第3讲 可编程序控制器的硬件与工作原理
可编程控制器工作原理
可编程控制器工作原理
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种
采用微处理器作为核心控制元件、具有可编程记忆功能、控制离散工业过程的工控设备。
其工作原理主要包括输入信号的采集、逻辑控制的执行以及输出信号的输出三个过程。
首先，PLC通过输入接口采集外部输入信号。
输入接口可以
接收来自传感器、按钮以及其他外部设备的信号，并将其转换为数字信号。
这些输入信号可以表示各种状态，如开关的开关状态、传感器的检测结果等。
其次，PLC通过内部的逻辑控制程序对输入信号进行逻辑运
算和处理。
逻辑控制程序由程序员编写，其中包括了各种逻辑运算、条件判断以及运算结果的存储等。
当输入信号满足特定的逻辑条件时，PLC会执行相应的控制操作。
最后，PLC通过输出接口将逻辑控制的结果输出到外部设备。
输出接口可以控制继电器、电磁阀等各种执行机构，实现对工业过程的控制。
根据控制需要，PLC可以将逻辑结果通过输
出信号转换为电压、电流、频率等形式，以满足不同设备的工作需求。
总的来说，PLC的工作原理是通过采集输入信号，经过逻辑
控制程序的运算处理，最后将控制结果输出到外部设备，实现对工业过程的自动控制。
其可编程特性使得PLC能够根据具
体的工控需求进行灵活的功能扩展和逻辑代码编写，能够广泛应用于工业自动化控制领域。
PLC教案
课题一: 可编程控制器的概述(一)【教学目的】:1、什么是可编程序控制器2、PLC的产生与发展3、可编程控制器的特点4、可编程控制器的应用【教学重点】:什么是可编程序控制器【教学难点】:可编程控制器的特点【课型】:新授课【课时】:2课时【讲授内容】:一、什么是可编程序控制器1、什么是可编程序控制器？可编程序控制器（Programmable Controller）简称（PLC），是在继电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
它具有结构简单、可靠性高、通用性强、易于编程、使用方便等优点。
2、定义：国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。
在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。
注：近年来，可编程控制器发展很快，几乎每年都推出不少新系列产品，其功能已超出了上述定义的范围。
二、PLC的产生与发展1、PLC的产生1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成第一台可编程序控制器。
发展极为迅速。
产生背景：1）继电控制系统的缺点：通用性和灵活性差、可靠性低。
继电器控制系统体积大、耗电多、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜2）1968年，美国通用汽车公司（GM公司）为适应汽车型号不断翻新（小批量、多品种、多规格、低成本和高质量），提出要用一种新型的控制装置取代继电—接触器控制装置。
拟订了十项公开招标的技术要求：①编程方便，可现场修改程序；②维修方便，采用插件式结构；③可靠性高于继电器控制装置；④体积小于继电器控制盘；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制盘竞争；⑦输入可为市电；⑧输出可为市电，容量要求在2A 以光上，可直接驱动接触器等；⑨扩展时原系统改变最少；⑩用户存储器大于4KB 。
可编程控制技术的简单介绍和部分指令讲解
2.TIA博途使用入门与硬件组态 （1）TIA博途简介（TIA博途是西门子自动化的全新工程设计软件平台。
SIMATIC STEP 7 Basic 是西门子公司开发的高集成度工程组态系统， SIMATIC Wincc Basic是面向任务的HMI智能组态软件。两个软件集成在一起， 称为TIA (Totally Integrated Automation，全集成自动化)Portal（门户）， 如图4-37所示。
41
2）加计数器 加计数器如图4-60所示，当接在R输入端的I1.1为0状态，在CU信 号的上升沿，CV加1，直到达到指定的数据类型的上限值用，CV的值 不再增加。
42
3）减计数器 减计数器如图4-61所示，当装载输入LD为1状态时，输出Q被复位 为0，并把PV的值装入CV。在减计数输入CD的上升沿，CV减1，直到CV 达到指定的数据类型的下限值。此后CV的值不再减小。CV小于等于0 时，输出Q为1状态，反之Q为0状态。第一次执行指令时，CV被清零。
40
（2）计数器指令 1)计数器的数据类型 S7-1200有3种计数器：加计数器（CTU）、减计数器（CTD）和加 减计数器（CTUD）。计数器数据类型的设置如图4-59所示。CU和CD分 别是加计数输入和减计数输入，在CU或CD信号的上升沿，当前计数器 值CV被加1或减1。PV为预设计数值，CV为当前计数器值，R为复位输 入，Q为布尔输出。
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可以使用TIA Portal在同一个工程组态系统中组态PLC和可 视化HMI，如图4-38所示
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（2）项目试图的结构 Portal视图提供了面向任务的视图，类似于向导操作，可以 一步一步地进行相应的操作。选择不同的任务入口可处理启动、 设备和网络、PLC编程、可视化、在线和诊断等各种工程任务， 如图4-39所示。
可编程序控制器工作原理
2 更智能的功能
控制器将集成机器学习和人工智能技术，具备自主学习和优化能力。
3 更广泛的应用领域
控制器将进一步应用于领域如自动驾驶、医疗、能源等。
3 故障诊断
可编程序控制器能够检测 和诊断故障，并采取适当 的措施进行修复。
控制器的基本原理
可编程序控制器的基本原理是通过输入和输出模块与外部设备进行通信，接 收和发送信号来实现控制。
控制器的组成部分
CPU
中央处理器负责运行控制器程序和进行数据处 理。
ห้องสมุดไป่ตู้输入模块
接收来自传感器和外部设备的信号。
记忆单元
存储控制器程序和数据。
输出模块
向执行机构和显示设备发送控制信号。
控制器的工作流程
1
输入信号
控制器接收来自传感器和外部设备的输入信号。
2
程序执行
控制器根据预先编写的程序逻辑对输入信号进行处理。
3
输出信号
控制器发送处理后的信号到执行机构和显示设备。
控制器的输入与输出
控制器的输入包括数字信号、模拟信号和通信接口，输出包括开关、继电器、运动控制和通信接口。
控制器的应用领域
工厂自动化
控制器用于自动控制和监控生产线，提高生产效率 和质量。
建筑自动化
控制器用于控制和管理建筑系统，如照明、空调和 安防系统。
智能家居
控制器用于智能家居设备的控制和联网。
机器人技术
可编程序控制器是机器人技术的核心，驱动机器人 完成各种任务。
控制器的发展趋势
1 更强大的处理能力
可编程序控制器工作原理
控制器是现代工业自动化的核心，它以编程方式控制机械设备和生产流程。 本演示将介绍可编程序控制器的基本原理、组成部分、工作流程、输入输出、 应用领域以及未来发展。
可编程控制器(PLC)教程
可编程控制器(PLC)教程[第1讲]——第一章可编程控制器概况可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。
与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。
国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序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，易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。
PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。
用户程序由用户按控制要求设计。
可编程控制器(PLC)教程[第2讲]——第二章PLC的结构及基本配置作者:劉偉般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。
但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O 点数又有若干规格。
对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。
无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。
PLC的基本结构框图如下：一、CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
PLC例题与总结PPT课件
第九章 S7-200系列PLC基本功能指令及应用
功能指令（Functional Instruction）或称为应用程序 （Applied Instruction），用于数据处理，如数据的传送、 运算、变换、程序控制及通讯等功能。
第一节 功能指令的分类及用途
第二节 功能指令的表达形式及使用要素
（l）功能框及指令的标题 梯形图中功能指令多用功能框表达。功能框顶部标有该指
-
52
一、循环指令及其功能
FOR：用来标记循环体的开始。
NEXT：用来标记循环体的结束，无操作数。
循环指令中有三个数据输入端：当前循环计数INDX、循环初 值INIT和循环终值FINAL。 FOR和 NEXT之间的程序段称为循 环体，每执行一次循环体，当前计数值增1，并且将其结果同 循环终值作比较，如果大于终值，则终止循环。
6
第六章 S7－200系列可编程控制器
1．输入继电器（I） 输入继电器和PLC的输入端子相连，是专设的输入过程
映像寄存器，用来接收外部传感器或开关元件发来的信号。
注意：输入继电器不能由程序驱动，其触点也不能直接输出带动负载
2．输出继电器（ Q） 输出继电器是PLC向外部负载发出控制命令的窗口，
是专设的输出过程映像寄存器。输出继电器的外部输出触 点接到输出端子上，以控制外部负载。
说明：①FOR和NEXT指令必须成对使用。
②FOR和NEXT可以循环嵌套，嵌套最多为8层，但各个嵌套之 间不可有交叉现象。
③每次输入信号EN重新有效时，指令将自动复位各参数。
二、举例
1.
-
53
-
54
第三节 子程序指令 第四节 中断指令
1．中断连接指令
语句表示：“ATCH INT， EVNT” 2．中断分离指令 语句表示：“DTCH EVNT”。 3．中断返回指令
可编程控制器的基本知识
可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
以下是一些关于可编程控制器的基本知识：
结构：可编程控制器由微处理器、存储器、输入/输出接口、电源等部分组成。
其中，微处理器是控制器的核心部件，实现各种逻辑运算、算术运算，并对整个控制系统的各个部分的工作进行协调与控制。
存储器用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量、输入/输出状态的映像等数据信息。
输入/输出接口是与被控对象设备或周边其他控制器相互联系、交换信息与指令的通道。
电源为整个控制器的电力供给中心，包括内部电源和外部电源，分别用于控制器内部元件的工作用电和传送设备上各传感器信号、驱动设备的各种执行元件。
工作原理：以可编程控制器为核心加入各种辅助器件（传感器、驱动器件等）构成控制系统，以顺序+反馈的方式实现设备的自动化运转。
主要特点：抗干扰能力强，可靠性高；程序简单易学，系统的设计调试周期短；安装简单，维修方便；采用模块化结构，体积小，重量轻；丰富的I/O接口模块，扩展能力强。
应用范围：可编程控制器在工业控制领域应用广泛，包括顺序控制、计数和定时控制、位置控制、模拟量控制、数据处理、通信联网等方面。
总之，可编程控制器是一种功能强大的工业自动化控制器，其基本知识包括结构、工作原理、主要特点和应用范围等方面。
了解和掌握这些基本知识有助于更好地应用可编程控制器进行工业控制系统的设计和应用。
PLC的基本结构和工作原理
第二讲 PLC 的基本结构和工作原理教学课题：可编程控制器的基本结构和工作原理 教学目的：1. 熟悉PLC 的结构组成、内部等效电路；2. 理解掌握PLC 的工作方式和工作过程教学重点：PLC 可编程序控制器的组成和工作过程 教学难点：PLC 可编程序控制器的工作过程 教学方法：讲授 教学时间：2课时 教学过程及内容： {导入}要实现PLC 的控制需要：输入设备、输出设备、PLC 硬件和软件（控制程序）。
一、 PLC 的基本组成可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持，实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。
Memorizer(RAM,ROM), it is the memory devices of the PLC and used to store programs and data. (一)PLC 的硬件结构微处理器（CPU ）——控制器的核心 存储器(RAM 、ROM ）输入、输出部件 （I/O 部件）——连接现场设备与CPU 之间的接口电路主机电源部件——为PLC内部电路提供能源整体结构的PLC——四部分装在同一机壳内模块式结构的PLC——各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成I/O的能力可按用户的需要进行扩展和组合（扩展机）另外，还必须有编程器——将用户程序写进规定的存储器内图1 PLC硬件结构1.中央控制处理单元(CPU)可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。
通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。
FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。
2.存储器可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。
系统存储器：存放系统管理程序，用只读存储器实现。
《电气控制与PLC》教学大纲
《电气控制与PLC》教学大纲Electrical Control & Programmable Logic Controller一、课程的性质和任务课程性质：可编程序控制器(PLC)是工业自动控制系统最常用的工具之一，它主要研究以工业过程模型为被控对象、PLC为手段的工业计算机自动控制系统，是自动化类专业学生的重要专业课之一。
课程主要任务：培养学生1.了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，掌握用PLC控制系统替代继电器控制系统的方法。
2.了解PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势。
3. 掌握PLC系统的物理模型和系统结构，熟练运用梯形图语句进行编程，了解符号表语句的编程方法。
4．掌握开关量、模拟量的采集和控制的方法，初步实现数字PID闭环控制。
5．熟练掌握系统软件的线性编程，了解系统软件的结构编程。
6．具备对工业对象进行系统硬件设计、系统软件编程和调试的基本能力。
7．了解PLC的通信原理和方法，了解用PLC作为节点实现现场总线结构的控制系统在工业自动化领域的应用。
二、课程教学内容、重点和难点第一章绪论 (讲课2学时)了解继电器的基本原理和继电器控制系统的基本组成，可编程序控制器在工业自动化中的发展历史、现状和发展趋势。
可编程序控制器的硬件结构原理，组成和分类。
重点：由继电器控制系统变成可编程序控制系统。
第二章可编程序控制器基本原理 (讲课4学时)可编程序控制器基本原理，PLC扫描时间和系统响应时间，可编程序控制器替代继电器控制系统的方法，PLC替代继电器控制系统在工程中的应用举例。
重点：可编程序控制器基本原理，扫描时间和系统响应时间的计算，由继电器控制系统变成PLC控制系统。
第三章 S7-300的系统特性及硬件构成(讲课2学时)S7-300的硬件结构及地址，S7-300电源系统的设计， S7-300与输入输出设备的连接。
重点：PLC的硬件结构及地址，PLC的电源系统设计，PLC的扫描时间和系统响应时间的计算，PLC与输入输出设备的连接。
《可编程控制技术及应用》课程标准
《可编程控制技术及应用》课程标准课程名称：可编程控制技术参考学时：120适用专业：机电技术应用第一部分前言机电技术应用专业是在新的经济形势下,为满足社会需求而兴起的一个传统专业。
为使其专业培养目标尽量定位准确,我校在进行市场调研的基础上,对其职业需求情况进行了认真的分析,对该专业教学计划及课程体系进行了改革和优化，把《机电技术应用》专业办出特色，以适应社会发展机电一体化支柱产业的需要。
一、课程的性质本课程是中等职业学校机电技术应用专业学生的一门专业必修课程。
通过该课程的学习，使掌握可编程控制器的结构、原理、功能和应用等有关理论和实践技能，具有可编程控制技术的基本应用能力，能综合应用所学知的识，根据生产现场的控制要求对可编程控制器进行简单的程序设计，并安装、接线与调试运行，为将来从事PLC控制设备的安装、调试、维护与维修等工作打下良好的基础。
二、课程基本理念坚持以机电技术应用专业学生就业为导向，根据地方行业、企业专家对机电技术的岗位群进行的任务和职业能力分析，围绕对中职机电技术应用专业人才的职业要求，充分体现职业教育的特点，打破传统的学科体系的框架，注重实用、够用的原则，对于较难理解和掌握的PLC内部结构、组成原理，不作详细讲解，以实际的PLC应用项目作为本课程讲解的主线，突出系统的构建、指令的运用、程序的设计和系统的安装、调试与优化，注重技能训练，着重培养学生应用PLC解决实际问题的能力，从理论到实践，提高学生的动手能力和综合素质。
在各项目的学习和实施过程中培养学生的职业意识和职业习惯，提高学生的综合职业能力。
三、课程标准设计的思路本课程标准的总体设计思路：精选PLC在工业生产和实际工作中的典型应用实例作为理论实践一体化项目教学的主要内容。
选用的项目由浅入深，循序渐进，内容详实。
将PLC的常用指令分解到各个项目中去，在每一个项目的教学过程中，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。
plc变电器工作原理
plc变电器工作原理
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动控制和监测工业设
备和生产线的电子设备。
它的工作原理如下：
1. 输入模块：PLC接收来自传感器、按钮或其他外部设备的
信号作为输入。
这些输入信号代表了设备或过程的状态，如温度、压力、位置等。
2. 中央处理单元（CPU）：PLC的CPU是其大脑，它负责处
理输入信号并根据预设的控制逻辑进行决策。
CPU还能够与
其他设备进行通信，以接收指令或发送数据。
3. 输出模块：PLC的输出模块负责将CPU计算得出的结果转
化为控制信号，并发送给电动机、继电器和其他执行器。
这些控制信号可以控制设备的运行、停止、增减速等动作。
4. 程序：PLC需要预先编写一个程序，用于定义控制逻辑和
操作流程。
这个程序通常使用专门的编程软件进行开发，并通过通信接口下载到PLC的存储器中。
5. 循环扫描：PLC工作的核心是循环扫描。
在每个循环中，PLC按照预设的顺序依次读取输入信号、执行控制逻辑、更
新输出信号，并不断重复这个过程。
每个循环的时间非常短暂，通常只有几毫秒。
通过以上的工作原理，PLC可以实现对设备的自动控制和监
控。
它具有可编程性、可扩展性和灵活性的特点，使得它在工业自动化领域得到广泛应用。
1.3.1-3 《可编程控制器》课程教学大纲
《可编程控制器》课程教学大纲课程名称：可编程控制器课程代码：70312012学时：56（理论28学时，实践/操作28学时）学分：3.5学分先修课程：电工与电气测量技术适用专业：机械制造与自动化开课学期：第三学期开课系部：机电工程系一、课程性质和任务《可编程序控制器》课程是数控技术专业的一门专业必修课程。
本课程是培养学生从事数控机床维修工作所需的专业基本技能和职业素质的核心课程，其目标是通过对相关知识模块的学习和技能操作的训练,通过实践任务的引领,培养本专业学生掌握可编程控制器的工作原理,程序设计方法及安装与维护的操作技能；培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
二、课程培养目标1．能力目标(1)掌握PLC的硬件选型与安装接线方法；(2)掌握PLC编程软件的使用方法；(3)掌握PLC仿真软件的使用方法；(4)掌握PLC程序的编译与调试的方法；(5)掌握提高PLC控制系统可靠性措施的方法；(6)掌握PLC控制系统的故障检测与诊断方法；(7)常用基本控制电路的安装与使用；(8)典型机床控制电路的故障检修与使用维护2．知识目标(1)掌握PLC的基本概念与组成；(2)掌握PLC的工作原理与硬件结构；(3)掌握PLC的数据类型与寻址方式；(4)掌握PLC位逻辑指令的使用方法；(5)掌握PLC定时器与计数器指令的使用方法；(6)掌握PLC梯形图程序的经验设计法；(7)掌握顺序控制设计法顺序功能图的绘制；(8)掌握使用起保停电路的顺序控制梯形图设计法；(9)掌握以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法；(10)掌握使用SCR指令的顺序控制梯形图的设计方法；(11)掌握PLC功能指令的使用方法；(12)掌握S7-200的通信指令与通信功能；(13)了解PLC与变频器连接使用的方法。
3．素质目标通过按照知识结构划分的项目教学方法，可以锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。
PLC-工作原理及结构特点
接口电路比较
继电器输出型（R） 晶体管输出型（T） 晶闸管输出型（S)
输出接口电路-继电器输出型
继电器输出型接口电路中，当CPU根据用户程序的运算把输 出信号送入PLC的输出映像区后，通过内部总线把输出信号送到 锁存器中。当输出锁存器的对应位为“1”时，其对应的发光二 极管（LED）导通发光，继电器的线圈带电，其触点则把负载和 电源连通起来，使得负载获得电流；当输出锁存器的对应位为 “0”时,其对应的发光二极管（LED）不导通，线圈不带电，其 触点则把负载L和电源隔断，使得负载不会获得电流。
接
口
口
I/O 扩 展 机
1、 CPU板
① 中央处理器CPU ② 存储器RAMROM ③ 并行接口PIO ④ 串行接口SIO ⑤ 时钟CTC
作用： ① 对系统进行管理，如自诊断、查错、级数刷
新等； ② 根据用户程序执行输入输出操作、程序解释
执行操作等。
中央处理单元（CPU）
CPU是PLC控制系统的运算及控制 中心，是PLC的核心。
接口类型 负载类型 开关频率 有无触点
继电器 交流/直流
较低 有
负载
大
响应速度
10ms
晶体管 直流 较高
无
晶闸管 交流 较高 无
中 0.2ms
小
1/10(ON/OFF) ms
注意：
所有输入输出信号全部经过了隔离 输入2次电路中设有RC滤波器，为防止由
可编程控制器技术完整教案
可编程控制器技术完整教案可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术是现代工业自动化系统中的核心技术之一、它以高速可靠的数据处理能力和灵活性强的软硬件配置能力成为工业自动化系统中控制执行单元的首选。
一、教学目标：1.了解可编程控制器的发展历史和基本原理；2.掌握可编程控制器的硬件结构和工作原理；3.学会使用编程软件进行可编程控制器的程序编写和调试；4.能够对工业自动化系统进行搭建和调试；5.培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
二、教学重点和难点：1.可编程控制器的硬件结构和工作原理；2.可编程控制器的程序编写和调试。
三、教学内容第一讲可编程控制器的发展历史和基本原理（60分钟）1.可编程控制器的概念和发展历程；2.可编程控制器的基本原理和特点；3.可编程控制器在工业自动化中的应用。
第二讲可编程控制器的硬件结构和工作原理（120分钟）1.可编程控制器的硬件组成和工作原理；2.PLC的输入输出模块和通信模块的原理和功能；3.可编程控制器与外部设备的连接和配置；4.可编程控制器的工作流程和工作模式。
第三讲可编程控制器的编程软件使用（180分钟）1.可编程控制器的编程语言和程序结构；2.可编程控制器的编程软件的安装和使用；3.可编程控制器的程序编写和调试实践。
第四讲工业自动化系统的搭建和调试（240分钟）1.工业自动化系统的基本组成和工作原理；2.可编程控制器在工业自动化系统中的应用实践；3.工业自动化系统的搭建和调试实践。
四、教学方法1.讲授与实践相结合的教学方法；2.通过案例分析和实际操作提高学生的实际操作能力；3.打破传统的教学模式，注重培养学生的创新能力和问题解决能力。
五、教学评价方式1.写作业：学生根据教学内容进行编程实践，完成相应的作业；2.实际操作评价：学生在实际搭建和调试工业自动化系统中的表现；3.考试评价：通过闭卷考试对学生的学习掌握情况进行综合评价。
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PLC的I／0响应时间
2--5 编程器与数据存储单元
2-5 编程器与数据存储单元
（一）、 专用编程器 1、简易编程器: 功能： 输入和编辑指令表程序 特点 : 体积很小 价格便宜
2、图形编程器 功能： 直接生成和编辑梯形图程序 特点 : 价格高 操作比较麻烦
2-5 编程器与数据存储单元
（二）、 个人计算机程序开发系统 功能：。编制 适时彩色图形操作器和文字处理器 。 对工业现场和系统仿真 。网络管理器和网络工作站 特点： 可以利用现有的计算机软件和网络资源
2--4
可编程序控制器的工作原理
可编程序控制器
按钮 选择 开关 限位 开关 电源
输 入 模 块
CPU 模块
输 出 模 块
接触器
电磁阀 电源
指示 灯
编程器
2-4
可编程序控制器的工作原理
一、 PLC 的工作状态：
运行状态 (RUN):
输入处理 执行程序 输出处理 内部处理 通讯处理
停止状态(STOP):
第2讲 可编程序控制器的硬件与工作原理
2-1 可编程序控制器的物理结构 一 、整体式
CPU 模 块 ， 输 入 输出模块和电源装在 一个箱状机壳内。 适用于小型PC， 它包括基本单元和扩 展单元
二 、模块式
由框架和模 块组成，模块插 在模块插座上， 模块插座焊在框 架中的总线连接 板上。
三、叠装式
微处理器
2--2 CPU模块 一、微处理器
存储器
（1）通用处理器：8086、80286、80386
（2）单片机芯片：8031、8096
（3）位片式微处理器：AMD-2900
2--2 CPU模块
二、存储器
(RAM) 随机存取存储器：可读可写，没有断电保持功能。 (ROM)只读存储器：只读，不能写。 (EPROM)可擦除可编程序的只读存储器：非易失性.用紫外线照 射芯片上的透镜窗口，可以擦除已写入的内容,写入新内容。 (EPPROM)可电擦除：的它是非易失的,间有ROM的非易 失性和RAM的随机存取的优点.但价格比较高。 RAM存放用户程序 ROM存放用户程序
功能强大
2-5 编程器与数据存储单元
（三） 数据存取单元
（三） 数据存取单元
内部处理 通讯处理
二、 PLC 的工作特点 输入信号集中批量处理 输出信号集中批量处理 程序集中执行 三、 PLC 的工作过程
扫描工作方式
四、PLC的扫描周期 T
T
=
公共部分扫描时间 +外设扫描时间 +用户程序执行时间 + I／0扫描时间 = 输入延迟时间 +扫描周期 +输出延迟时间 +输出时间
2-3
I/O模块
一 、 模块的外部接线方式
COM
汇 点 式
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
2--3
一 、 模块的外部接线方式
I/O模块
COM1
分 组 式
Y0
Y1
COM2
Y2
Y3
2--3
一 、 模块的外部接线方式
I/O模块
YO COM0
分 割 式
Y1
COM1 Y2 COM2 Y3
COM3