《電氣控制與PLC》教案設(shè)計

1、實用標(biāo)準(zhǔn)煙臺機(jī)械工程學(xué)校教案課程名稱：電氣控制與PLC教師姓名：尹旭濤系 別：機(jī)電一體化文檔大全課程概況課程名稱：電氣控制與 PLC總學(xué)時：52周學(xué)時：4教學(xué)起始周： 第1周一一第13周授課班級及時間：班級：高二機(jī)電1班時間：教材概況（主編、出版社、版次等）：主編：吳麗出版社：高等教育出版社版次：2009年9月第2版教輔概況:課時授課計劃一、授課具體時間：第1周二、授課課題：第3章 PLC概述三、教學(xué)目的要求：(1) 了解PLC的產(chǎn)生、PLC的特點、PLC的分類(2)掌握PLC的編程語言、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢一四、教學(xué)重點難點：(1)(重點)PLC的產(chǎn)生(2)(重點)PLC的特點(3)(

2、重點)PLC的分類(4)(難點)PLC的編程語言五、教學(xué)方法、用具：教學(xué)方法：多媒體教課六、教學(xué)過程(包括教學(xué)內(nèi)容、輔助手段、板書設(shè)計、課堂練習(xí)、教學(xué)進(jìn)程時 間分配、課外作業(yè)等）：第3章可編程控制器概述3.1 可編程控制器的產(chǎn)生3.1.1 PLC的由來可編程邏輯控制器（Programmable Logical Controller） 簡稱PLC。3.1.2 PLC的定義國際電工委員會（IEC）在1987年2月頒布了 PLC的 標(biāo)準(zhǔn)草案（第三稿），草案對PLC作了如下定義。3.2 可編程控制器的特點1 .可靠性高，抗干擾強(qiáng)2 .功能強(qiáng)大，性價比高3 .編程簡易，現(xiàn)場可修改4 .配套齊全，使用方便

3、5 .壽命長，體積小，能耗低6 .系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維修方便3.3可編程控制器的分類3.3.1 按輸入/輸出點數(shù)分根據(jù)PLC的輸入/輸出（I/O）點數(shù)的多少，一般可將PLC分為以下3類。1 .小型機(jī)小型PLC I/O總點數(shù)一般在256點以下，用戶程序存儲器容量在4KB左右。2 .中型機(jī)中型PLC的I/O總點數(shù)在2562048點之間，用戶程序存儲器容量達(dá)到8KB左右。3 .大型機(jī)大型PLC的I/O總點數(shù)在2048點以上，用戶程序存儲器容量達(dá)到16KB以上。3.3.2 按結(jié)構(gòu)形式分根據(jù)PLC結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為整體式和模塊式兩 類。1 .整體式2 .模塊式3 .3.3按生產(chǎn)廠

4、家分它們是美國Rockwell自動化公司所屬的 A-B (Allen&Bradly)公司GE-Fanuc公司，德國白西門子(SIEMENS)公司法國的施耐德(SCHNEIDER)自動化公司日本的歐姆龍(OMRON)和三菱公司等3.4可編程控制器的編程語言3.4.1 PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)(IEC 61131-3)中有5種編程語言，即順序功能圖(Sequential function chart),梯形圖(Ladder diagram),功能塊圖(Function block diagram),指令表(Instruction list),結(jié)構(gòu)文本(Structured

5、 text)。其中的順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能塊圖（FBD）是圖形編程語言，指令表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語言。1 .順序功能圖（SFC）2 .梯形圖（LD）3 .功能塊圖（FBD）4 .指令表（IL）5 .結(jié)構(gòu)文本（ST）6 .4.2梯形圖的主要特點（1） PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱（2）根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出圖中各線圈對應(yīng)的軟元件的ON/OFF狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯運算。（3）梯形圖中各軟元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限多次地使用。（4）輸入繼電器的狀態(tài)唯一地取決于對應(yīng)的外部輸入電路的通斷狀態(tài)，因此在梯形圖中不能出現(xiàn)輸入繼電

6、器的線圈。（5）輔助繼電器相當(dāng)于繼電控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用來保存運算的中間結(jié)果，不對外驅(qū)動負(fù)載，負(fù)載只能由輸出繼電器來驅(qū)動。3.5可編程控制器的技術(shù)性能指標(biāo)PLC的技術(shù)性能指標(biāo)有一般指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)兩種。一般性能規(guī)格是指使用PLC時應(yīng)注意的問題，主要包括電源電壓、允許電壓波動范圍、耗電情況、直流輸出電壓、絕緣電阻、耐壓情況、抗噪聲性能、耐機(jī)械振動及沖擊情況、使用環(huán)境溫度和濕度、接地要求、外形尺寸、質(zhì)量等。具體性能規(guī)格是指PLC所具有的技術(shù)能力，如果只是一般地了 解PLC的性能，了解如下的基本技術(shù)性能指標(biāo)即可。1 . I/O點數(shù)如FX系列的I/O點數(shù)最多為256。2 .掃描速度小型PLC的掃描

7、時間可能大于40ms。3 .內(nèi)存容量一般小型機(jī)的存儲容量為1KB到幾千字節(jié)，大型機(jī)則 為幾十千字節(jié)，甚至1MB2MB,通常以PLC所能存放用戶 程序的多少來衡量。4 .指令系統(tǒng)5 .內(nèi)部寄存器6 .特殊功能模塊7 .6可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢3.6.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域1 .開關(guān)量邏輯控制2 .運動控制3 .過程控制4 .數(shù)據(jù)處理5 .通信連網(wǎng)6 .6.2 PLC的發(fā)展趨勢(1)從技術(shù)上看，PLC會向運算速度更快、存儲容量更大、 功能更廣、性能更穩(wěn)定、性價比更高的方向發(fā)展。(2)從規(guī)模上看，PLC會進(jìn)一步向超小型和超大型兩個方向 發(fā)展。(3)從配套性上看，PLC產(chǎn)品會向品種更豐富、規(guī)格

8、更齊備 的方向發(fā)展。(4)從標(biāo)準(zhǔn)上看，PLC的通用信息、設(shè)備特性、編程語言等向 IEC1131標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展。(5)從網(wǎng)絡(luò)通信的角度看，PLC將向網(wǎng)絡(luò)化和通信的簡便化方 向發(fā)展。教學(xué)后記：通過學(xué)習(xí)，了解PLC的基本情況。課時授課計劃一、授課具體時間：第2周二、授課課題：第4章FX系列PLC及其編程工具三、教學(xué)目的要求：(1) 了解FX系列PLC既述FX系列PLC(2)掌握PLC的基本組成，F(xiàn)X系列PLC的軟元件四、教學(xué)重點難點：(1)(重點)FX系列PLC的種類(2)(重點)PLC的基本組成由那些構(gòu)成(3)(重點)(4)(難點)FX系列PLC的軟元件與傳統(tǒng)相比較后的轉(zhuǎn)換教學(xué)方法：多媒體教課六、

9、教學(xué)過程(包括教學(xué)內(nèi)容、輔助手段、板書設(shè)計、課堂練習(xí)、教學(xué)進(jìn)程時間分配、課外作業(yè)等)：第4章FX系列可編程控制器4.1 FX系列可編程控制器概述4.1.1 三菱小型PLC的發(fā)展歷史4.1.2 FX系列型號的含義FX系列PLC型號名稱的含義如下：FXm(1) (2) (3)(4) (5)；(1)系列序號：如1S, 1N, 2N等；(2) I/O 總點數(shù):10256;(3)單元類型：M為基本單元，E為I/O混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專用擴(kuò)展模塊；(4)輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙向晶閘管輸出；(5)電源的形式：4.1.3 FX系列PLC的一般技術(shù)

10、指標(biāo)FX系列PLC的一般技術(shù)指標(biāo)包括基本性能指標(biāo)、輸入技術(shù)指標(biāo)及輸出技術(shù)指標(biāo)，其具體規(guī)定如表4-1、表4-2及表4-3所示。4.2 FX系列可編程控制器的子系列4.2.1 FX1S 系列 PLC4.2.2 FX1N 系列 PLC4.2.3 FX2N 系列 PLC4.2.4 FX2NC 系列 PLC4.2.5 FX系列擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊4.3 FX系列可編程控制器的基本組成4.3.1 硬件PLC硬件主要由中央處理單元、存儲器、輸入單元、輸出單元、 電源單元、編程器、擴(kuò)展接口、編程器接口和存儲器接口組成， 其結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。編程器按鈕 繼電器觸點|* II行程開關(guān)|輸入單元用戶程序存儲帶

11、系統(tǒng)程序存儲器中央處理單元輸出單元接觸器蚊能指示燈 電源一可編程控制器5電磁閥線圈圖4T FX系列PLC的結(jié)構(gòu)框圖4.3.2 軟件PLC是一種工業(yè)計算機(jī)，不光要有硬件，軟件也必不可少。4.4 FX系列可編程控制器的軟元件4.4.1 PLC的軟元件概述PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的元件，實際上這些元件是由電 子電路和存儲器組成的。4.4.2 FX2N的軟元件1 .輸入繼電器（X）2 .輸出繼電器（Y）3 .輔助繼電器（M）4 .狀態(tài)繼電器S5 .定時器T6 .計數(shù)器C7 .數(shù)據(jù)寄存器（D）8 .變址寄存器9 .指針（P/I）指針（P/I）包括分支和子程序用的指針（P）以及中斷用的指 針（I）。1

12、0 .常數(shù)常數(shù)K用來表示十進(jìn)制常數(shù)，常數(shù) H用來表示十六進(jìn)制常數(shù)。4.5 FX系列可編程控制器的工作原理4.5.1 掃描工作方式PLC有運行（RUN）與停止（STOP）兩種基本的工作模式。1 .內(nèi)部處理階段2 .通信服務(wù)階段3 .輸入處理階段4 .程序處理階段5 .輸出處理階段圖4-13 PLC的掃描工作過程外部負(fù)載斷電，停止工作。PLC的輸入處理、程序處理和輸出處理的工作方式如圖 4-13所/K。循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點，也可以說PLC是“串 行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的 區(qū)別，PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭 和時序失配的問題。該CD

13、輸入處理xoXIX2輸入端子寄存器 輸入映像存儲存 輸出鎖存讀寫兀 件募 映貧輸出處理反51 個 周期稱為 程序打描 冏期輸出端子4.5.2 掃描周期4.5.3 輸入/輸出滯后時間輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后 時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間這三部分組成。教學(xué)后記：通過學(xué)習(xí)，了解PLC的軟元件課時授課計劃一、授課具體時間：第3、4周二、授課課題：第5章基本邏輯指令及其應(yīng)用三、教學(xué)目的要求：(1) 了解基本邏輯指令、PLC的工作原理(2)掌握常用基本電路的程

14、序設(shè)計一PLC程序設(shè)計方法及技巧四、教學(xué)重點難點：(1)(重點)基本邏輯指令(2)(重點)PLC的工作原理(3)(重點)常用基本電路的程序設(shè)計(4)(難點)PLC程序設(shè)計方法及技巧五、教學(xué)方法、用具：教學(xué)方法：多媒體教課六、教學(xué)過程(包括教學(xué)內(nèi)容、輔助手段、板書設(shè)計、課堂練習(xí)、教學(xué)進(jìn)程時間分配、課外作業(yè)等）：第5章基本邏輯指令及其應(yīng)用5.1 基本邏輯指令5.1.1 邏輯取及驅(qū)動線圈指令 LD/LDI/OUT邏輯取及驅(qū)動線圈指令如表5-1所示表57邏輯取及驅(qū)動線圈指令表符號、名 稱功 旎電路表示操作元件程序步LD取常升/點至與專算起始1)|( YWI )X- Y» Ma 晨 C，S1L

15、DI取反常用觸點邏輯運算起始匕 L L L CtS1加I制出線圖驅(qū)動J | ( YCO)匕出t, a s九斯1,特此2,工 a, a 3-31 .用法示例2 .使用注意事項3 .雙線圈輸出4 .1.2 觸點串、并聯(lián)指令 AND/ANI/OR/ORI觸點串、并聯(lián)指令如表5-2所示。表52觸點串，并聯(lián)指令表苻號.名 稱功能電路表示操作元件程廖 步與常開觸點串聯(lián)連接一11I、,，飾,Xt Xt lb S, Tr c1加與非.i：. 1；/連嗅1|YGM )& f, lb 5, L C1OR或常開觸點并聯(lián)連接11IIi ¥(K)5 1£ 晨 11, S, c1國工或非常閉觸

16、點并聯(lián)連接p( Yuu st f, r. S, T.C1圖5-3觸點串并聯(lián)指令用法圖2 .使用注意事項3 .連續(xù)輸出如圖5-4 (a)所示，OUT M1指令之后通過X1的觸點去驅(qū)動Y4,稱為連續(xù)輸出LDNM：匚4OLH1YW4AMX>：Xj5MH1MPS6(MHMlAKDXCWL1XW2 XQOOHIJCDOIT |(YOO1LDA Nt0UMlANDX；HJ|Q1JT10不推界屯*圖石4連埃輸出電解5.1.3 電路塊連接指令 ORB/ANB表丁 3電路塊茂接指令表祥號、名 稱功能電路表示操作元件程序 步oo電蔚塊或聿聯(lián)電路的并蒙連接11七Jll(Y0O5 )無1AXB電務(wù)訣與并聯(lián)電路的

17、串聯(lián)連接1111HH HH(Y0OJ !無11.用法示例電路塊連接指令的應(yīng)用如圖5-5和圖5-6所示宙令:&：a1 DX'KX.iAMDXi>JL2I.DXO023AND0034ORB5DIxno46ANDXU057ORB我OUT7(X)6圖5方串聯(lián)電路塊并聯(lián)IDXHOTi6ORB串聯(lián)塊井聯(lián)ORX'M)17ORXiX)6IDp分支起點 SANH。前向電路申聯(lián)ANDX003ORX003LDIX004 JI10OUTYO17ANDXiM)5圖5速并聯(lián)電路塊串聯(lián)5.1.4 多重輸出電路指令 MPS/MPD/MPP多重輸出電路指令如表5-4所示表5-4多重輸出指令表符號,

18、名稱功能電器襄示糅作元件程序 步MP3進(jìn)棧進(jìn)棧T門MRDMPP唱II1|<Y004J1|(YOOS)1|(YOT6)無1網(wǎng)旗模讒棧無1M?P出棧出棧無11.用法示例多重輸出電路指令的應(yīng)用如圖5-7和圖5-8所示XOOOHI-MRSVIRI)中川T卜MPSMPP中KMT卜TOMT4ThX007Tk2.使用注意事項TVtW)i10OCTY0(H0LDxooo-i¥«HJ1AN>X：KjJIIMRU2MPS1;ANDKOOS-1Y«I4;5ANDXUO2HOUIYfHrtJOLTTYom*14MRDtycxjs15MPIV15ANDX0D66oirrYMI1

19、6(M 1'1X>6tyom17l.lram17Ml叩8MPS18ANDX007tYOE!S»NJJXUM19OLIW7圖5-7筒單1層棧01LbMPSxooo1112ORBANH2LDXOOI1.3OUT Y00I3ORX00214MPP4ANB15AND X0075(HIT¥0001&OUT Y0026MRD17LD X0107LDX003ISOR XOMSANDX004l!9ANBgLDX00520OUT Y00310ANDX006指令珞復(fù)雜1層棧5.1.5 置位與復(fù)位指令 SET/RST1 .指令用法示例指令用法示例如圖5-9所示2 .使用注意

20、事項0246191418X(X a Of ococ a-fCLTT YfVV)1 (kST YOOOX)2I(SE-T MOX13 RST MO(<i I q門nXX)5 1 rft cnX珀 RST DOJ run0IDxoooISETY(W餐LDXOOI3RSTYOOO4LDX0025SETMOOO6LDxm7RSTM000S.DX0049Sl'TSOIILDX00512RSTSO【4LDX00615RSIDO時序*h16ENDXO .XIY0 |圖5-9 SET、RST的使用5.1.6 脈沖輸出指令 PLS/PLF脈沖輸出指令如表5-6所示1 .用法示例2 .使用注意事項綺

21、號.名禰動£電珞表示操作元 件程牛步PL寫上升沿脈沖上升沿微分 輸出XOOO1 |PLD MQ JY, M2PLF下降沿肚沖下降沿徵分 輸出XOOI1 |(E,tl MlJ25.1.7 脈沖式觸點指令 LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF脈沖式觸點指令如表5-7所示。1 .用法示例2 .使用注意事項表脈沖式觸點指令表符號，名稱功能電居表示操作元件程序 步LDF取上升沿 脈沖升沿脈沖譴輯 運算開始士|i Ml1X* Y* M- & T, C2LDF取下降沿 肱沖下降沿冰沖謖謂 運算開始pH|1. Ml )X, Y> M, 5， T， c2ANF與上升沿脈沖上升沿

22、秣沖串聯(lián) 連接Hh)|(Ml)X,。蟲 1 L C2ANF與下降沿 脈沖下降治減沖串戡 連接Hi1 Ml 1X, Yf M* Sr LC7 EaORF或上升沿 脈沖上升老味沖并歌連接11< M)XT Y,虬 S. T, c2ORF或下降沿 林沖下降沿賽沖并聯(lián) 連接“| |1 Ml 1X. Y, % S. T, C7 口3 .1.8主控觸點指令MC/MCR主控觸點指令如表5-8所示。1 .用法示例2 .使用注意事項表5Y主控觸點指令表符號.名將功 能電路表示及操作元件程序步lie主控主柱山第塊 底點一| |MC闌v嗔M 13I1CR主控復(fù)位主控3路土 終點丫點M 1、丸件便用乾楠MCR N

23、O '23 .1.9邏輯運算結(jié)果取反指令I(lǐng)NV邏輯運算結(jié)果取反指令如表5-9所示表5-9邏輯運算結(jié)果取反指令表狩號、名 稱功 能電路表示碟作元件程序 步取反邏輯運算結(jié)果取 反沖理1(VX0無14 .1.10空操作和程序結(jié)束指令NOP/END空操作和程序結(jié)束指令如表5-10所示。1 .空操作指令NOP2 .程序結(jié)束指令ENDPLC按照循環(huán)掃描的工作方式，首先進(jìn)行輸入處理，然后進(jìn)行程序處理，當(dāng)處理到 END指令時，即進(jìn)行輸出處理表5To空操作和程序結(jié)束指令表符號、名 稱功 能電路表示操作元件程序步VJP窄擦作無動作無無1曰D苛束輸入蛹出處理，嚏序回 到第0步i t?Xrn 1無13 .2梯

24、形圖的基本規(guī)則1.線圈右邊無觸點(YOOIT Y001一(YOO1 ) 不正確梯形圖Hi|1 |(YO01)伯）正確梯形圖圖5-15線圈右邊無觸點的梯形圖2 .觸點可串可并無限制3 .線圈不能重復(fù)使用4 .觸點水平不垂直5 .觸點多上并左6 .順序不同結(jié)果不同7 .3基本電路的編程電動機(jī)的起保停電路(1)控制要求按下起動按鈕SB1, SB2,電動機(jī)停止運行。(2)輸入/輸出(I/O)分配X0: SB1, X1 : SB2電動機(jī)起動運行，按下停止按鈕(常開)，Y0:電動機(jī)(接觸器)(3)梯形圖方案設(shè)計圖5-20電動機(jī)的起保停梯形圖(停止優(yōu)先)若要改為起動優(yōu)先，則梯形圖如圖 5-21所示。，冉抬I

25、出的精*佑出生3圖521電動機(jī)的起保停梯形圖(起動優(yōu)先)2.單臺電動機(jī)的兩地控制（1）控制要求按下地點1的起動按鈕SB1或地點2的起動按鈕SB2均可起動電動機(jī)；按下地點1的停止按鈕SB3或地點2的停止 按鈕SB4均可停止電動機(jī)運行。（2）輸入/輸出分配X0: SB1, X1 : SB2, X2: SB3 （常開），X3 : SB4 （常開），Y0 :電動機(jī)（接觸器）。（3）梯形圖方案設(shè)計set yooo上心Y(XM)出由法？T卜XIXH 小HFX003出方法1M'J付）方法3圖3-22單臺電動機(jī)的兩地控制梯形03.兩臺電動機(jī)的順序聯(lián)動控制(1)控制要求電動機(jī)M1先起動（SB1）,電動機(jī)

26、M2才能起動（SB2）。(2)輸入/輸出分配X0:X2:Y0:電動機(jī)M1 （接觸器1）,Y1 :電動機(jī)M2 （接觸器2）。梯形圖方案設(shè)計(3)2510X000HIX001Y000HI-I 卜X002HI41X003hP腎ET ¥000 (SEI Y00IRST YODORSI YOGIEND（b）方法2圖5-23兩臺電動機(jī)的順序聯(lián)動控制梯形圖4.定時器的應(yīng)用（1）得電延時合（如圖5-24所示）XOOCHHxooo 0IX002 LIM0 ir0YO說明工XO得電2臺后,Y0動作口電動機(jī) M1起動（SB1）, X1 :電動機(jī) M2起動（SB2）,電動機(jī) M1停止（SB3）, X3:電動

27、機(jī) M2停止（SB4）;圖5-24得電延時合梯形圖及時序圖(2)失電延時斷(如圖5-25所示)XQOO TO oMlpHYOOOxooo , QsYOOO圖725失電延時斷梯形圖及時序圖3) 3臺電動機(jī)順序起動控制要求。電動機(jī) M1起動5s后電動機(jī)M2起動，電動機(jī)M2起動5s后電動機(jī)M3起動；按下停止按鈕時，電動機(jī)無條 件全部停止運行。 輸入/輸出分配。X1:起動按鈕，X0:停止按鈕，Y1:電動機(jī)M1, Y2:電動機(jī)M2, Y3:電動機(jī)M3梯形圖方案設(shè)計。11圖5-26 3臺電動機(jī)順序起動梯形圖5 .計數(shù)器C的應(yīng)用（如圖5-27所示）XUU3XOtMCO1RST C0 K6 )xtxnflX0

28、04n123456rLTLnRrLrLTLrLn(YOO()圖 5-27計數(shù)器C的應(yīng)用梯形圖及時序圖6 .振蕩電路振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時序脈沖，它應(yīng)用在脈沖信號源或閃光報警電路中。（1）定時器組成的振蕩電路一（如圖 5-28所示）XQOUHF-K5( 10)X000TIK5(T0K5 T1YOOO )KIO ni< Y00010END（酎方法】定時器分別記時10END 1方法2定時器累計計忖XOOO化）波形圖O圖5-28振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖7.振蕩電路的應(yīng)用8.定時器的延時擴(kuò)展9.兩計數(shù)器接力計數(shù)io.單觸點的起動/停止控制教學(xué)后記：通過學(xué)習(xí)，了解PLC的基本邏輯指令。要求

29、同學(xué)們課后認(rèn)真復(fù)習(xí)，抄寫邏輯 指令格式。課時授課計劃一、授課具體時間：第5、6周第5章二、授課課題：基本邏輯指令及其應(yīng)用三、教學(xué)目的要求：(1) 了解PLC程序設(shè)計方法及技巧-狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(2)掌握步進(jìn)順控指令及其編程方法四、教學(xué)重點難點：(1)(重點)PLC程序設(shè)計方法及技巧(2)(重點)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(3)(重點)步進(jìn)順控指令及其編程方法(4)(難點)五、教學(xué)方法、用具：教學(xué)方法：多媒體教課教學(xué)用具：三角板六、教學(xué)過程(包括教學(xué)內(nèi)容、輔助手段、板書設(shè)計、課堂練習(xí)、教學(xué)進(jìn)程時間分配、課外作業(yè)等)：5.4梯形圖程序設(shè)計的技巧5.4.1轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法就是將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成與原有功能相同的 PLC內(nèi)部的

30、梯形圖。1 .基本方法根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計 PLC的梯形圖時，關(guān)鍵是要 抓住它們的一一對應(yīng)關(guān)系，即控制功能的對應(yīng)、邏輯功能的對 應(yīng)以及繼電器硬件元件和 PLC軟件元件的對應(yīng)。2 .轉(zhuǎn)換設(shè)計的步驟(1) 了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能在設(shè) 計和調(diào)試系統(tǒng)時心中有數(shù)。(2)確定PLC的輸入信號和輸出信號，畫出 PLC的外部接線 圖。(3)確定PLC梯形圖中的輔助繼電器(M)和定時器(T)的 元件號。(4)根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系畫出PLC的梯形圖。(5)根據(jù)被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動作情況以及梯形圖編 程的基本規(guī)則，優(yōu)化梯形圖，使梯形

31、圖既符合控制要求，又具 有合理性、條理性和可靠性。(6)根據(jù)梯形圖寫出其對應(yīng)的指令表程序。3 .轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用例1圖5-35是三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器 電路圖，試將該繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的 PLC的外部接線圖和梯形圖圖5-35三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器電路圖解：(1)分析動作原理(2)確定輸入/輸出信號(3)畫出PLC的外部接線圖(4)畫對應(yīng)的梯形圖(5)畫優(yōu)化梯形圖SB SRI SB2 FRe、eeCOM XO XI X2 X3FX-48MRCQW Y1 Y2FU厚“平|o-220V LL? KM2/ KM1IZZ 1FU圖5-36電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部接線圖85-37電動機(jī)正

32、反轉(zhuǎn)的建電器電路圖所對應(yīng)的梯形圖06(a)簡單優(yōu)化。用輔助繼電器優(yōu)化圖5-38電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的優(yōu)化梯形圖5.4.2邏輯法1 .基本方法用邏輯法設(shè)計梯形圖，必須在邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖之間建立一種一一對應(yīng)關(guān)系，即梯形圖中常開觸點用原變量（元件）表示，常閉觸點用反變量（元件上加一小橫線）表示。表5-11邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系邏輯任教表達(dá) 式桶形匡嘴輯函數(shù)表達(dá)式梯形圖邏輯臼與“皿=口 X2XtM?l X(J02|(MUj“與”運算式lfO=Xl > X2 KnXOOI XHI-艇 Xn 11($Ki 卜邏輯“或”阿=X1+X2”或與"送其式M0 =(XI-KO) * X2 -

33、1 X(XJ ：IXOD2 3£DO1IL-J I , 11(Ki J11ii -iil-_J1邏輯啡”乂0 =XDOl時0 I父與/或”迄算式M0= (XI + H3 * XI)IWlTl1K值好 X(McI(MO)2 .設(shè)計的步驟(1)通過分析控制要求，明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容；(2)確定PLC的軟元件(輸入信號、輸出信號、輔助繼電器M和定時器T),畫出PLC的外部接線圖；(3)將控制任務(wù)、要求轉(zhuǎn)換為邏輯函數(shù)(線圈)和邏輯變量(觸 點)，分析觸點與線圈的邏輯關(guān)系，列出真值表；(4)寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式；(5)根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出梯形圖；(6)優(yōu)化梯形圖。3.邏輯法的應(yīng)用例3用邏輯法

34、設(shè)計三相異步電動機(jī) Y/降壓起動控 制的梯形圖。解：(1)明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容(2)確定PLC的軟元件，畫出PLC的外部接線圖(3)列出真值表表5/ 2電動機(jī)Y/降壓起動直值表自t占線 圈X0XIX2Y0Y1Y2TOY1i'OY2TO111000001一1000111 10000101II0(4)列出邏輯函數(shù)表達(dá)式(5)畫出梯形圖(6)優(yōu)化梯形圖X001 Y002I I升X000 X0O2K50<10X000X002 TO Y0024M川TWY001 )¥0011nY001 XOOCi X0002HI<¥000 >2127¥000IH1

35、0 XODO X002 ¥001 d IH-Y002«¥002 >END圖3-43電動機(jī)Y/降壓起動梯形圖教學(xué)后記：通過學(xué)習(xí),了解PLC的梯形圖的畫法，規(guī)則。并熟悉常見電路的PLC轉(zhuǎn)換課時授課計劃一、授課具體時間：第7、8周二、授課課題：第6章步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用三、教學(xué)目的要求：(1) 了解狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(2)掌握步進(jìn)順控指令及其編程方法四、教學(xué)重點難點：(1)(重點)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(2)(重點)步進(jìn)順控指令及其編程方法(3)(重點)(4)(難點)教學(xué)方法：多媒體教課教學(xué)用具：三角板六、教學(xué)過程（包括教學(xué)內(nèi)容、輔助手段、板書設(shè)計、課堂練習(xí)、教學(xué)進(jìn)程時間分配、課外作

36、業(yè)等）：第6章步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用6.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令6.1.1 流程圖首先，還是來分析一下第5章的電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的 例子，其控制要求為：電動機(jī)正轉(zhuǎn) 3s,暫停2s,反轉(zhuǎn)3s,暫停 2s,如此循環(huán)5個周期，然后自動停止；運行中，可按停止按 鈕停止，熱繼電器動作也應(yīng)停止。從上述的控制要求中，可以知道：電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制實際 上是一個順序控制，整個控制過程可分為如下 6個工序（也叫 階段）：復(fù)位、正轉(zhuǎn)、暫停、反轉(zhuǎn)、暫停、計數(shù)；每個階段又分別完成如下的工作（也叫動作）：初始復(fù)位、停止 復(fù)位、熱保護(hù)復(fù)位，正轉(zhuǎn)、延時，暫停、延時，反轉(zhuǎn)、延時， 暫停、延時，計數(shù)；各個階段之間只要條件成

37、立就可以過渡 （也 叫轉(zhuǎn)移）到下一階段。因此，可以很容易地畫出電動機(jī)循環(huán)正 反轉(zhuǎn)控制的工作流程圖，如圖6-1所示。反轉(zhuǎn)如2s反轉(zhuǎn)、延時暫停計數(shù)+ 2t二K二廠次數(shù)到了 次數(shù)未到圖6 - 工作流程圖6.1.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1 .狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖一是將流程圖中的每一個工序（或階段）用 PLC的一個狀態(tài)繼電器來替代；二是將流程圖中的每個階段要完成的工作（或動作）用PLC的線圈指令或功能指令來替代；三是將流程圖中各個階段之間的轉(zhuǎn)移條件用PLC的觸點或電路塊來替代；四是流程圖中的箭頭方向就是 PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的 轉(zhuǎn)移方向。2 .設(shè)計狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟（1）將整個控制過程按任務(wù)要求分解，其中的每一個工序都對

38、應(yīng)一個狀態(tài)（即步），并分配狀態(tài)繼電器。電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)繼電器的分配如下：復(fù)位7S0,正轉(zhuǎn)7S20,暫彳S21,反轉(zhuǎn)S22,暫彳S23,計數(shù)7S24。(2)搞清楚每個狀態(tài)的功能、作用。狀態(tài)的功能是通過PLC驅(qū)動各種負(fù)載來完成的，負(fù)載可由狀態(tài)元件直接驅(qū)動，也可由 其他軟觸點的邏輯組合驅(qū)動。(3)找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和方向，即在什么條件下將下一 個狀態(tài)“激活”。狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件可以是單一的觸點， 也可以是 多個觸點的串、并聯(lián)電路的組合。(4)根據(jù)控制要求或工藝要求，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。3 .狀態(tài)轉(zhuǎn)移和驅(qū)動的過程4 .狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(1)可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或控制過程分解成若干個狀態(tài)。(2)相

39、對某一個具體的狀態(tài)來說，控制任務(wù)簡單了，給局部程 序的編制帶來了方便。(3)整體程序是局部程序的綜合，只要搞清楚各狀態(tài)需要完成 的動作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖的設(shè)計。(4)這種圖形很容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清楚地反映全部控 制的工藝過程。L S20 -I-_LTo L®>K30S21 K20T1S22 一|<22>T2 -CTO K30S23 K2°一T3<gO>K5CO RE-：T END62電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移6.1.3狀態(tài)繼電器類 別兩占系列防訪列汴成系列目 途初始狀態(tài)SOS3. 10 點30T9,

40、10 點5。59, 1。點用于51T的初始狀 態(tài)返回狀態(tài)510- 51% 10 點510F18. 10 點510-S19, 10 點用于返回原點狀 態(tài)一般狀態(tài)SS0-S127* 108<S2059第.的0點S20-S499, 犯。點用于5FC的中間狀 態(tài)掉由保持狀態(tài)S0-S1S7. 口點503999.1000 點55005899， 如。點用干保接宙囪FT 狀態(tài)信號報警展 態(tài)_一 一390 0SS9g.100點用作報鱉元件FX系列PLC的狀態(tài)繼電器6.1.4步進(jìn)順控指令FX系列PLC的步進(jìn)順控指令有兩條：一條是步進(jìn)觸點（也叫步進(jìn)開始）指令STL （Step Ladder）, 一條是步進(jìn)返回

41、（也叫步進(jìn)結(jié)束）指令 RET。1. STL指令STL步進(jìn)觸點指令用于“激活”某個狀態(tài)，其梯形圖符號為RET2. RET指令RET指令用于返回主母線，其梯形圖符號為STL S21ro-STL S22-DO-(jT) K20Tl-I I_ SET S22Ski S23圖67 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和狀態(tài)怫形圖的對應(yīng)關(guān)系X4布限K5O暫停I 0延時S22反轉(zhuǎn)X3左眼RET ENDMS002_| |st i 同SO X0t n-11隕回S2QkOOX4丁 T ISFTS21TW血包)K50I I- SFT S22S22T 口 |0Hll®_ JI 對丁|1 IND |圖6T 旋轉(zhuǎn)工作臺的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和悌形

42、圖6.2步進(jìn)順控的編程方法6.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法1 .狀態(tài)的三要素2 .編程方法3 .狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的理解4 .2.2編程注意事項(1)與STL步進(jìn)觸點相連的觸點應(yīng)使用LD或LDI指令，(2)初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅(qū)動，但運行開始時，必須用其他方法預(yù)先作好驅(qū)動，否則狀態(tài)流程不可能向下進(jìn)行。如按圖6-2 所示而設(shè)計的程序。(3) STL觸點可以直接驅(qū)動或通過別的觸點驅(qū)動 Y、M、S、T 等元件的線圈和應(yīng)用指令。K2OS2L圖6 5用M8002驅(qū)動SOS20S22S23S248002XIMO乒f-JMwr|s201s24|恨 STCO幟困10|skiJmc<TT> K2O<S

43、><T2>K3O<T3>K2()K5CO REI ENDH用MKOtXJ驅(qū)動SO注閑保證在運行過程中只起動一次，防止在運行過程中卷次按X1的多次起動(4)由于CPU只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，因此，使用 STL 指令時允許雙線圈輸出，(5)在步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程中，相鄰兩步的狀態(tài)繼電器會 同時ON一個掃描周期，可能會引發(fā)瞬時的雙線圈問題。(6)并行流程或選擇流程中每一分支狀態(tài)的支路數(shù)不能超過 8 條，總的支路數(shù)不能超過16條。(7)若為順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移(即跳轉(zhuǎn))，不能使用SET指令進(jìn)行 狀態(tài)轉(zhuǎn)移，應(yīng)改用OUT指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。(8) STL觸點右邊不能緊跟著使用入棧(MPS)指令。STL指 令不能與MC、MCR指令一起使用。在 FOR、NEXT結(jié)構(gòu)中、 子程序和中斷程序中，不能有STL程序塊，但STL程序塊中可 允許使用最多4級嵌套的FOR、NEXT指令。(9)需要在停電恢復(fù)后繼續(xù)維持停電前的運行狀態(tài)時，可使用S500S899停電保持狀態(tài)繼電器。6.2.3單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程1 .單流程2 .編程方法和步驟(1)根據(jù)控制要求，列出PLC的I/O分配表，畫出I/O分配圖；2)將整個工作過程按工作步序進(jìn)行分解，每個工作步序?qū)?yīng)一個狀態(tài)，將其分為若干個狀態(tài)；(3)理解每個狀態(tài)的功