PLC教案1

第一章ＰＬＣ概述

一、可编程控制器的产生及定义

①１９６９年美国数字设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程控制

器，并成功地应用在美国通用汽车公司（GM）的生产线上。但当时

只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC （programmable logic controller）。

②70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开

关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电

子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）。但由于PC容易与个人计算机（personal computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。

③1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：

可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下

的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程序的存储器，用来在

其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作

的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生

产过程。

④PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控

制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻

辑运算（2）弱电控制强电。

⑤PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工

业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。

二、可编程控制器的分类及特点

（一）分类

（１）从组成结构形式分

①一体化整体式ＰＬＣ

②模块式结构化ＰＬＣ

（２）按Ｉ／Ｏ点数及内存容量分

①超小型ＰＬC

②小型ＰＬＣ

③中型ＰＬＣ

④大型ＰＬＣ

⑤超大型ＰＬＣ

（3）按输出形式分

①继电器输出

为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流负载

②晶体管输出

为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载

③晶闸管输出

为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载

（二）特点

①可靠性高、抗干扰能力强

②编程简单、使用方便

③设计、安装容易，维护工作量少

④功能完善、通用性好，可实现三电一体化

PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运

动控制）这三电集于一体。

⑤体积小、能耗低

⑥性能价格比高

三、可编程控制器的应用

①开关量的逻辑控制

②位置控制

③过程控制

④数据处理

⑤通信联网

⑥ＣＩＭＳ的应用

四、PLC控制系统的分类

（一）、集中式控制系统

集中式控制系统是用一个PLC控制一台或多个被控设备。主要用于

输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的

动作有一定联系的场合。其特点是控制结构简单。

（二）、远程式控制系统

远程式控制系统是指控制单元远离控制现场，PLC通过通信电缆与被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了系统的成本和复杂性。

（三）分布式控制系统

分布式控制系统即采用几台小型PLC分别独立控制某些被控设备，然后再用通信线将几台PLC连接起来，并用上位机进行管理。该系统多用于有多台被控设备的大型控制系统，其各被控设备之间有数据信息传送的场合。其特点是系统灵活性强、控制范围大，但需要增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂性也更大。

第二章可编程控制器原理

２.1 ＰLC的组成与基本结构

２.1.1 ＰＬＣ的基本组成

ＰＬＣ主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组

成，其中ＣＰＵ是ＰＬＣ的核心，Ｉ／Ｏ部件是连接现场设备与ＣＰＵ

之间的接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接。

对于整体式ＰＬＣ，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式ＰＬＣ，

各功能部件独立封装，称为模块或模板，各模块通过总线连接，安装在

机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模

块数是不同的，一般为３－１０块。可扩展的机架数也不同，一般为２

－８个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长，一般不超过

１０M.。

2.1.2 ＰＬＣ各组成部分

1、中央处理单元ＣＰＵ

ＣＰＵ通过输入装置读入外设的状态，由用户程序去处理，并根据

处理结果通过输出装置去控制外设。

一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统，一个是字处理器，

它是主处理器，由它处理字节操作指令，控制系统总线，内部计数

器，内部定时器，监视扫描时间，统一管理编程接口，同时协调位

处理器及输入输出。另一个为位处理器，也称布尔处理器，它是从

处理器，它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理

下实现ＰＬＣ编程语言向机器语言转换。

ＣＰＵ处理速度是指ＰＬＣ执行１０００条基本指令所花费的时

间。

2、存储器

存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。

ＰＬＣ所用的存储器基本上由ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯ

Ｍ及ＲAM等组成。

3、输入／输出部件

输入／输出部件又称Ｉ／Ｏ模块。ＰＬＣ通过Ｉ／Ｏ接口可以检测

被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为ＰＬＣ

对控对象进行控制的信息依据。同时ＰＬＣ又通过Ｉ／Ｏ接口将处

理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。

4、编程装置和编程软件

ＰＬＣ是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。

5、电源部件

2.2ＰＬＣ的基本工作原理

２.2.1 ＰＬＣ的循环扫描工作过程

（一）ＰＬＣ的循环扫描

ＰＬＣ的ＣＰＵ是采用分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，随着

时间的延伸一个动作接一个动作顺序地进行，这种分时操作进程称为

ＣＰＵ对程序的扫描。ＰＬＣ的用户程序由若干条指令组成，指令在存

储器中按序号顺序排列。ＣＰＵ从第一条指令开始，顺序逐条地执行用

户程序，直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。

（二）ＰＬＣ工作过程

1、公共操作

公共操作是在每次扫描程序前进行的自检。

2、数据Ｉ／Ｏ操作

数据Ｉ／Ｏ操作也称为Ｉ／Ｏ状态刷新。它包括两种操作：

①采样输入信号，即刷新输入状态表的内容

②送出处理结果，即用输出状态表的内容刷新输出电路

3、执行用户程序操作

4、处理外设请求操作

外设的请求命令包括操作人员的介入和硬件设备的中断

２.2.2 ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ滞后现象

造成Ｉ／Ｏ响应滞后的原因：

①扫描方式

②电路惯性

输入滤波时间常数和输出继电器触点的机械滞后

③与程序设计安排有关

２.３ＰＬＣ的编程语言

２.3.1 梯形图编程

（一）PLC的编程特点

1、程序的执行顺序

两图实现相同的功能。当IS1闭合时，1Y1、1Y2输出。系统上电之后，当1S1闭合时，继电器梯形图中的1Y1、1Y2会同时得电，若不考虑继电器触点的延时，则1Y1、1Y2会同时输出。但在PLC梯形图中，因为PLC的程序是顺序扫描执行的，PLC的指令按从上向下，从左向右的扫描顺序执行，整个PLC的程序不断循环往复。PLC的“继电器”的动作顺序由PLC的扫描顺序和在梯形图中的位置决定，因此，当1S1闭合时，1Y1先输出而1Y2后输出。即继电器采用并行的执行方式，而PLC则采用串行的执行方式。

2、继电器自身的延时效应

传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时，

并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而PLC

中的继电器都为软继电器，不会有延时效应，当然，这里忽略

了PLC的扫描时间。

3、PLC中的软继电器

每个继电器有无数个常开和常闭触点。

（二）PLC编程的基本原则

（１）每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成。

（２）梯形图每一行都是从左母线开始，而且输出线圈接在最右边，输入触点不能放在输出线圈的右边。

（３）输出线圈不能直接与左母线连接。

（４）多个的输出线圈可以并联输出。

（５）在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作，禁止

使用。

（６）ＰＬＣ梯形图中，外部输入／输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。

（７）梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制，可无限次的使用。

（８）在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续后面的程序编制。

（９）梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右，从上到下的原则。

（二）编程技巧及原则“上重下轻，左重右轻，避免混联”

（１）梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方

（２）梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边

（３）为了输入程序方便操作，可以把一些梯形图的形式作适当

变换

2.3.2 语句表编程

ＰＬＣ的语句：操作码＋操作数

操作码用来指定要执行的功能，告诉ＣＰＵ该进行什么操作；操

作数内包含为执行该操作所必需的信息，告诉ＣＰＵ用什么地方

的数据来执行此操作。

操作数的分配原则：

（１）为了让ＣＰＵ区别不同的编程元素，每个

独立的元素应指定一个互不重复的地址

（２）所指定的地址必须在该型机器允许的范

围之内。

2.3.3 其它编程语言

第三章SIMATIC S7-300 PLC系统特性及硬件构成

3.1 S7-300 PLC系统结构

3.1.1 S7-300 PLC的组成

主要组成部分有导轨（ＲＡＣＫ）、电源模块（ＰＳ）、中央处理单元ＣＰＵ模块、接口模块（ＩＭ）、信号模块（ＳＭ）、功能模块（ＦＭ）等，通过ＭＰＩ网的接口直接与编程器ＰＧ、操作员面板ＯＰ和其它Ｓ７ＰＬＣ相连。

3.1.2 S7-300的扩展能力

CPU314一个机架上最多只能再安装八个信号模块或功能模块，最多可以扩展为四个机架。中央处理单元总是在０机架的２号槽位上，１号槽安装电源模块，３号槽总是安装接口模块，槽号４至１１，可自由分配信号模块、功能块。

3.1.3 S7-300模块地址的确定

数字Ｉ／Ｏ模块每个槽划分为４Ｂyte（等于３２个Ｉ／Ｏ点），模拟Ｉ／Ｏ模块每个槽划分为１６Byte（等于８个模拟量通道），每个模拟量输入或输出通道的地址总是一个字地址。

怎样确定信号模板的地址 （一）确定数字量模板的地址

一个数字量模板的输入或输出地址由字节地址和位地址组成。字节地址取决于其模板起始地址。

例如：如果一块数字量模板插在第4槽里，其地址分配如下：

（二）确定模拟量模板的地址

模拟量输入或输出通道的地址总是一个字地址。通道地址取决于模板的起始地址。

例如：如果第一块模拟量模板插在第4号槽，其地址分配如下：

3.2 S7-300 PLC存储区简介

3.2.1 S7-300编程方式简介

S7-300 PLC的编程软件是STEP 7。

用户程序由组织块(OB)、功能块(FB,FC)、数据块(DB)构成。

OB是系统操作程序与用户应用程序在各种条件下的接口界面，用于控制

程序的运行。OB1是主程序循环块，在任何情况下，它都是需要的。

功能块(FB,FC)实际上是用户子程序，分为带“记忆”的功能块FB和不

带“记忆”的功能块FC。前者有一个数据结构与该功能块的参数表完全

相同的数据块(DB)附属于该功能块,并随着功能块的调用而打开，随着功

能块的结束而关闭。该附属数据块(DB)叫做背景数据块，存在背景数据

块中的数据在FB块结束时继续保持，也即被“记忆”。功能块FC没有背

景数据块，当FC完成操作后数据不能保持。

数据块(DB)是用户定义的用于存放数据的存储区。

S7 CPU还提供标准系统功能块(SFB,SFC)。

3.2.2 S7-300 PLC的存储区

S7-300 CPU有三个基本存储区：

（１）系统存储区：ＲＡＭ类型，用于存放操作数据（Ｉ／Ｏ、

位存储、定时器、计数器等）。

（２）装载存储区：物理上是ＣＰＵ模块中的部分ＲＡＭ，加上

内置的ＥＥＰＲＯＭ或选用的可拆卸ＦＥＰＲＯＭ卡，用

于存放用户程序。

（３）工作存储区：物理上是占用ＣＰＵ模块中的部分ＲＡＭ，

其存储内容是ＣＰＵ运行时，所执行的用户程序单元（逻

辑块和功能块）的复制件。

ＣＰＵ程序所能访问的存储区为系统存储区的全部、工作存储区

中的数据块ＤＢ、暂时局部数据存储区、外设Ｉ／Ｏ存储区等。

程序可访问的存储区及功能

3.3 S7-300 PLC中央处理单元CPU模块

3.3.1 CPU模块概述

中央处理单元ＣＰＵ的主要特性，包括存储器容量、指令执行时间、最

大Ｉ／Ｏ点数、各类编程元件（位存储器、计数器、定时器、可调用块）数量等。

S7-300可编程控制器CPU314的技术数据

3.3.2 CPU模块的方式选择开关和状态指示二极管

S7-300的CPU有四种工作方式，通过可卸的专用钥匙控制：

（１）ＲＵＮ－Ｐ：可编程运行方式。

（２）ＲＵＮ：运行方式。

（３）ＳＴＯＰ：停机方式。

（４）ＭＲＥＳ：ＣＰＵ清零

用钥匙开关进行程序的清除

在开始一个新的编程工作时，我们需要将中央处理器进行清零处理。它

将很容易地通过操作CPU上的钥匙开关来实现。为此我们必须进行以下

的操作步骤：

1．接通PLC工作电源，并等待至CPU的自检测运行完成

2．转动钥匙开关至MRES位置，并保持这个状态，直至STOP发光二极管从闪动转为常亮状态

3．钥匙开关转至STOP位置并迅速转回MRES位置，保持这个状态，

STOP发光二极管开始快速闪动

4．STOP发光二极管的快速闪动，表示CPU已被清零

5．松开钥匙开关，这时钥匙会自动返回STOP位置

6．可编程控制器已被清零，并可以传输新的控制程序

程序的下传只能是钥匙开关在STOP或RUN－P位置进行

3.3.3 CPU单元的参数设置

（１）时钟存储器

S7-300有８个时钟存储器，每个频率都不一样。可以在０－

２５５范围内定义任一字节为时钟存储器字节。

A period duration/frequency is assigned to each bit of the

clock memory byte:

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

Period

duration (s): 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1

Frequency

(Hz): 0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10

（２）循环中断参数

（３）最长循环时间

（４）ＭＰＩ参数

3.3.4 CPU的循环时间计算

循环时间是一个程序循环所占用的时间，循环时间由过程映像传送时

间、操作系统的执行时间和用户程序的执行时间三大部分组成

练习：

一、填空题：

（1）美国数字设备公司于（）年研制出世界第一台ＰＬＣ。

（2）ＰＬＣ从组成结构形式上可以分为（）和（

）两类。

（3）ＰＬＣ以（）工作方式工作的。

（4）一般由程序控制的数字电子设备产生的故障常有两种，一种是（

）；另一种是（）。

（5）ＰＬＣ是由（）逻辑控制系统发展而来的，它在（

）、（）方面具有一定优势。

（6）ＰＬＣ的基本组成主要由（）、（

）、（）、（）等部分组成。

（7）ＰＬＣ的处理速度是指ＰＬＣ执行（）条基本指令所花费的时间。

（8）ＰＬＣ所用的存储器基本上由（）、（

）、（）等组成。

（9）ＰＬＣ运行时，内部要进行一系列操作，大致可分为四大类：（

）操作、（）操作、（）操作、（

）操作。

（10）常用的ＰＬＣ编程语言有（）、（

）、（）等。

（11）S7-300 PLC 314CPU 一个机架最多可安装（）个信号模

块，最多可扩展为（）个机架，机架之间的通讯距离最

大不超过（），最大数字量Ｉ／Ｏ点数（），

支持的可保持的定时器最多为（）个，计数器最多

为（）个。

（12）CPU314支持的OB、FB、FC、DB的容量均不大于（）KB。

（13）确定机架０的６号槽上SM323 DI8/DO8的地址范围（

）以及５号槽上SM334 AI4/AO2的地址范围（）。

（14）手编器一般采用（）语言编辑。

（15）高速、大功率的交流负载，应选用（）输出的输出接口电路。

（16）PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对

（）存储器而言。

(17)PLC控制系统分（）、（）、（

）三大类。

（18）S7-300 CPU所用的存储区基本上由（）、（

）、（）组成。

（19）ＣＰＵ程序所能访问的存储区为（）、（

）、暂时局部数据存储区、外设Ｉ／Ｏ存储区等

二、画出下面程序正确的梯形图

三、判断题

1、输入继电器只能由外部信号驱动，而不能由内部指令来驱动。

（）

2、输出继电器可以由外部输入信号或PLC内部控制指令来驱动。

（）

3、内部继电器既可以供内部编程使用，又可供外部输出。（）

4、PLC内部的“软继电器”（即由PLC内部的存储单元构成的，包括定时器、

计数器等）均可提供无数副常开、常闭触点供编程使用。（）

5、PLC的I/O地址编号可以随意设定。（）

PLC教学教案

第一章ＰＬＣ概述 一、可编程控制器的产生及定义 ①１９６９年美国数字设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程控制 器，并成功地应用在美国通用汽车公司（GM）的生产线上。但当时 只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC （programmable logic controller）。 ②70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开 关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电 子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）。但由于PC容易与个人计算机（personal computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。 ③1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下： 可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下 的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程序的存储器，用来在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作 的指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生 产过程。 ④PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控 制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻 辑运算（2）弱电控制强电。 ⑤PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工 业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。 二、可编程控制器的分类及特点 （一）分类 （１）从组成结构形式分 ①一体化整体式ＰＬＣ ②模块式结构化ＰＬＣ （２）按Ｉ／Ｏ点数及内存容量分 ①超小型ＰＬC ②小型ＰＬＣ ③中型ＰＬＣ ④大型ＰＬＣ ⑤超大型ＰＬＣ （3）按输出形式分 ①继电器输出

S71200 PLC教学大纲

安徽工程大学机电学院 《机电设备PLC控制》教学大纲 课程名称：《机电设备PLC控制》 学时数：48 学分数：3 适用专业：电气工程、自动化、电子、计算机及机械制造等相关专业 一、本课程的地位、任务和作用 本课程是机械专业的主要专业课之一，本课程主要是针对可编程控制器进行学习，可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller），它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。通过对本课程的学习，能初步对生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计并了解PLC与PC之间的网络化通讯控制。为学生毕业后从事电子信息工程及工业生产过程自动化打下良好的基础。 本课程的任务是： 1、培养学生掌握可编程控制器的工作原理及其主要参数，掌握可编程控制器的应用范围与应用环境等。 2、培养学生设计、安装、调试、运营、管理以可编程控制器为核心的自动控制系统的能力。 3、培养学生运用可编程控制器改造继电控制系统，提高生产设备可靠性和生产效率的能力。 4、培养学生运用以可编程控制器为核心的自动控制系统的技术标准、技术规范、技术手册等技术资料的能力。 二、本课程的相关课程 先修课程：数字电子、模拟电子、自控原理、微机原理、单片机原理、接口技术等。 三、本课程的基本内容及要求 本课程分为两部分，理论课和实验课。其中理论课可分为PLC基本知识及硬件结构、程序设计基础、指令系统和程序设计四部分。其基本内容及要求如下：

PLC教案

梯形图编程规则 梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，很容易就可以将继电器控制电路图转化为梯形图，具有直观易懂的优点，很容易被电气人员掌握。因此，梯形图已经成为了国内外技术人员主要的编程语言。 为了便于阅读和理解，与其它语言一样，梯形图语言也有自己的编程规则。首先，梯形图的设计必须满足工艺控制要求，这是梯形图设计的前提条件。此外，在绘制梯形图时，还得遵循以下几个基本规则： 1）“从上到下、从左到右”的顺序绘制。与每个继电器线圈相连的全部支路形成一个逻辑行，每个逻辑行始于左母线，终于右母线（可省略，本教材右母线均省略），继电器线圈与右母线直接相连，在继电器线圈右边不能插入其它元素。其应用示例如图所示。 2）串联触点多的电路应尽量放在上部，以减少编程指令。 3 ）并联触点多的电路应尽量靠近左母线，以减少编程指令。 4）垂直方向支路上不能有触点，否则会有双向电流经过，形成不能编程的梯形图，应进行重新编排。 触点应前移 X1X3 X4X5X1X3X4 X2 X4X3X1 X5

5）逻辑行之间的关系清晰，互有牵连且逻辑关系不清晰的应进行改进，方便阅读和编程。 梯形图的经验设计法 在PLC 发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为经验设计法。 经验设计法对于一些比较简单控制系统的程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是， 由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计的结果往往不很规范，因人而异。 梯形图经验设计法的具体步骤如下： 1）分析控制要求，并将控制系统分成几个独立的局部。 2）设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备，并进行I/O 分配，画I/O 连线图。 3）设计执行元件的控制程序。 4）检查修改和完善程序。 在设计梯形图时，要注意先设计基本梯形图程序，当基本控制要求都满足之后，再增加其它条件。检查调试时，要将梯形图分解成独立功能子程序调试完毕后，再调试全部功能。 实例：用经验设计法设计竞赛抢答器显示系统。假设参赛者分为儿童组、学生组及成人组三组，其中儿童2人，成人2人，学生1人。 1.控制要求 1）主持人按下开始按钮，开始指示灯亮方可抢答，否则违例，桌上指示灯闪烁。 2）要求儿童只需一人按下按钮就抢答成功，对应指示灯亮；成人需两人同时按下按钮抢答才能成功，对应指示灯亮。 3）只要有人抢答成功，其他人抢答无效。 4）抢答开始15s 后无人抢答时响铃，表示抢答时间已过。 5）当一题抢答结束后，主持人按复位按钮，状态恢复，为下次抢答做准备。 O 分配 X1 X3X4 X1X3X1X3 X4

PLC教学设计

《遵守交通规则珍视彼此生命》 PLC交通灯控制教学设计

《遵守交通规则珍视彼此生命》教学设计

教学过程备注 一、复习提问（5分钟） 1.步进编程的思路： 将一个复杂的工作过程分解成若干个工作步骤，简称工步。每个工步都由一个常开触点来控制，对每个工步编写一段小程序，把所有工步结合在一起的过程称为步进编程。 2.工作步骤的组成： 由4部分组成，分别是控制元件、驱动负载、转移条件和转移目标。 如图所示： 3.步进编程指令： STL：步进开始，工步开始，加载步进触点。 SET：置位指令，结束本工步，向目标工步转移。 RET：步进返回，恢复到左母线。 二、任务驱动（6分钟） 刚才我们已经回忆了步进编程的基础知识，下面让我们学以致用，设计一个既有趣又贴近生活的控制程序。 1.提问：“人们开车出行时遇到最让人干着急的事情是什么？” ——堵车 （学生参与，分组讨论） 2.播放道路拥堵的照片播放幻灯片 找学生作答 为本节作铺垫 消除学生上课伊始的紧张感，激发学生的兴趣 播放幻灯片 调动学生的积极性，加深对道路拥堵的认识 S10 S11 Y0 X0 X1一个工步 控制元件驱动负载 转移条件 转移目标

教学过程备注3.提问：“如果繁忙的路上没有了交通灯又会怎样？” ——车祸 （学生相互讨论） 三、任务分析（10分钟） 观看了道路拥堵以及没有交通灯的十字路口的图片，现在让我们放下沉重的心，回到实训室来完成PLC交通灯控制系统的设计。 1.教师演示，重点观察观察交通灯的动作过程及交通灯工作的对应关系。 2.刚才我们观看了交通灯工作过程的模版演示，下面让我们来回答以下两个相关问题。 （1）两组交通灯工作时，有没有相同的状态？ （2）整个控制过程可以分成几个工作步骤？ 【参考】 （1）东西方向灯的工作状态和南北方向灯的工作状态相同。 （2）整个过程可分为4步，如下图所示： （学生分组讨论，派代表回答）播放幻灯片 让学生意识到交通灯的重要性，引入课题 通过实物刺激，吸引学生注意力，使其逐步进入课程学习中 教师适当引导启发，得出结论 东西方向 南北方向 东西红灯：12s 绿灯：8s 黄灯：4s 南北绿灯：8s 黄灯：4s 红灯：12s

PLC电子教案

P L C电子教案(总18页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

课时教案

教学内容及过程 【本课程在专业培养课程体系中的地位】 【导入新课】 一、与PLC 的初次会面 PLC 是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ）的缩写，是作为传统继电-接触器的替代产品出现的。国际电工委员会（IEC ）在其颁布的可编程控制器标准草案中给PLC 做了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。”PLC 将传统的继电器控制技术和现代的计算机信息处理技术的优点有机结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备之一，成为现代工业生产自动化三大支柱（PLC 、CAD/CAM 、机器人）之一。 PPT 演示讲解 巡回指导 练习巩固 讨论交流 讲练穿插 工业控制器

二、从传统电气控制到PLC 电气控制，是一个内容十分广泛的概念，电路的通断、电动阀门的开关、电动机的启动与调速等，都属于电气控制的范畴。传统的继电接触器控制系统具有结构简单、价格低廉、容易操作、技术难度较小等优点，被长期广泛地使用在工业控制的各种领域中。 下面分别用继电器控制元件和PLC设计了一个卷扬机的正反转控制电路。通过对控制原理的分析，认识什么是PLC？图1-3为卷扬机正反转仿真图。仿真动作见课件。 图1-3 卷扬机正反转运行控制仿真图 主电路图控制电路图 图1-4 卷扬机正反转继电器控制系统图这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，因此，运行的可靠性较低。

电气控制与PLC教案

授课计划 授课时数:2 授课教师: 授课时间: 课题：第一章常用低压电器 教学目的：了解低压电器的分类，熟悉各个低压电器的图形符号，掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学重点：掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学难点：正确地画出各低压开关的符号 教学类型：一体化 教学方法： 情景模拟法 教学过程： 引入新课：小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？讲授新课： [一] 引入新课 小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是 高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？今天我们要学习的就是低压电。 [二]讲授新课 一、概述 电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压在1200V 以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。 二、低压电器的分类 1、按用途分：在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 2、按动作方式分：自动切换电器和非自动切换电器两大类。

3、按有无触点分：有触点和无触点电器两大类。 4、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 三、低压电器的型号表示法： 四、低压电器的主要技术数据 在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。主要技术指标 有： 1、额定电流：在规定条件下，保证开关器正常工作时的电流值 、额定电压：在规定条件下，保证电器正常工作的电压值2． 3、绝缘强度：指电器元件的触头处于分段状态时，动静触头之间耐受的电压值 4、耐潮湿性：指保证电器可靠工作的允许环境潮湿条件。 5、极限允许温升：电器的到点不见通过电流时将引起发热和温升。 6、操作频率及通电持续率：开关电器没小时内可能实现的最高操作循环次数成 为操作频率。通电持续率是电器工作于断续周期工作制时负载时间工作周期之比， 通常一百分数表示。 7、机械寿命和电气寿命：前者是机械开关器在需要修理或更换机械零件前所能 承受的无载操作次数。后者是机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数 成为电气寿命。 五、选择低压电器的注意事项 1、控制对象及其工作环境 2、明确控制对象的额定电压、额定功率、操作特性、启动电流几工作方式等相 关技术数据。 3、了解备选电器的正常工作条件。 4、了解备选电器的主要技术性能。 本课小结：今天需要大家重点掌握的内容有低压电器的主要技术数据，重点讲 的元件图形符号。 作业布置：P39 1、2题 板书设计： 、低压电器的定低压电器的主要技概教学反思数、选 择低压电器的、低压电器的分授课时:2 授课教: 授课时意事 课题：1.3 接触器 教学目的：通过本次课的学习，学生了解接触器的结构、工作原理、熟悉其选 用及使用方法

PLC教案(第二章)

2.3 梯形图编程规则 梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，很容易就可以将继电器控制电路图转化为梯形图，具有直观易懂的优点，很容易被电气人员掌握。因此，梯形图已经成为了国内外技术人员主要的编程语言。 为了便于阅读和理解，与其它语言一样，梯形图语言也有自己的编程规则。首先，梯形图的设计必须满足工艺控制要求，这是梯形图设计的前提条件。此外，在绘制梯形图时，还得遵循以下几个基本规则： 1）“从上到下、从左到右”的顺序绘制。与每个继电器线圈相连的全部支路形成一个逻辑行，每个逻辑行始于左母线，终于右母线（可省略，本教材右母线均省略），继电器线圈与右母线直接相连，在继电器线圈右边不能插入其它元素。其应用示例如图所示。 2）串联触点多的电路应尽量放在上部，以减少编程指令。 3 ）并联触点多的电路应尽量靠近左母线，以减少编程指令。 4）垂直方向支路上不能有触点，否则会有双向电流经过，形成不能编程的梯形图，应进行重新编排。 触点应前移 X1X3 X4X5X1X3X4 X2 X4X3X1 X5

5）逻辑行之间的关系清晰，互有牵连且逻辑关系不清晰的应进行改进，方便阅读和编程。 2.4 梯形图的经验设计法 在PLC 发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为经验设计法。 经验设计法对于一些比较简单控制系统的程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是， 由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计的结果往往不很规范，因人而异。 梯形图经验设计法的具体步骤如下： 1）分析控制要求，并将控制系统分成几个独立的局部。 2）设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备，并进行I/O 分配，画I/O 连线图。 3）设计执行元件的控制程序。 4）检查修改和完善程序。 在设计梯形图时，要注意先设计基本梯形图程序，当基本控制要求都满足之后，再增加其它条件。检查调试时，要将梯形图分解成独立功能子程序调试完毕后，再调试全部功能。 实例：用经验设计法设计竞赛抢答器显示系统。假设参赛者分为儿童组、学生组及成人组三组，其中儿童2人，成人2人，学生1人。 1.控制要求 1）主持人按下开始按钮，开始指示灯亮方可抢答，否则违例，桌上指示灯闪烁。 2）要求儿童只需一人按下按钮就抢答成功，对应指示灯亮；成人需两人同时按下按钮抢答才能成功，对应指示灯亮。 3）只要有人抢答成功，其他人抢答无效。 4）抢答开始15s 后无人抢答时响铃，表示抢答时间已过。 5）当一题抢答结束后，主持人按复位按钮，状态恢复，为下次抢答做准备。 2.I/O 分配 X1 X3X4 X1X3X1X3 X4

plc教案

第一章 可编程序控制器的基本程序设计 教学重点： （1） 梯形图经验设计法分析 （2） 继电器电路移植法设计梯形图 教学难点： 经验设计法和移植法 教学过程： 一．PLC 的工作原理 对PLC 来说，用户程序是通过编程器键入，并存储于用户存储器。顺序执行用户程序是PLC 的基本工作方式，每一时刻只能执行一个指令，由于PLC 有足够快的执行速度，以使外部结果从客观上看似乎是同时执行的。PLC 工作过程周期需要三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。对用户程序的循环执行过程称为扫描。这种工作方式称为扫描工作方式。 PLC 程序执行过程如图5-13所示。 1、 输入采样阶段 PLC 在输入采样阶段以扫描方式顺序读入所有输入端子的状态通/断（ON/OFF ），并将此状态存入输入镜象寄存器。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使外部输入信号的状态变化，输入镜象寄存器的状态也不会改变，这些变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被读入。 2、 程序执行阶段 PLC 在程序执行阶段顺序对每条指令进行扫描。先从输入镜象寄存器中读入所有输入端子的状态。若程序中规定要读入某输出状态，则也在此时，从元件镜象寄存器读入，然后进行逻辑运算，由输出指令将运算结果存入元件镜象寄存器。这就是说，对于每个元件来说，元件镜象寄存器中所寄存的内容，会随着程序的执行过程而变化。 3、 输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后即执行程序结束指令时，元件镜象寄存器中所有输出继电器的通/断（ON/OFF ）状态，在输出刷新阶段转存到输出锁存电路，因而元件镜象寄存器亦称为输出镜象寄存器。输出锁存电路的状态，由上一个刷新阶段输出镜象寄存器的状态来确定。输出锁存电路的状态，决定了PLC 输出继电器线圈的状态，这才是PLC 的实际输出。 PLC 重复执行上述三个阶段构成的工作周期亦称为扫描周期。扫描周期因PLC 机型而异，一般执行1000条指令约20ms 。 PLC 工作完一个工作周期后，在第二个工作周期输入采样阶段进行输入刷新，因而输入镜象寄存器的数据，由上一个刷新时间PLC 输入端子的通/断状态决定。 二．程序设计： 程序设计是PLC 应用中最关键的问题。程序设计方法是指用什么方法设计PLC 图5-13 PLC 程序执行过程

PLC教案设计

PLC教案设计 一、教案背景 1、面向学生：职业中专电子电工类学生。 2、学科：《plc技术基础与编程实训》 3、内容：项目五、plc程序设计实训 按钮控制灯的程序设计。 3、课时：4课时。 4、学生课前准备： （1）课前预习本节内容，要求以实训小组为单位完成预习任务。 （2）回顾如下内容：plc输入、输出继电器；plc输入、输出指令的运用；编程软件fxgpwin的使用和操作等，为完成本实训做好准备。 （3）让学生提出预习中遇到的问题。 二、教学课题： 项目五、plc程序设计实训 任务一、按钮控制灯的程序设计 知识目标： 1、掌握plc输入、输出指令的运用。 2、会编写简单的梯形图，能独立完成plc的接线。 3、掌握编程软件fxgpwin的使用和操作。 能力目标： 学生能够独立在plc实训桌上完成接线，用plc指令编简单的程序，用开关控制指示灯的亮灭。 三、教材分析 本课教材分六个项目，某个项目有若干任务。项目五是学生自己进行程序设计的开始，让学生在实际问题情景中，发挥主观能动性，综合应用已学习知识和新学习的plc基本指令知识，设计和调试控制程序，从而感受和掌握plc控制系统设计的一般工作流程，掌握plc编程元件的功能、地址编号和编程应用以及基本指令的编程应用；掌握编程软件fxgpwin的使用和操作；能独立完成plc的接线，体验解决实际问题的过程。【教学重点】： 1、掌握plc输入、输出指令的运用。 2、简单梯形图的编写。 3、编程软件fxgpwin的使用和操作 【教学难点】： 1、梯形图的编写。 2、plc的接线。 【器材准备】： fx2n-48mr型plc主机、指示灯、编程电缆、连接导线 四、教学方法： 【教学方法】：多媒体演示、分组实训、合作探究。 【教学手段】：互联网、多媒体ppt课件。 在备课前的过程中，我用百度在网上搜索“plc”的相关教学资料，找了很多的教案作参考，确定了课堂教学形式和方法。并根据课堂教学需要，利用百度搜索找到了许多的文字资料和视频资料，下载后做成ppt课件给同学们演示，增加了学生听觉上和视觉上的直观感受，帮助同学们形成了切身体验，增强了教学效果，提高了教学的质量。