行灌装，然后热缩包装或装托盘，后码垛堆盘的工厂设备，在大程度上适应了客户的需求。设备产量25600瓶每小时（0.5升瓶）和24000瓶每小时（1.5升瓶）。这些设备不仅进行充气灌装，并且粘贴所需的标贴在塑料瓶上，后打包码垛。项目的管理者R. Anders先生解释说：“这就是由输送系统连接的立设备。”
一个功能强大的标准化厂房，仍然需要应用范围广泛灵活、要求复杂的自动控制技术。“为了设备特殊的需求我们精心挑选自动化设备元件。”致力于通信工程研究并在克朗斯负载工业通讯的R. Anders告诉我们。这意味着：一个供应商不可能提供完整的解决方案，但是仔细调整组件可以让设备供应商提供的性价比和大的技术优势。

一个的标准化厂房，如果要为高度的灵活提供可能，需要一个精心制作的自动控制技术。

来自每一部件优化的自动化控制
根据客户的需求，无论是Simatic S7-300或艾伦布拉德利Controllogix控制器都会在设备上使用，尽管前者占多数。“我们甚至也使用S7-416序列的Simatic PLC为我们的一些机械设备”克朗斯的说。
“基于控制器的不同级别，S7 PLC可以灵活的适应设备的需求” R. Anders先生说。通过Profibus DP这些传感器与执行器进行通信。Profibus DP连接AS-I接口的网关被安装在现场接线柜中，通过AS接口或I/O一些传感器也可以直接被连接。“AS-I使我们能够实现灵活的模块组合。”

“这意味着我们可以准确的装备客户需要的机器设备。使用不同的传感器和执行器是制造灵活机械设备的方式。”R. Anders说：“只有AS-I可以提供我们所需的灵活性。”
由Provit 5000工业PC组成的可视化系统。这些功能强大的紧凑型工业PC是模块化设计的完整装备，它们有定制的面板。可视化软件Zenon已被安装运行在工业PC的XP操作系统。作为原设计方案，我们初设计了使用集成Soft-Logic的WinCE面板。使用VBA和active X技术能够实现智能化链接，是我们之所以选择了这种工业PC作为解决方案的原因。

来自B&R 的Provit工业PC组成可视化系统：这些工业PC可以使用直到奔腾Ⅲ处理器和多配备512 MB内存。图片显示了一系列Provit不同的可视化系统。

加灵活的通讯
         对于可视化系统和控制器之间的接口，克朗斯的门在寻找一个加有效和廉价的解决方案，有一种的可行性是来自Simatic S7序列的CP通讯处理器，但是，克朗斯后选择了由Systeme Helmholz制造的MPI总线适配器。
        使用这些适配器可以让操作终端和可视化系统快速方便的链接到S7 PLC控制器，使用RK512协议SSW7-RK512适配器完成从串行接口到MPI总线的转换，它们传输数据、标记、输入输出字节，RK512协议传输数据使用3964/R程序。
        适配器上的连接电缆可直接插入到可编程控制器CPU的插座上或MPI网络上的任何节点。在RS 232接口RK512适配器执行从9.6K到115K自动波特率检测，使其能够适应连接设备，该适配器还可以提供一个RS-422接口。

        “比起CP的解决方案，使用MPI适配器为我们节省5倍以上” R. Anders强调。但是对于这样一个的系统，价格的差异并不是决定的原因。“相对于RK 512标准，这种扩展了RK 512报文的MPI适配器对S7数据块可以访问全部的地址范围，这个地址范围通常受限于RK 512标准，255可设定地址的字节地址和254字地址（大可以到512字节），所以，对于S7 PLC仅可实现有限的通讯。克朗斯的们也没有准备使用HMI适配器连接PLC CPU的数据通讯通道，相比MPI-RK512适配器这个通讯效率不高”
        通讯工程师继续解释：“作为这个解决方案，我们现在的选择使我们能够为可视化传输所有的数据块。这种的Helmholz扩展协议使通讯加灵活，这是一个有很多技术优势的产品。该产品的响应时间可以与一个中等产能利用率的以太网连接相比。”在3964/R驱动软件上略作，从而让Zenon可视化系统也可以适用MPI适配器的协议扩展。

        Systeme Helmholz公司的Karsten Eichmüller说：“凭借针对S7 PLC的一系列产品，我们能够解决所有的通讯问题。”

克朗斯公司的R. Anders先生说：“我们自1999年以来一直使用Systeme Helmholz公司的产品。” 一种用来作为远程维护的SSW7-TS MPI适配器也在克朗斯使用，它可以让一个项目在短时间内得到解决，这是另一款Helmholz的产品。“使用内部集成了调制解调器的SSW7-TS适配器，这意味着我们可以方便的进行远程维护应用。”

传统的远程诊断解决方案，由几个部分构成：一个远程服务适配器实现从MPI总线转换到串行协议；针对不同的应用需求，具备不同的调制解调器。除了复杂的接线和为多个组成设备进行供电，还导致与客户选择的调制解调器兼容性的问题。
使用内置modem的SSW7-TS就排除了这些问题。一个集成在适配器外壳内的56K模拟调制解调器，可以在世界各地使用。这个集成的modem不需要预先设置和外部供电。

在此所描述的自动控制解决方案，在克朗斯公司几乎所有的机器设备都在使用。并且，所有的公司内部的标准，都可以灵活的适用于不同的机器设备和所有的客户要求。“既有量身定制，又有标准化。”这个定义同样应用于自动控制和克朗斯的机械设备中。

本文引进典型电气控制项目“节能环保中水回用水处理厂智能控制系统”来辅助电气控制及PLC可编程项目教学的开展，以实际工程项目为基础来设计教学模块、开展教学，使电气控制及PLC中的应用课程的绝大多数知识点都能在该项目中得以体现和应用，学生感受真实项目、学以致用，同时项目具有综合性，锻炼学生项目设计能力，提高综合素质，教学效果良好。

电气控制及PLC应用课程是电气控制及自动化的主干课程，其内容与工程应用紧密结合，在工业自动化控制、智能仪器仪表、精密加工、数控机床以及机电一体化技术等领域中得到日益广泛的应用。本课程是（我校）电气工程及自动化教育和机械工程及自动化教育的必修课。通过本课程的学习，除了让学生学习电气控制和PLC可编程控制器应用技术基本知识外，还以提高学生的素质和能力为宗旨。具体教学要求是熟悉常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用，掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力，掌握典型电气控制电路的分析和设计方法，掌握可编程控制器的工作原理及结构特点，熟练掌握基本逻辑指令的应用，掌握步进顺控指令编程方法及应用，了解PLC网络及通讯基本知识，继电接触器控制系统基本分析能力，特别是掌握典型电气控制电路的分析能力，是S7-224/S7-300可编程序控制器的编程技术、通信模式及调试技巧。

项目教学是以项目实施为主线有效组织理论和实践知识，师生共同实施并完成一个“项目”为主要学习方式的教学活动，是建立在建构主义和情景学习理论基础上体现行动导向教育理念的教学方法，将传授知识为主的传统教学转变为以完成项目、职业体验和解决问题为主的多维互动式的教学模式，在职业教育的课程教学中得到越来越广泛的应用。通过项目实施过程，让学生学习必要的理论知识及掌握的技能，知识的学习服务于职业能力的建构。

一、电气控制及PLC应用项目教学模块

实施项目教学，项目的选取要具有典型性、代表性和性，以往的教学选取的项目经常基于小项目来教学，仅能说明一个知识点或某个问题，综合知识无法体现，这样各知识点之间彼此孤立，章节的联系比较匮乏，彼此的知识点无法连贯，逻辑关系无法得到梳理，不能对学生的综合能力进行锻炼。然而学生毕业后往往面对的是比较综合的工程项目，而他们的知识结构是孤立的，面对综合设计一个项目不知道从何处下手，尤其是既需要分析、设计又要安装调试的复杂的项目无从下手了。学生不能立即投入到生产实践中，无奈还要从头学起。

基于以上的问题，在展开项目教学法实施过程中，选取一个比较综合典型的真实项目——节能环保中水回用水处理厂智能控制系统来进行教学设计。参照教学大纲和紧扣教材内容，根据项目组成设计以下主要教学模块：（1）项目教学实施前准备工作及模拟招投标介绍；（2）中水回用水厂供配电介绍及用电；（3）中水回用水厂的用到的低压电器设备教学及知识点学习；（4）提升泵房、反冲滤池、加矾加氯、送水泵房仪器仪表的电气控制原理图、元器件布置图及施工图纸设计；（5）提升泵、鼓风机、反冲泵、送水泵的不同启动形式设计；（6）S7-200（含7个从站）和S7-300（含2个主站）PLC设计及编程；（7）主站PLC与各从站的Proface-Bus及中控制室的通信实现；（8）主站PLC触摸屏编程及中控室的主机系统组态；（9）整个中水回用系统与Intenet通信；（10）项目的竣工及验收—课程总结。随着自动化生产的发展，该课程涉及到许多新知识、新技术领域。我们以加强实践教学为突破口，以为契机，构建以项目为载体的理论实践一体化教学模式，符合技术师范本科的培养特点和定位，既要具备工程性，又要具备师范性，通过课程和训练使学生成为具有“讲师”、“工程师”等知识和能力结构的“双师型”人才。

二、项目教学设计：

1.项目教学设计

（1）选择合适的配套教材。我们将电气工程及自动化教育和机械工程及自动化教育的岗位对电气方面的知识和技能需求为目标，以就业单位人才需要为基准，结合技术师范培养标准选择教材。以现行主流PLC为参考，以必需、实用知识为主，加强学生电气控制技能的培养，教材的内容包括常用低压控制电器、电气控制线路的基本原则和基本环节、PLC可编程控制器基础、S7-200PLC的系统配置及质量系统、SETP7-Micro/WIN32编程软件、S7-300和S7-400PLC系统配置与编程及通信及网络等；被选取的项目与教材结合紧密，涵盖的知识比较吻合，也是现在自动化行业及大学竞赛的主流技术。

（2）项目实施前，先完成模拟投标及中标过程，让学生明白项目实施过程中必经的流程和步骤，体会真实项目的投标中标和方案实施的过程。标书设计就是按项目模块来分类，每进行一个模块就是完成标书方案中的一部分。

3）项目教学模块借助组态软件给出系统结构组态图，标出了每个模块应完成的项目任务，根据模块工作量和知识的多少合理安排课时。每个模块预先提出问题，让学生先思考，鼓励学挥与，根据学生人数，恰当分组，每组模拟为一个施工团队，选出队长，由其对整个组的人员进行协调分工，课前每组先设计一套实施项目模块的方案，课间展开讨论，老师甄别或指出方案及实施方法，课后留给学生扩展的空间。

（4）对要完成的项目教学任务要提出具体要求。如基本的工厂供配电；常用的低压电器；基本的电气控制及启动方式；电气原理图、元器件图、施工图绘制；PLC编程、通信、组态等。课后要求学生提交项目教学实训报告，电子图纸，学生团队自己评价，教师讲评验收。

（5）师生共要明确项目教学过程中要锻炼和加强的知识点。力求既又，能大限度的锻炼技能；对于项目实施过程中可能遇到的难点，要及时为学生讲解及辅助突破。

（6）每个项目模块怎么实施，什么时间实施计划要详尽、人员分工要明确。帮助学生完成各个项目模块的实施内容及计划表，开学二周好计划，同时要及时拓展学生视野，项目团队良好激励机制和完善的管理制度，立争协调的完成项目任务。

三、项目教学具体实施：

（1）在理论教学中，引导学生运用电机拖动及自动控制原理的基础知识，分析PLC课程编程内容，强化闭环控制模型知识的掌握，使学生能在项目实施过程中体会PLC的智能控制思路。

（2）强化实践教学，以实际的节能环保中水回用水厂电气设备的基本功能、结构组成及电路工作原理的分析为，让学生学会分析复杂的实际电气设备的工作原理，具备识读电路图、绘制电路图、设计电路图的能力。在此基础上培养学生安装、调试、维修及维护自动化常用电气设备的能力。对应用知识在实训室训练，学生自评，教师严格考评，直到达到教学目标为止。

（3）教师将自动化现场实际搜集的智能电气设备及相关资料到课堂中，并从网络搜索相关智能电气控制系统新技术，利用组态软件做成展示项目，利用虚拟现实技术展示工程项目的技术细节，如煤矿绞车提升系统、远程恒压供水系统、电厂脱硫智能控制系统等，使学生直观、方便地学到的技术知识。

（4）将计算机辅助软件的使用引入教学中，如Pro/e绘制电气原理图，SETP7-Micro/WIN32编程软件、组态6.53的使用、GP-2500触摸屏的软件编程等，使学生既学到知识的理论知识也拓展了知识面，使他们明白现代化的电气控制系统是很多技术协调服务和集成的综合效果。

四、教学考评方法：

（1）设置学生自我评价机制，其包括学生自我评分，也包括组长对每个成员的打分。

（2）设计项目教学验收表格，细化子项目注意事项的考评。

（3）每人对项目调试通过，并撰写实验报告。

（4）考评计入平时成绩，同时加大该项考核在总成绩的比重。

五、项目教学效果：

实践证明，整体性项目教学法的设计能加强学生综合能力素质的培养，提高课教学效率，重要就是通过该项目教学法的实施，可以有效锻炼学生的总体能力素质的培养，在课程学习期间就获得了解决实际工程项目的真实经验，实践与教学脱离的尴尬局面，帮助学生走出困境。项目教学法实施两年来，学生具备申报大学生项目的能力，并能参与到具体项目设计和施工中，而且毕业生特别受用人单位青睐。

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