2022年《可編程控制器應用基礎》教案(模塊一)

1、精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -廣西理工職業(yè)技術學校可編程掌握器應用基礎教案制作老盛林 Lao sheng lin make模塊一可編程掌握器常見應用系統(tǒng)課題 1：可編程掌握器概況教學目的：介紹機電技術應用的特點及明白PLC的應用與進展；教學重點：機電技術應用的概念，PLC的功能特點；教學難點：傳統(tǒng)繼電掌握與PLC掌握的思維轉換； 教學課時： 2 學時授課方式：引導性教學一、機電技術應用的概念含義：在工業(yè)產(chǎn)品的設計和制造過程中，機械、電工、電子與智能運算機掌握的協(xié)同集成；機電技術應用將機械技術、微電子技術、信息技術和掌握技術等有機融合，相互滲透，使制造

2、技術更加優(yōu)化；進展歷程：數(shù)控機床的問世，微電子技術為機電技術帶來勃勃生氣，可編程掌握器及電子電子技術為機電技術的進展供應堅實的基礎；二、機電技術應用專業(yè)的學習方向1. 電氣技術應用與修理2. 機電設備（數(shù)控設備）應用與修理三、可編程掌握器概述可編程掌握器（ PprogrammableLogic Controller，簡稱 PLC）；PLC是在傳統(tǒng)的次序掌握器的基礎上引入了微電子技術、運算機技術、自動掌握技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)掌握裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行規(guī)律、記時、計數(shù)等次序掌握功能，建立柔性的程控系統(tǒng)；國際電工委員會（ IEC）頒布了對 PLC的規(guī)定：可編程掌握器是一種數(shù)字

3、運精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計；它采納可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行規(guī)律運算、次序掌握、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，掌握各種類型的機械或生產(chǎn)過程；可編程序掌握器及其有關設備，都應按易于與工業(yè)掌握系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原就設計；PLC具有通用性強、使用便利、適應面廣、牢靠性高、抗干擾才能強、編程簡潔等特點； 可以預料： 在工業(yè)掌握領

4、域中， PLC掌握技術的應用必將形成世界潮流PLC 程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應用程序， 系統(tǒng)程序供應運行平臺，同時，仍為PLC程序牢靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理；用戶程序由用戶按掌握要求設計；四、PLC掌握系統(tǒng)應用實例精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -教學后記：通過復習電力拖動掌握線路和PLC 的掌握方法，同學更形象的明白 PLC 的掌握原理，對下一步學習懂得PLC 更大的幫忙；精選名師 優(yōu)秀名師 -

5、- - - - - - - - -第 3 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -課題 2：可編程掌握器的基本組成教學目的：明白PLC的基本結構及 PLC的編程語言教學重點： PLC的結構及編程語言教學難點： PLC的基本配置教學課時： 2 學時授課方式：多媒體引導性教學一、PLC的結構及基本配置一般講， PLC分為箱體式和模塊式兩種；但它們的組成是相同的，對箱體式 PLC，有一塊 CPU板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當然按CPU性能分成如干型號， 并按 I/O 點數(shù)又有如干規(guī)格； 對模塊式 P

6、LC，有 CPU 模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架； 無任哪種結構類型的 PLC， 都屬于總線式開放型結構，其 I/O 才能可按用戶需要進行擴展與組合； PLC 的基本結構框圖如下：接受驅動現(xiàn)場信號輸入接口部件中心處理單元CPU 板電 源 部 件接受控元件口部件輸出1 、CPU的構成PLC 中的 CPU是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個 CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賜予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等； 進入運行后，從用戶

7、程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的掌握信號，去指揮有關的掌握電路，與通用運算機一樣，主要由運算器、掌握器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、掌握及狀態(tài)總線構成，仍有外圍芯片、總線接口及有關電路；它確定了進行掌握的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等；內(nèi)存主要用于儲備程精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -序及數(shù)據(jù)，是 PLC不行缺少的組成單元；CPU的掌握器掌握 CPU工作，由它讀取指令、 說明指令及執(zhí)行指令； 但工作節(jié)奏由

8、震蕩信號掌握；CPU的運算器用于進行數(shù)字或規(guī)律運算，在掌握器指揮下工作；CPU的寄存器參加運算， 并儲備運算的中間結果， 它也是在掌握器指揮下工作；CPU雖然劃分為以上幾個部分， 但 PLC中的 CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的具體分析已無必要，我們只要弄清它在 PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了；CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設定或掌握開關；一般講， CPU模塊總要有相應的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等；箱體式PLC的主箱體也有這些顯示；它的總線接口，用于接 I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設口

9、，用于接 外部設備，有的仍有通訊口， 用于進行通訊；CPU模塊上仍有很多設定開關， 用以對 PLC作設定，如設定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等；2、I/O 模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O 接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少， 但其最大數(shù)受 CPU所能治理的基本配置的才能，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制；I/O 模塊集成了 PLC的 I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)；3、電源模塊：有些 PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC 各模塊的集成電路供應工作電源；同時，有的仍為輸入電路

10、供應24V 的工作電源；電源以其輸入類型有：溝通電源，加的為溝通220VAC或 110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V；4、底板或機架：大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能拜訪底板上的全部模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -5、PLC 的外部設備外部設備是 PLC系統(tǒng)不行分割的一部分，它有四大類 程設備：有簡易編程器

11、和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控 PLC及 PLC所掌握的系統(tǒng)的工作狀況； 編程器是 PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查保護不行缺少的器件，但它不直接參加現(xiàn)場掌握運行； 控設備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器；直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)； 儲備設備：有儲備卡、儲備磁帶、軟磁盤或只讀儲備器，用于永久性地儲備用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPRO、MEEPROM寫入器等； 輸入輸出設備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等；6、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能， 它使 PLC與 PLC 之間、PLC與上位運算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，

12、形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中掌握；現(xiàn)在幾乎全部的 PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和運算機一樣具有 RS-232 接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范疇內(nèi)交換信息；當然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡是各廠家專用的， PLC與運算機之間的通訊， 一些生產(chǎn)廠家采納工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的 PLC之間、 PLC與運算機之間可以便利地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)；明白了 PLC 的基本結構，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所供應的正確功能；二、PLC的編程語言PLC的編程語言與一般運算機語言相比，具有明顯的特點，它既不同

13、于 高級語言，也不同與一般的匯編語言，它既要滿意易于編寫，又要滿意易 于調試的要求；目前，仍沒有一種對各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語言；如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語言；但不管什么型號的PLC，其編程語言都具有以下特點：1. 圖形式指令結構：程序由圖形方式表達，指令由不同的圖形符號組成，易于懂得和記憶；系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)掌握中所需的獨立運算功精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -能編制成象征性圖形，

14、 用戶依據(jù)自己的需要把這些圖形進行組合，并填入適當?shù)膮?shù)； 在規(guī)律運算部分， 幾乎全部的廠家都采納類似于繼電器掌握電路的梯形圖， 很簡潔接受；如西門子公司仍采納掌握系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進制規(guī)律元件圖形符號來表達掌握關系，很直觀易懂；較復雜的算術運算、 定時計數(shù)等， 一般也參照梯形圖或規(guī)律元件圖賜予表示，雖然象征性不如規(guī)律運算部分，也受用戶歡迎2. 明確的變量常數(shù)： 圖形符相當于操作碼， 規(guī)定了運算功能， 操作數(shù)由用戶填人， 如：K400，T120 等；PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范疇有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號打算，可查閱產(chǎn)品目錄手冊；3. 簡化的程序結構： PLC的程序結構通常很簡潔，典型

15、的為塊式結構，不同塊完成不同的功能， 使程序的調試者對整個程序的掌握功能和掌握次序有清楚的概念；4. 簡化應用軟件生成過程： 使用匯編語言和高級語言編寫程序， 要完成編輯、編譯和連接三個過程， 而使用編程語言， 只需要編輯一個過程， 其余由系統(tǒng)軟件自動完成， 整個編輯過程都在人機對話下進行的， 不要求用戶有高深的軟件設計才能；5. 強化調試手段： 無論是匯編程序， 仍是高級語言程序調試， 都是令編輯人員頭疼的事， 而 PLC的程序調試供應了完備的條件， 使用編程器， 利用 PLC和編程器上的按鍵、 顯示和內(nèi)部編輯、調試、 監(jiān)控等， 并在軟件支持下，診斷和調試操作都很簡潔；總之， PLC的編程語

16、言是面對用戶的，對使用者不要求具備高深的學問、不需要長時間的特地訓練；教學后記：通過多媒體學習及FX-Flash 動畫體驗學習，同學更形象的明白 PLC 的結構，對下一步學習懂得PLC 更大的吸引力；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -課題 3：可編程掌握器的工作原理教學目的：明白PLC的基本工作原理及掃描工作過程教學重點： PLC的工作原理教學難點： PLC的掃描工作過程教學課時： 2 學時授課方式：多媒體引導性教學一、PLC的工作原理

17、 1、先檢測與按鈕 SB1、SB2和 FR相對應的輸入繼電器的狀態(tài)，然后對輸入繼電器的狀態(tài)進行規(guī)律運算（PLC程序軟件實現(xiàn)）后輸出； 2、PLC工作過程周期需要三個階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段； 3、PLC是周期掃描、循環(huán)工作方式4、從輸入到輸出的整個執(zhí)行時間稱為掃描周期二、PLC的掃描工作過程輸入采樣階段：程序執(zhí)行前， 把 PLC的全部輸入端子通斷狀態(tài)讀入輸入映象寄存器；程序執(zhí)行階段：輸入映象寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行讀入程序，結果寫入輸出映象寄存器；輸出刷新階段：程序執(zhí)行完一個周期，輸出映象寄存器的內(nèi)容會成批刷新輸出鎖存器，然后成批送至輸出端子；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - -