電氣控制教案

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（建筑電氣工程）電氣

控制教案

2020年4月

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《電氣控制與可編程控制器》教案

課題：1.1概述

1.2常用低壓電器

1.3基本控制線路

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握常用低壓電器的基本構(gòu)成和構(gòu)成原理

教學(xué)重點：常用基本控制線路的工作原理

教學(xué)難點：各種控制線路的工作過程分析

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：電氣控制系統(tǒng)實際上是繼電接觸器控制系統(tǒng)。繼電接觸器控制是一門

重要的控制技術(shù)，尤其在電力拖動等領(lǐng)域中，應(yīng)用的十分廣泛。

1.1概述：

我國從20世紀(jì)50年代開始對新建的工業(yè)控制采用這種控制方式，隨著

電力拖動、自動控制的發(fā)展，繼電器接觸器控制方式得到迅速推廣，對當(dāng)時

我國工業(yè)建設(shè)起到了巨大的推動作用，直至20世紀(jì)80年代我國大部分自動

控制仍采用這種方式。

1.2常用低壓電器：

1.低壓電器的分類

(1)按工作方式可分為手控電器和自控電器。手控電氣是依靠外力(如人

工)直接操作來進行切換的電器，如刀開關(guān)、按鈕等。自控電器是依靠

指令或物理量(如電流、電壓、時間、速度等)變化而自動動作的電器，

如接觸器、繼電器等。

(2)按用途可分為低壓控制電器和低壓保護電器。低壓控制電器主要適用

于低壓配電系統(tǒng)及動力設(shè)備中起控制作用，如刀開關(guān)、低壓斷路器等。低壓

保護電器主要用于低壓配電系統(tǒng)及動力設(shè)備中起保護作用，如熔斷器、繼電

(3)按種類可分為刀開關(guān)、刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器、接觸器、

繼電器、主令電器和自動開關(guān)等。

2.低壓電器的基本結(jié)構(gòu)及特點

1.3基本控制線路：

131單向運動控制線路

自動控制系統(tǒng)中，電動機拖動運動部件沿著一個方向運動，稱為單向運

動，這是基本控制線路中最簡單的一種。根據(jù)控制要求不同，單向運動分為

點動和長動單向運動。

13.2多地控制線路

在大型生產(chǎn)設(shè)備上，為使操作人員在不同地方均能進行啟、停操作，常

要求組成多地控制線路

1.3.1雙向（可逆）運動控制線路

雙向控制是電動機既可以正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn)。對于三相鼠籠異步電動機來

說，實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制只要改變其電源相序，即將主回路中的三相電源任意

兩相對調(diào)，電動機就將改變轉(zhuǎn)動方向。常用兩種控制方式：一種是利用倒順

開關(guān)（或組合開關(guān)）改變相序；另一種是利用接觸器的主觸點改變相序。前

者主要適用于不需要頻繁正、反轉(zhuǎn)的電動機，而后者主要適用于需要頻繁正、

反轉(zhuǎn)的電動機

課題：1.4電動機氣動控制

1.5三相鼠籠式異步電動機制動控制電路

需2課時

教學(xué)目的要求：了解電動機的四種啟動控制線路和兩種制動控制線路

教學(xué)重點：定子串電阻啟動、反接制動控制線路的原理

教學(xué)難點：能耗制動控制線路的理解與分析

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

1.4電動機啟動控制

1.4.1定子串電阻啟動控制線路

1.定子串電阻降壓啟動的原理分析：

2按鈕控制電動機定子串電阻降壓啟動線路分析

1.4.2電動機的Y-△啟動控制線路：

自動控制Y-△降壓啟動電路的分析

1.4.3自耦變壓器降壓啟動控制線路

簡單介紹自耦變壓器降壓啟動控制線路的原理

1.4.4三相交流繞線式異步電動機的啟動控制

1.按電流原則控制三相交流繞線式異步電動機串電阻啟動控制線路分析

2.時間原則控制繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻情動控制線路分析

1.5三相鼠籠式異步電動機制動控制電路

L反接制動控制線路的原理及工作過程分析

2.能耗制動的定義及能耗制動電路的工作分析

課題：2.1可編程控制器（PLC）的歷史與發(fā)展

2.2PLC的特點及應(yīng)用領(lǐng)域

需2課時

教學(xué)目的要求：了解PLC的基本知識，使學(xué)生對本課程產(chǎn)生興趣

教學(xué)重點：PLC的特點與應(yīng)用范圍

教學(xué)難點：PLC控制與繼電控制、電子控制的異同

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：可編程控制器是以自動控制技術(shù)、薇計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)

展起來的新一代工業(yè)控制裝置。

2.1.1可編程控制器的定義

L早期的可編程控制器被稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC.

2.隨著技術(shù)的發(fā)展，國外一些廠家采用微處理器作為中央處理單元，使其功

能大大增強。PLC這一名稱已不能準(zhǔn)確反映它的特性。

3.1980年，美國電器制造商協(xié)會將它命名為可編輯控制器(PC),為避免混

淆，可編輯控制器仍稱(PLCX

4.1987年，國際電工委員會(IEC)的定義(P28\

5.總之，可編輯控制器是一種以微處理器為核心、帶有指令存儲器和I/O接

□.

2.1.2PLC的產(chǎn)生與發(fā)展

1.PLC的產(chǎn)生

(1)繼電器接觸器控制系統(tǒng)的特點與缺點。

(2)對于日新月異的工業(yè)發(fā)展，人們尋求一種新型的通用控制設(shè)備，取

代原有的繼電器接觸器系統(tǒng)。

2.PLC的發(fā)展

(l)CPU由中、小規(guī)模數(shù)字集成電路組成，控制功能比較簡單，能完成定

時、計數(shù)及邏輯控制。

(2)CPU采用微處理器，數(shù)據(jù)處理能力獲得很大提高，增加了數(shù)據(jù)運算、

傳送、比較等功能，實現(xiàn)了對模擬量的控制。

(3)CPU開始采用8位和16位微處理器，使數(shù)據(jù)處理能力和速度大大提高,

PLC開始具有了一定的通信能力。

(4)CPU開始采用了32位微處理器，數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理能力大大增強，

增加了運動控制、模擬量PID控制器，聯(lián)網(wǎng)通信能力進一步加強。

(5)20世紀(jì)90年代中期至今。CPU使用16位和32位微處理器，運行速

度更快，功能更強。出現(xiàn)了智能化模塊。編程語言還增加了高級語言。

2.1.3PLC的發(fā)展趨勢

1.方便靈活和小型化

(1)是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。

(2)在結(jié)構(gòu)上，一些小型機采用框架和模塊的組合方式，使用戶方便靈

活的構(gòu)成所需要的系統(tǒng)。

2.高功能和大型化。

(1)對鋼鐵工業(yè)，化工業(yè)等大型企業(yè)實施生產(chǎn)過程的自動控制一般比較

復(fù)雜。

(2)不久的將來，大型PLC會全部使用64位芯片。

2.2.plc的特點及應(yīng)用領(lǐng)域

2.2.1.PLC的特點

1.可靠性高。

(1)大量的開關(guān)動體由無觸點的半導(dǎo)體集成電路完成。

(2)制造工藝采取了抗干擾措施。

(3)PLC具有完善的自診斷功能。

(4)特殊的外殼封裝結(jié)構(gòu)。

2.編程簡單：梯形圖語言是面向用戶的高級語言。

3.通用性好

(1)PLC是通過軟件來實現(xiàn)控制的。

(2)同一系列PLC,不同功能機型基本相同，可以互換。

4.功能強大

(1)PLC最廣泛的應(yīng)用是對開關(guān)量進行邏輯運算和順序控制，同時還可

以對模擬量進行控制。

(2)PLC可以控制一臺單機、一條生產(chǎn)線、還可以控制一個機群,可以

現(xiàn)場控制也可以遠(yuǎn)距離控制。

5.體積小，功耗低

(1)采用半導(dǎo)體集成電路。

(2)設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊。

6.設(shè)計施工周期短：硬軟件同時進行。

2.2.2.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

L開關(guān)量的邏輯控制：從十幾個到成千上萬個點。

2、模擬量控制：溫度、壓力、流量、液面高度等。

3、機械運動控制：對伺服電機和步進電機控制。

4.通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制：可使整個工廠實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。

5、數(shù)據(jù)處理：較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理一般應(yīng)用在大、中型控制系統(tǒng)。

作業(yè):P41頁1~5。

課題：2.3PLC的一般構(gòu)成和基本工作原理

需2課時

教學(xué)目的要求：使學(xué)生理解PLC的基本組成與工作原理

教學(xué)重點：輸入/輸出的接口1電路與掃描工作方式

教學(xué)難點：PLC的滯后現(xiàn)象

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

2.3.1PLC的一般構(gòu)成

1、CPU:它是PLC的核心和控制指導(dǎo)中心

(1)CPU通過三總線與存儲器、I/O接口電路相連接，完成信息

傳遞轉(zhuǎn)換等。

(2)CPU的主要功能：接受輸入信號并存入存儲器，讀出執(zhí)行指

令，將結(jié)果輸出，處理中斷請求，準(zhǔn)備下一條指令。

2、存儲器

(1)系統(tǒng)程序存儲器：系統(tǒng)程序固化在ROM中。

(2)用戶程序存儲器：可讀寫，存放在RAM中。

3、輸入、輸出接口電路

(1)輸入接口電路：P34圖2-3

開關(guān)量輸入單元多為直流輸入單元。一般PLC內(nèi)部提供24V

直流電源，用戶只需將開關(guān)接在輸入端子和公共端子之間即可，這

就是所謂無源式直流輸入單圖中只畫出對應(yīng)于一個輸入點的輸入電

路，個個輸入點所對應(yīng)的輸入電路均相同。

(2)輸出接口電路：P34圖2-3

a.繼電器輸出型：有觸點的輸出方式，可用于直流或低頻交流負(fù)載。

b.晶體管輸出型：無觸點輸出方式，適用于高速、小功率負(fù)載。

c.晶閘管輸出型：無觸點輸出方式，適用于高速、大功率負(fù)載。

4、電源為保證plc可靠，大多采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源；

有的plc還向外部提供24v直流電源。

5、外部接口

(1)每臺plc都有外設(shè)端口，對稱外設(shè)接口、外接接口。它是在

主機外殼上與外部設(shè)備配接口插座。

(2)同過電纜線可配接偏移器、計算機、其他plc、打印機等。

6、I/O擴展器

(1)通過I/O擴展器端口連接I/O擴展單元來增加I/O點。

(2)A/D和D/A單元一般也通過該接口與主機連接。

(3)各種智能單元鏈接單元。

(4)設(shè)有I/O擴展端口的PLC不能進行I/O點擴展。

2.3.2PLC的基本工作過程

PLC的工作過程大致分為3個階段，PLC重復(fù)執(zhí)行上述3個階段，周而復(fù)始。

每重復(fù)一次的時間成為一個掃描周期。PLC的工作方式萬惡循環(huán)掃描方式。

1.輸入采樣：在執(zhí)行用戶程序的過程中，輸入映象寄存器的狀態(tài)不變。

2.程序執(zhí)行：執(zhí)行程序時所需的信號，是在輸入寄存器狀態(tài)和其它一些編

程原件狀態(tài)中取得的。

3.輸出刷新：輸出鎖存器的內(nèi)容要等到下一個掃描周期的輸出階段才會被

刷新。

2.2.3PLC的I/。滯后現(xiàn)象

1.輸入濾波器對信號的延遲作用。

2.輸出繼電器的動作延遲。

3.PLC的循環(huán)掃描工作方式。

4.用戶程序中的語句編排。

作業(yè):P426-10

課題：2.4可編程控制器的編程語言

2.5PLC的主要性能指標(biāo)和分類

需2課時

教學(xué)目的要求：了解plc的編程語言與主要性能指標(biāo)

教學(xué)重點：梯形圖語言特點plc的分類方法

教學(xué)難點：對性能指標(biāo)的理解

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

2.4可編程控制器的編程語言

?可編程控制器是通過程序?qū)ο到y(tǒng)進行控制的，所以各種機型的plc都有

自己的編程語言。

?plc通常不采用激素及編程語言，而采用梯形圖語言和助記語言。

2.4.1梯形圖語言

1.電氣符號

(1)物理繼電器與"軟"繼電器

(2)"硬接線"與"軟接線"

(3)"概念"電流

2.線圈

(1)繼電器接觸器線路圖中的線圈

(2)Plc梯形圖中的繼電器線圈是廣義的。

3.觸電

物理繼電器的觸點格數(shù)是有限的，會接觸不良。

Plc的每一個繼電器都對應(yīng)著內(nèi)部的一個寄存器位，可以反復(fù)使用，沒有使用

壽命限制。

4.工作方式

(1)繼電器是并行各自方式。

(2)Plc梯形圖是串行工作方式。

2.4.2助記符語言

LDOOOOO助記符語言包括兩部分

OROIOOO操作碼：指令

ANDNOTOOOOl操作數(shù)：地址或設(shè)定的值

OUTOIOOO

1.助記符語言類似于計算機的匯編語言。

2.語句表編程語言不如梯形圖形象、直觀，但是在使用簡易編程器輸入用

戶程序時，必須采用。

3.助記符語言與梯形圖語言相互對應(yīng)、相互轉(zhuǎn)換。

2.4.3邏輯功能圖:P38圖2-6

2.4.4高級語言：方便的與計算機通信聯(lián)網(wǎng)。

2.5plc重要性能指標(biāo)和分類。

2.5.1plc的主要性能指標(biāo)

1.I/O點數(shù)：衡量PLC性能的主要指標(biāo)之一。

I/O點數(shù)計PLC面板上的輸入、輸出端子的個數(shù)。

PLC的I/O點數(shù)一般包括主機I/O點數(shù)和擴展單元I/O點數(shù)。

2.程序容量

(1)程序容量指的是用戶程序存儲器的容量。

(2)在PLC中程序是按"步"存放的，以不占用一個地址單元，一

個地址單元占2個字節(jié)。1000步的PLC為2K字節(jié)。

(3)中、小型PLC程序容量一般在8K以下。

3.掃描速度

(1)指執(zhí)行程序的速度。一般的掃描1K字(2K字節(jié)，100

0步)所用的時間來衡量掃描速度。

(2)PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通

過比較各種PLC執(zhí)行相同操作所用的時間來衡量掃描速度

的快慢。

4.指令條數(shù)：變成指令種類及條數(shù)越多，功能越強。

5.內(nèi)部器件的種類和數(shù)量：內(nèi)部器件包括各種繼電器、計數(shù)器、定時器、

數(shù)據(jù)存儲器等。

6.擴展能力：包括I/O擴展及各種功能模塊的功能擴展。

2.5.2PLC的分類：一般按外部特征進行分類

1.按結(jié)構(gòu)形式分類

(1)整體式結(jié)構(gòu)：小型PLC常采用

(2)模塊式結(jié)構(gòu)：一般大中型PLC采用

(3)分散式結(jié)構(gòu)：CPU、電源、存儲器集中放置在控制室

2.按I/O點數(shù)分類

(1)微型機：I/O點數(shù)＜64點，程序存儲量＜1K字節(jié)

(2)小型機：64-256點，程序存儲量＜3.6KB

(3)中型機：256-2048點，程序存儲量＜13KB

(4)大型機：＞2048點，程序存儲量＞13KB

3.按功能分類

(1)低檔機：一般用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程。

(2)中檔機：小型連續(xù)生產(chǎn)過程的復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。

(3)高檔機：大規(guī)模的過程控制。

作業(yè):P42頁11~14

課題：3.1~3.3CPM2A的組成、指標(biāo)與資源分配

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握CPM2A主機規(guī)格與面板結(jié)構(gòu)理解CPM2A的內(nèi)部資源

分配

教學(xué)重點：CPM2A的主機規(guī)格和主要性能指標(biāo)

教學(xué)難點：內(nèi)部資源的分配

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：

1.日本歐姆龍（OMRON）公司是生產(chǎn)可編程控制器的著名廠商，其產(chǎn)

品的結(jié)構(gòu)、性能等不斷改進和提高。

20世紀(jì)80年代初C2000C1000C500C120C20

80年代后期C2000H/C1000HC200HC60HP型機

90年代初期（大型機CV系列）（小型機COM/H型）

90年代后期（中型機C200HS、C200a）CPM系列

2.微型機代表產(chǎn)品：P型機、CMP系列整體式結(jié)構(gòu)

小型機代表產(chǎn)品：C120、COMIH系列模板式結(jié)構(gòu)

中型機代表產(chǎn)品：C200H、C200aC500C1000H模板式

大型機代表產(chǎn)品：CV系列模板式

3.1CPM2A系列jPLC基本組成

3.1.1CPM2A系列PLC的主機

1.主機個規(guī)格：P43表3—1

2.主機的面板機構(gòu)：P44圖3-1

(1)電源輸入端子：AC100V-240V,DC24V

(2)功能接地端子：在有嚴(yán)重噪聲干擾時，該端子必須接地。

(3)保護接地端子：為防止觸電，保護接地端子必須接地，它和功能

接地端子可連接在一起接地。

(4)輸出DC24V電源端子：僅AC電源型有可作為輸入設(shè)備或現(xiàn)場

傳感器的服務(wù)電源。

(5)輸入端子：用于連接輸入設(shè)備

主機有20/30/40/60點4種

(6)輸出端子：用于連接輸出設(shè)備

(7)工作狀態(tài)顯示LED

PWR(綠)：電源的接通或斷開指示

RUN(綠)：PLC的工作狀態(tài)指示運行監(jiān)控時亮編程、運行

異常時，滅

ERR(紅)：嚴(yán)重錯誤指示，常亮，PL(:停止工作

ALM(紅)：警告性錯誤指示

COMM(橙)通信指示燈，PLC與外部通信時亮。

(8)輸入LED

(9)輸出LED

(10)模擬設(shè)定電位器：可設(shè)置參數(shù)，范圍為0—200(BCD)

（11）外設(shè)端口：連接編程器，其他PLC或上位機的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)

（12）擴展連接端：30/40/60點主機有，最多能聯(lián)機3臺I/O擴展。

3.1.21/0擴展單元

1.I/O擴展黨員的規(guī)格和類型：P45表3-2

2.I/O擴展單元的面板：例20點（圖30）

3.CPM2A系列的I/O點可在20-120之間進行配置。

例：I/O點數(shù)設(shè)計。某樓宇告警控制

四洞五層，共20戶（按鈕、告警燈、告警鈴）

第一方案：一對一20+20+20=60點

輸入輸出

第二方案：一個告警鈴20+20+1=41點

輸入輸出

第三方案：一洞一燈20+（4+5）+1=30點

一層一燈輸入輸出

已知：CPM2A20點（12/8）,30點（18/12）,40點（24/16）

60點（36/24），擴展8點，擴展20點（12/8）

選型：方案一：主機40+擴展8點輸出3臺

方案二：主機40點+擴展8點輸出1臺

方案三：主機40點。

CPM2A的一般規(guī)格指標(biāo)和主要性能指標(biāo)

1.一般規(guī)格指標(biāo)

?環(huán)境溫度

?環(huán)境溫度

2.主要性能指標(biāo)

(1)內(nèi)部資源：最大I/O點數(shù)，IR,SR,TR,HR

(2)功能：基本中斷，高速計數(shù)，快速響應(yīng)輸入，快速型響

應(yīng)輸入

(3)通信：RS-232接口

CPM2A系列PLC的內(nèi)部資源分配

準(zhǔn)備知識：OMRON公司采用通道或字的概念存儲數(shù)據(jù)，如圖示

內(nèi)部繼電器(IR)區(qū)

特殊輔助繼電器(SR)區(qū)

暫存繼電器TR區(qū)

保持繼電器HR區(qū)

輔助記憶繼電器AP區(qū)

鏈接繼電器LR區(qū)

定時器/計數(shù)器TC區(qū)

數(shù)據(jù)存儲DM區(qū)

作業(yè):P64頁1-6

練習(xí)(CPM2A內(nèi)部資源)

2531325400

~~(￡1207)

01027

3.判斷題

2531400000

(1)CPM2A-30EDR-A

---------—00915

00915

(2)CPM2A-10CDR-A

(3)CPM2A保持繼電器為HROOO-HRtag^它真拶陋保

01200

持功能。01200

(4)CPM2A型機的通道形成進行編號，通道好由2、3或

4位十進制組成。

(5)CPM2A機油56個定時器合256個計數(shù)器。

(6)鏈接繼電器LR00-LR15用來存儲PLC狀態(tài)信息。

4.CPM2A-40CDT-D的I/O地址是如何分配的？

輸入24點：00000-00011,00100-00111

輸出16點:01000-01007,01100-01107

5.書P64題4

擴展20點輸入12點00200-00211

輸出8點01200-01207

擴展20點輸入12點00300-00311

輸出8點01300~01307

擴展8點入：00400-00403

課題：3.4CPM2A系列PLC功能簡介

3.5CPM2A系列PLC的通信功能

需2課時

教學(xué)目的要求：了解CPM2A的主機功能和通信功能

教學(xué)重點：外部輸入中斷功能，間隔定時的功能和快速響應(yīng)功能

教學(xué)難點：高速計數(shù)器功能

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

3.4CPM2A系歹（IPLC功能簡介

前言：CPM2A系列PLC是繼CPM1A之后的另一系列機型，屬于高功能的

小型機。

1.豐富的指令系統(tǒng)（1）基本指令17條（2）應(yīng)用指令185條

2.模擬設(shè)定電位器功能

3.輸入時間常數(shù)設(shè)定功能

4.高速計數(shù)器功能：4種工作模式

（計數(shù)頻率最高5KHz）中斷功能

對DM6642進行設(shè)計

例：鏈條、裝藥

5.快速響應(yīng)輸入功能：不受掃描周期的影響

隨時接收0.2ms的瞬間脈沖

例：跑編裝置

6.外部輸入中斷功能

(1)輸入終端模式：例：次品檢測

(2)計數(shù)器中斷模式：計數(shù)次數(shù)0-65535計數(shù)器頻率最高為2KHz

7.間隔定時器中斷功能：所謂間隔定時器中斷是指到時間后，雖然在掃描周

期內(nèi)，但也能中斷源程序。

(1)單觸發(fā)模式：到限定時間后實行一次中斷

(2)定時中斷模式：每隔一定時間實行一次中斷

8.高速脈沖輸出功能輸出點為01000,01001

p59圖3-7,步進電機例

9.時鐘功能：內(nèi)置時鐘，精確度+/-分鐘/月

用梯形圖讀取，用編程器改寫

10.完善的通信功能

(1)所有的CPM2A單元都帶有RS-232C端口

(2)上位鏈接

無協(xié)議鏈接：條形碼閱讀器等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

1.1PLC鏈接及NT鏈接

3.5CPM2A系列PLC的通信功能

3.5.1HOSTLink通信p61圖3-8

1.一臺CPM2A與一臺上位機通信連接t1:lHOSTLink)上位機可監(jiān)視PLC

工作狀態(tài)

2多臺CPM2A與一臺上位機通信連接:(1：NHOSTLink)可實現(xiàn)系統(tǒng)的集

散控制

3.5.2NTLink通信p61圖3-9

Qmron公司的可編輯終端PT

1:IPLCLink通信p62圖3-10

1.一臺PLC作為主動單元，另一個作為從動單元

2.只能使用LR00-LR15這16個通道

CompoBusI/0鏈接通信

1.CompoBus/s網(wǎng)絡(luò)是一種高速ON/OFF主從式網(wǎng)絡(luò)，它無需在CPU

單元上編程就可以向CPU單元自動送出遠(yuǎn)程1/0狀態(tài)，進行分散控

制。

2.CompoBus/s網(wǎng)絡(luò)有三種類型單元

SRM1COM1-SRM21C200HW-SRM21

3.一個主單元最多可連接32個遠(yuǎn)程從單元。

作業(yè)：P64頁7-8

課題：4.1CPM2A指令系統(tǒng)概述

4.2.1常用的基本指令

需2課時

教學(xué)目的要求：理解指令的分類與格式，掌握基本指令的使用方法。

教學(xué)重點：基本指令的功能及使用方法，注意事項

教學(xué)難點：各指令對標(biāo)志位的影響

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：(1)指令系統(tǒng)在一定程度上反映出其控制功能的強弱。

(2)在理解指令的含義及其使用方法后，可以更恰當(dāng)?shù)氖褂弥噶?，發(fā)

揮其功能。

4.1.CPM2A指令系統(tǒng)概述

1指令的分類

(1)基本指令：17條直接對輸入輸出點進行操作的指令。

(2)應(yīng)用指令：185條.應(yīng)用指令的多少表明PLC功能的強弱。

2指令的格式

助記符(指令碼)操作數(shù)1.2.3

(1)助記符表示指令的功能。

(2)指令碼是指令的代碼。大部分基本指令沒有指令碼，而應(yīng)用指令

大都有指令碼。

(3)操作數(shù)提供指令執(zhí)行的對象或數(shù)據(jù)。

例：定時器指令TIMOOO

SV1操作數(shù)

程序結(jié)束指令END-無操作數(shù)

數(shù)據(jù)傳送指令MOV#2000源數(shù)據(jù)

HROO…,,目的通道

二進制加法指令A(yù)DBAW被加數(shù)

AD-加數(shù)

Ri結(jié)果通道

3.執(zhí)行指令對標(biāo)志位的影響：25503-25507

4指令的微分、非微分形式

微分指令助記符前加a,僅在其執(zhí)行條件由OFF變?yōu)镺N時，才執(zhí)行一次。

非微分指令：只要其執(zhí)行條件為ON,則每個掃描周期都執(zhí)行該指令。

例：

4.2.1.常用的基本指令

l.LD、LDNOT、AND、ANDNOT、OR、ORNOT、OUT、OUTNOT指

令：

0000000001

LD00000

01000

01000

OR01000

003000201000

01001

OUT0100000003

LDNQT00002

ORNOTOOOQ3

AND01000

OUTNOTOIOOI

△在分析稀行圖時，常開和常閉觸點的狀態(tài)是由它對應(yīng)的繼電器

的狀態(tài)來確定的。

△圖中，常閉觸點0100也為ON時，則輸出繼電器01001為

OFF,否貝U01001為ON。顯然，OUTNOT指令是把前面計算

的結(jié)果取反再送到繼電器01001中。

2.END寺旨令

LD00000

ANDNOT00001

ORNOTOOOQ3

AND00002

OROOOQ4

OUT01002

END

3.NOP指令

4.ANDLD指令和ORLD指令

方法1:前置編程法

方法2:集中編程法

方法1方法2

LD00000LD00000

ANDNOTOOOOIANDNOTOOOOI

LDNOT00002LDNGT00002

AND20005AND20005

ORLDLD01004

LD01004AND00003

AND000030RLD

ORLDORLD

OUTOllOOOUTOllOO

5.SET和RESET指令

6.KEEP指令

7.DIFU和DIFD指令

練習(xí)1:

練習(xí)2:兩種啟停保持電路

第一種：LD00002第二種：LD00002

QRHR000LD00003

ANDNOT00003KEEPHR0000

OVTHROOOO

練習(xí)3：

課題：4.2.2PLC基本編程規(guī)則和編程方法

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握梯形圖的編程規(guī)則與方法。

教學(xué)重點：應(yīng)用梯形圖講解編程規(guī)則及注意事項

教學(xué)難點：并連續(xù)分支輸出的區(qū)別

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

1、PLC梯形圖編程格式

(1)每個輸出單元構(gòu)成一個梯級。(條的概念)

(2)左側(cè)半排觸點，右側(cè)半排輸出單元。

2、基本編程規(guī)則

(1)觸點可串可并無限制。

(2).線圈或指令不能直接與左側(cè)母線連接。

△極少數(shù)沒有執(zhí)行條件的指令除外。

△必要時

(3)線圈不能重復(fù)使用。

(4)觸點多上并左：

△上重下輕

△左重右輕

(5)觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直線上。

(6)程序結(jié)束時一定要安排END指令。

3.基本編程方法

(1)兩個以上的線圈或指令可以并聯(lián)輸出。

LDOOO觥0?00003

ANDNOTOOOQ3

OUTOIOOO

OVTOIOOI

OUT20000

TIMOOO

#0100

(2)連續(xù)輸出

LD00002

ANDNQT00003

QUT01000

ANDTIM000

OUT01001

(3)分支輸出

?每條支路到線圈之間至少有一個或一個以上的觸點。

?處理分支方法：TR,IL/ILC

(4)如果一條指令只需在PLC上電之初執(zhí)行一次，可以用SR25315

作為執(zhí)行條件。

DIFV20000

KEEP

01000

KEEP01000

?這種用法多出現(xiàn)在PLC初始化程序段上。

(5)復(fù)雜梯形圖要重新安排結(jié)構(gòu)：p76圖4-19.

課題：4.3常用的應(yīng)用指令(4.3.1-4.3.4)

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握分支指令與四桀指令的使用方法

教學(xué)重點：兩種分支指令的異同，跳轉(zhuǎn)指令的使用方法

教學(xué)難點：IL/ILC指令與JMP/JME的區(qū)別

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

刖三

常用的應(yīng)用指令分支指令I(lǐng)L/ILC

暫存繼電器TR

跳轉(zhuǎn)指令JMP/JME

定時器/計數(shù)器指令

4.3.1聯(lián)鎖/聯(lián)鎖解除指令I(lǐng)L/ILC

a)不論輸入條件如何，PLC都要對IL/ILC之間的聯(lián)鎖程序段進行

掃描。

b)IL/ILC指令可以成對使用也可以多個IL指令配一個ILC指令，

但不允許嵌套使用。

4.3.2暫存繼電器(TR)

a)暫存繼電器TR共有8位，分別為TRO-TRT

b)TR位可以用來暫存執(zhí)行結(jié)果

c)在同一程序中，同一TR號不能重復(fù)使用。

d)TR不是獨立的編程指令，只能和LD或OUT基本指令一起使

用。

注：兩種分支語句入理解

TR:臨時存放某節(jié)點狀態(tài)

應(yīng)用時：LD條件

OUTTRO存

LDTRO取

IL/ILC:造就新母線的工具

應(yīng)用時：LD條件

IL性母線開始

LD

LD

ILC新母線結(jié)束

例1:電機優(yōu)先啟動控制

有5個電機M1-M5都有啟動和停止控制按鈕，要求按順序啟動。即前

極電機不啟動時，后極電機無法啟動，前極電機行，后極電機也都行。

例2:用兩種方法分析梯形圖

LDOOOOOLDOOOOO

OUTTROIL

AND00001LD00001

OUTOIOOOOUTOIOOO

LDTRQLD00002

AND000020UT01001

OUTOIOOIILC

4.3.3弼輝專/跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令：TMP/JME

1）當(dāng)JMP的執(zhí)行條件加FF時，跳過JMPN和JMEN的程序段，不占掃

描時間。

2）有兩種類型的跳過N=100

N=01~49

3）多個JMPN可共用一個JEMN,如JMP00-JMP00-JME00

4）跳轉(zhuǎn)指令可以嵌套，按必須是不同跳轉(zhuǎn)的嵌套。如

JMP00-JMO01-JME01-JMP00.

?跳轉(zhuǎn)指令的應(yīng)用：互鎖

4.3.3使用IL/ILC指令和JMP/JME指令的區(qū)別

5項區(qū)別：P79頁（1）~（5）

課題：4.3.5定時器/計數(shù)器指令

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握定時器TIM和計數(shù)器CNT指令使用方法

教學(xué)重點：指令的功能，容量擴展，使用注意事項

教學(xué)難點：斷開延時ON與斷開延時OFF

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：CPM2A提供的定時/計數(shù)功能

定時器TIM

告訴定時器TIMH

計數(shù)器CNT

可逆計數(shù)器CNTR共用TC號000-255

間隔定時器STIM

高速計數(shù)器

輸入中斷的計數(shù)模式

實例導(dǎo)入：通用型四柱壓機

1.定時器TIM指令

梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域

N:定時器TC號000~255

SV:設(shè)定值(BCD碼)

定時單位：0.1秒

(1)定時器的定時功能：

定時器沒有斷電保持功能

當(dāng)輸入條件為ON時開始定時，定時時間到，定時器的輸出為ON,且保持,

當(dāng)輸入條件為OFF時，定時器復(fù)位，輸出變?yōu)镺FF

高速計時器指令：TIMH,定時單位0.01s

(2)定時器的定時擴展

(3)定時器的定時方式

接通延時ON

P82圖4-27

接通延時OFF

斷開延時ON

斷開延時OFF

(4)利用定時器產(chǎn)生時鐘脈沖

例1:用兩個定時器產(chǎn)生時鐘脈沖：P82圖4-28

例2:閃爍電路

2.計數(shù)器指令CNT

梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域

5CNTN

RSV

N:計數(shù)器TC號000~255

SV:設(shè)定值：BCD碼

說明：

a)計數(shù)設(shè)定值可以是xxxx(0-9999)也可以是通道號xxx

b)CNT是減1計數(shù)器

c)若CP與R同時出現(xiàn)，復(fù)為優(yōu)先，復(fù)位為設(shè)定值

d)停電路保持功能

1、計數(shù)功能：

CP端每次由OFF到ON時，該計數(shù)器的當(dāng)前值減1,當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前

值減

0000時，計數(shù)器動作，其輸出要為ON且保持，R端復(fù)位，當(dāng)R端由

OFF-ON時，計數(shù)器復(fù)位為設(shè)定值。

2、定時功能：

由于計數(shù)器有掉電保持功能，所以有計數(shù)器作成的定時器也有掉電保持

功能

3、容量擴展：P83圖4-31

例1:計數(shù)器與定時器組合實現(xiàn)長時向定時

例2:用計數(shù)器實現(xiàn)單按鈕起?？刂?/p>

作業(yè)：P130—~10題

擴展題：12題

課題：435（續(xù)）可逆計數(shù)器CNTR

教學(xué)目的要求：掌握可逆計數(shù)器的工作原理與使用方法

教學(xué)重點：可逆計數(shù)器的功能（計數(shù)、循環(huán)）

教學(xué)難點：DM向址通道的概念

教案編寫曰期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

3.可逆計數(shù)器（CNTR）

梯形圖符號及操作數(shù)取值范圍

ACP:加計數(shù)脈沖

SCP:減計數(shù)脈沖

R:復(fù)位端

L計數(shù)功能

1）復(fù)位端為。N時，當(dāng)前值變?yōu)?000,不進行計數(shù)

2）加計數(shù)時，達(dá)到設(shè)定值，再輸一個脈沖時，PV值變?yōu)?000（有進位），

此時輸出為ON

3）減計數(shù)時，當(dāng)PV=0000時，再輸一個脈沖，PV值變?yōu)樵O(shè)定值（有借位）

此時輸出ON

4)當(dāng)ACP和SCP同時輸入計數(shù)脈沖時，計數(shù)器不計數(shù)。

2、循環(huán)定時功能

條件

SCP:常OFF

R:上電復(fù)位

ACP:內(nèi)部時鐘

本例中，若HR00中的數(shù)據(jù)是0500,則定時500S

3、循環(huán)計數(shù)器容量的擴展

將具有循環(huán)功能的可逆計數(shù)器的輸出(常開)觸電連到CNT的計數(shù)脈沖輸入

工山

師

若HR00中數(shù)據(jù)為#9999,則10000x1000s后輸出。

注1:ent和entr指令的主要區(qū)別

Cnt:只要不復(fù)位，保持輸出

Cntr:循環(huán)計數(shù)器

注2:使用定時器/計數(shù)器的注意事項。

(1)編號不能重復(fù)

(2)設(shè)定值必須是BCD碼

(3)以Dm的內(nèi)容為地址通道不存在

(4)定時器掉電保護此功能，而計數(shù)器又掉電保持功能。

(5)當(dāng)掃描時間(定時基準(zhǔn)，定時器工作不準(zhǔn)確。

課題：4.4.1數(shù)據(jù)傳送指令

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握MOV/@MOV指令的應(yīng)用，理解MVN/@MVN的意

義。

教學(xué)重點：傳送指令的功能與應(yīng)用

教學(xué)難點：MOV指令不能向TC區(qū)傳送數(shù)據(jù)

教案編寫曰期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

L傳送指令MOV/@MOV

(1)梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域

MOV@MOV

S:源數(shù)據(jù)S

D

D:目的通道

(2)指令功能：

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，將原數(shù)據(jù)s傳送到d通道。(位狀態(tài)不變)

(3)指令的應(yīng)用

LdOOOOO

MOV#0196

DmOOOO

當(dāng)OOOOO為ON時，執(zhí)行MOV指令，將常數(shù)0196送至dmOOOO通道中。

2.取反傳送指令MVN/MVN

(1)梯形圖符號及操作數(shù)取區(qū)域

MVN@MVN

S:源數(shù)

SS

DD

D:目的通道

(2)指令功能：

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，將原數(shù)據(jù)s求反后傳送到d通道中去

(4)指令的應(yīng)用

LdOOOOO

MVN#0196

DmOOOO

當(dāng)00000為。n時，執(zhí)行沒MVN指令，將常數(shù)0196取反后(結(jié)果為

FE6P),理DMOOOO通道中

練習(xí)：

00000J@MOV

當(dāng)00000為。n時，執(zhí)行#0100

HROO

一次MOV指令,?TIM

000

HROO

TIM設(shè)定值為1()s

TIMOOO

JIU1八u八u八u

3.塊設(shè)置指令BSET/OBSET

(1)梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域

E：結(jié)束通道號

(2)指令的功能：

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，將s中的數(shù)據(jù)傳送到以ST到e的所有通道中去，因

此當(dāng)用BSET/OBSET指令向某個數(shù)據(jù)區(qū)域傳送#0000時，可將區(qū)域清零

(3)指令的應(yīng)用：

圖中：第二，三操作數(shù)都是TIM000

說明執(zhí)行指令時，只把數(shù)據(jù)傳送到

TIM000中。

此處，相當(dāng)于Omov指令的作用

注：MOV和BSET指令的區(qū)別：P87(1)(2)

試驗三：數(shù)據(jù)傳送指令練習(xí)：P198頁8.4.18.4.2

要求：做為預(yù)習(xí)

課題：4.4.2數(shù)據(jù)比較指令

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握CMP指令的使用方法

教學(xué)重點：通道數(shù)據(jù)比較指令的功能及指令應(yīng)用

教學(xué)重點：塊比較指令BCMP的功能

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：cmp2a提供了四種數(shù)據(jù)比較指令

CMP:單字比較指令

CMPL:雙字比較指令

BCMP:塊比較指令

TCMP:表比較指令

1.單字比較指令（通道數(shù)據(jù)比較指令）

L梯形圖符號及操作數(shù)值區(qū)域

CMP

C1

C1:比較數(shù)1C2

C2:比較數(shù)2

2、指令的功能：

當(dāng)C1>C2時，大于標(biāo)志位25505為ON

C2=C2時,等于標(biāo)志位25506為ON

C1<C2時，小于標(biāo)志位25507為ON

3、指令的應(yīng)用

當(dāng)00000為ON時,

TIM000開始

定時，CMP指令開始執(zhí)行。

每隔0.1s,TIM當(dāng)前值減1,

所以：

當(dāng)前值＞0200時，25505為ON

20000為ON

當(dāng)前值=0200時,25006為ON

20001為ON

當(dāng)前值＜0200時，25507為ON

20002為ON

用一個定時器，配合CMP指令，可以控制多個輸出位。

2.塊比較指令BCMP

1）梯形圖符號及操作數(shù)值區(qū)域

BCMP@BCMP

CD:比較數(shù)據(jù)CDCD

CBCB

RR

CB:數(shù)據(jù)塊起始通道

R:比較結(jié)果通道

2）指令的功能:P87表4-15

比較塊分16個區(qū)域，每個區(qū)域有兩個通道組成，一個通道存下限數(shù)據(jù)，另

一個通道存上限數(shù)據(jù)。當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，1各數(shù)據(jù)CD與每個區(qū)域進行比

較，根據(jù)比較結(jié)果賦值對應(yīng)位。

3）指令的應(yīng)用

比較數(shù)據(jù)：200通道內(nèi)數(shù)據(jù)

比較塊起始通道：DM0000

比較塊分16個區(qū)，每個區(qū)由兩個通道

組成，即DM0000、DM0001通道為1個區(qū),依次類推。

CB<CD<BD+1R的00位為1

CB+2<CD<CB+3R的01位為1

CB+28<CD<CB+29R的14位為1

CB+3O<CD<CB+31R的15位為1

作業(yè)：P130頁14-15

計數(shù)脈沖

CNT

趙題13J,26315—

000

#1000

CNT000

總的計數(shù)器鶻°°°

CNT

26315001

=1000x1000#1000

CNT001

=1萬個計數(shù)脈沖01100

課題：451數(shù)據(jù)移位指令

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握SFT指令的功能及使用方法

教學(xué)難點：字移位指令的功能、使用注意事項

教學(xué)難點：SFT移位的工作過程

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

前言：CMP2A提供了10種數(shù)據(jù)移位指令

移位寄存器指令SFT

可移位寄存器指令SFTR

1位數(shù)字左移位指令SLD

1位數(shù)字右移位指令SRD

算術(shù)左移位指令A(yù)SL

算術(shù)右移位指令A(yù)SR

循環(huán)左移位指令ROL

循環(huán)有移位指令ROR

字移位指令WSFT

異步以為寄存器指令A(yù)SFT

例：

1.移位寄存器指令

1）梯形圖符號及操作數(shù)含義、范圍

ST:移位德開始通道

E：移位的結(jié)束通道

ST和E必須在同一區(qū)域且St<E

2）指令功能：

當(dāng)復(fù)位端R為OFF時，在SP端的每個移位脈沖中的上升沿時刻，St到E通

道中所有數(shù)據(jù)按位依次左移一位，E通道中數(shù)據(jù)的最高位溢出丟失，St通道

中的最低位則移進1N端的數(shù)據(jù)。

SP端設(shè)有移位脈沖，則不移位

當(dāng)復(fù)位端為ON時，St到E所有通道均復(fù)位為0,且移位指令不執(zhí)行。

3）注意事項

（-）首、末通道應(yīng)是同一類通道，且若,則表示組成

St<E0St=E

16位的移位寄存器。

（-）數(shù)據(jù)移位是在移位脈沖輸入的上升沿進行的。

（三）若使用HR繼電器則斷電后，通道內(nèi)容保持不變。

4）移位寄存器的工作情況

PLC上電之初，200通道內(nèi)各位均為OFF;

第一個脈沖時，由于00001為OFF,200通道內(nèi)各位仍O(shè)FF

在第二個移位脈沖前沿時刻，由于00000已為ON所以20000為ON,

而200007原來的OFF狀態(tài)移入20001。

以下類推：

在第六節(jié)移位脈沖到來之前00001為ON,將200通道全部復(fù)位。

5）SRT指令的另一種用法

2.字（通道）移位WSFT/@WSFT

1）梯形圖符號及操作數(shù)含義及范圍

WSFT@WSFT

StSt

St:移位開始通道EE

E：移位結(jié)束通道

2）指令功能

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，每執(zhí)行一次移位指令，St和E通道中的數(shù)據(jù)以字為單

位左移T立，0000進入St,E中數(shù)據(jù)溢出丟失。

3）指令工作過程

WSFT指令執(zhí)行前，00002為OFF時，

當(dāng)00002變?yōu)镺N后，執(zhí)行一次WSFT指令：

如果不使用DIFV（或DIFD脂令，則在三個掃描周期后,DM0010x

DM0011.DM0012三個通道的內(nèi)容均變?yōu)?。

作業(yè)：實驗四（彩燈的PLC控制）預(yù)習(xí)：P199頁

課題：4.5.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令1~3

需2課時

教學(xué)目的要求：掌握BIN、BCD及MLPX指令的應(yīng)用方法

教學(xué)重點：轉(zhuǎn)換指令的功能與應(yīng)用舉例

教學(xué)難點：譯碼指令MLPX的功能

教案編寫日期：

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程：

準(zhǔn)備知識：數(shù)制的回顧

十進制：逢十進一

二進制：計算機系統(tǒng)采用的進位計數(shù)制

8個二進制的位構(gòu)成字節(jié)(B)

子(2B),雙字(4B)

十六進制：0、1...9、A...F

△BCD碼：用二進制碼表示十進制數(shù)的代碼

△壓縮的BCD碼：用1個字節(jié)表示2位十進制數(shù)的代碼

△非法碼：當(dāng)4位二進制碼在1010B-1111B范圍(10~15D)

1.BCD碼一二進制數(shù)轉(zhuǎn)換指令(BIN/@BIN)

(1)梯形圖符號與操作數(shù)取值區(qū)域

BIN@BIN

SS

S:源通道(BCD)RR

R:結(jié)果通道

(2)指令功能

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，將s中的BCD碼數(shù)轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)(S中的內(nèi)容保

持不變)，并存入R中。

(3)指令應(yīng)用舉例

轉(zhuǎn)換前后源通道200的內(nèi)容不變

轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)S16進制表示

2.二進制-BCD碼轉(zhuǎn)換指令(BCD/@BCD)

(1)梯形圖符號與操作數(shù)取值區(qū)域

BCD?BCD

SS

S:源通道(二進制)RR

R:結(jié)果通道

(2)指令功能

當(dāng)執(zhí)行條件為ON時，將S中的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼(S中的內(nèi)容保持不