第八章 可编程控制器的应用
简述可编程控制PLC的应用
简述可编程控制PLC的应用1、可编程控制器概述在工业环境中，广泛使用的一种计算机是可编程控制器（PLC），它具有灵敏度高、工作效率高的优点，计算水平相当突出。
因此PLC经常被应用于存储中的逻辑运算、安排工序、定时、技术即算术运算工作，然后将结果以数字式或模拟式的方式输入输出，来对各类机械的生产过程进行控制。
现代工程系统的重要组成部分是PLC和集成控制系统，借助这一系统，可以让整个系统结合的更紧密，使管理控制体系可以更加高效、便捷的对系统进行管理。
在设计编程控制软件时，常常会由于可编程控制公司的不同而使其各具特色，而通过这种软件设计方式能够使PLC在逻辑控制编程方面更加简捷。
PLC采用了独特的抗干扰设计，可以很好的对抗电子线路带来的磁干扰。
在工业企业的日常生产中，电子线路产生的干扰是无法避免的，如果某一部分的抗干扰能力太差，将使整个系统无法顺利运行，所以一定要保证PLC系统具有较强的抗干扰能力。
在系统工作期间，也不能忽略以下几点：①要使信号源和屏蔽源同时接地；②信号侧屏蔽源未接地时，要使PLC侧接地；③如果信号线间有接头，屏蔽层就需进行加固和绝缘操作，尽可能避免多点接地；④若屏蔽双绞线与总屏电缆相连时测点信号较多，就要保证屏蔽层之间连接良好并实施绝缘操作，还要科学确定接地点的单点接点。
此外，PLC及其外围模块品类繁多，因此系统结构应具有较强的通用性；设计、施工、调试PLC系统时所耗费的时间不长，能使工作效率更高。
并且计算机技术的飞速发展和应用，也使PLC的功能愈加完善，例如中断、高速计数、WM高速脉冲输出和PID控制功能。
PLC设计控制器也因以上优势而被广泛应用。
2、PLC在自动控制系统中的应用概述PLC在自动控制系统中的应用领域极广。
例如泵站排涝系统、水利灌溉系统、城市饮用水系统、大规模的机器控制系统、工业生产流程中的应用等。
下文仅对PLC在直流电动机双闭环控制系统中的使用做出简单论述。
起动性能好、制动功能强、可以实现大面积内的平滑调速是直流电动机的主要优点，所以在工矿生产中得到了广泛应用。
可编程控制器原理及应用
可编程控制器原理及应用可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种数字式的、微型的、带有专用数字计算机特性的电子装置。
它具有自动化控制系统所需的输入输出接口、控制逻辑、计算处理和数据存储等功能。
可编程控制器可以广泛应用于工业自动化、机械设备、交通运输、建筑物控制、家庭自动化等领域。
本文将从可编程控制器的原理以及应用两个方面进行详细介绍。
一、可编程控制器的原理1.输入接口：可编程控制器通过输入接口将外部信号（例如传感器信号）转换成数字信号，以供中央处理器进行处理。
输入接口通常包括数字输入模块和模拟输入模块，数字输入模块接收开关信号、传感器信号等，模拟输入模块接收模拟传感器信号，例如温度、压力等。
2.中央处理器（CPU）：中央处理器是可编程控制器的核心部分，主要负责控制逻辑的运算和数据的处理。
中央处理器通常由微处理器、存储器和定时器等组成，它能够执行各种控制逻辑以及数学运算、函数计算等任务。
3.输出接口：可编程控制器通过输出接口控制执行器（例如电磁阀、电机等）的开关状态。
输出接口通常包括数字输出模块和模拟输出模块，数字输出模块能够控制开关状态，模拟输出模块能够输出模拟信号，例如控制电机的转速。
4.通信接口：可编程控制器可以通过通信接口与其他设备进行数据交换和通信。
通信接口通常包括串行接口、以太网接口等，用于与其他设备（如上位机、HMI人机界面）进行数据交换和实时监控。
二、可编程控制器的应用1.工业自动化：可编程控制器可以实现工厂的自动化生产线控制，对物体进行自动化的分拣、组装、检测等操作。
通过编写控制程序，设置不同的逻辑控制条件，能够实现生产线的高效率、高精度运行。
2.机械设备：可编程控制器可以应用于各种机械设备的控制和监控。
例如，印刷机、包装机、激光切割机等机械设备都可以使用可编程控制器进行自动化控制，提高生产效率和质量。
3.交通运输：可编程控制器可以应用于交通信号灯、地铁、机场行李输送系统等交通运输设备的控制和监控。
可编程控制器的应用举例
电梯控制系统
电梯是现代建筑中必不可少的运输设备，可编 程控制器在电梯控制系统中发挥着关键作用。
PLC能够根据电梯的楼层呼叫信号和运行状态， 进行逻辑运算和控制指令的输出，实现电梯的 自动选层、开关门、停靠等功能。
PLC还可以与电梯的故障检测系统相连，实时 监测电梯的运行状态，确保电梯的安全可靠运 行。
03
功能强大
PLC具有丰富的指令集、多种算术运 算、逻辑运算和顺序控制等功能，可 以满足各种工业控制需求。
05
04
灵活性好
PLC的模块化结构使其能够灵活地适应 各种规模的控制任务，且易于扩展和 修改。
可编程控制器的发展历程
初创期
发展期
成熟期
扩展期
20世纪60年代，美国通用汽 车公司（GM）为了提高汽车 生产线设备的利用率和生产 效率，提出了“通用十条” 招标条件，向世界各国著名 的电气厂商发出委托设计可 编程控制器的招标启事。
PART 02
可编程控制器的基本组成
中央处理器单元
01
中央处理器单元是可编程控制器 的核心，负责执行用户编写的程 序，处理输入信号，并控制输出 信号。
02
它包括运算器、控制器和寄存器 等组件，用于执行算术、逻辑、 比较和位操作等指令。
存储器
存储器是可编程控制器中的重要组成 部分，用于存储用户程序、系统程序 和数据。
电源
电源是可编程控制器的能源供应，用于提供稳定的直流电 源。
它通常采用开关电源，能够提供稳定的电压和电流，以保 证可编程控制器的正常工作。
编程器
编程器是用于编写、调试和下载用户程序的工具。
它通常采用计算机作为硬件平台，通过专用的编程软件实现程序的编写、调试和下载等功能。
第八章 FX2N系列可编程控制器应用指令及编程方法1-8节
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X002
Y002
（a）
(b)
7 August 2013
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第二节 程序流程类应用指令及应用
二、子程序指令及应用 1. 子程序指令的使用说明及其梯形图表示方法
子程序调用 FNC01 CALL 操作数：D(· 指针P0 ~ P62， ) 指针P64~P127 子程序返回 FNC02 SRET 无操作数
图8-12
7 August 2013
中断指令在梯形图中的表示
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第二节 程序流程类应用指令及应用
2. 中断指令的执行过程及应用实例 ⑴ 外部中断子程序
在主程序段程序执行中,特殊辅 助 继 电 器 M8050 为 零 时 , 标 号 为 I001的中断子程序允许执行。该 中断在输入口X000送入上升沿信 号时执行。上升沿信号出现一次， 该中断执行一次。执行完毕后即 返回主程序。中断子程序的内容 为秒时钟脉冲继电器M8013驱动输 出继电器Y012工作。
⑶ 标号设在相关的跳转指令之后，也可以设在跳 转指令之前。
7 Байду номын сангаасugust 2013
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第二节 程序流程类应用指令及应用
⑷ 使用CJ（P）指令时，跳转只执行一个扫描周 期，若用M8000作为跳转指令的工作条件，跳转就 成为无条件跳转。 ⑸ 跳转可用来执行程序初始化工作。
子程序是为一些特定的控制目的编制的相对独
立的程序。 规定在程序编排时，将主程序排在前边，子程序 排在后边， 并以主程序结束指令FEND（FNC06） 将两部分分隔开。
可编程控制器原理及其应用
可编程控制器原理及其应用可编程控制器（PLC）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，它的主要作用是根据预先设定的程序，通过对输入信号的检测和处理，控制输出信号以实现各种设备的自动控制。
可编程控制器的原理及其应用可以从以下几个方面来详细介绍。
一、可编程控制器的原理：1.输入模块：用于采集外部输入信号，如开关量信号、模拟量信号等，通过输入模块将这些信号传送到中央处理器。
2.中央处理器（CPU）：是可编程控制器的核心部分，负责执行控制程序。
中央处理器包含运算器、控制器和存储器。
运算器用于执行各种运算操作，控制器用于执行各种控制操作，存储器用于存放程序和数据。
3.输出模块：用于控制外部输出设备，如继电器、电磁阀等。
中央处理器处理完输入信号后，通过输出模块将控制信号发送到外部设备。
二、可编程控制器的应用：1.自动化生产线控制：可编程控制器可以对生产线上的设备进行自动控制，根据生产需求灵活调整生产线的运行状态，提高生产效率和质量。
2.机器人控制：可编程控制器可以实现对工业机器人的运动控制、路径规划和任务调度，使机器人能够完成各种复杂的操作任务，如焊接、装配等。
3.工艺过程控制：可编程控制器可以对工艺过程中的参数进行实时监测和调节，保持过程在设定的控制范围内，提高产品的一致性和稳定性。
4.智能建筑系统：可编程控制器可以通过对温度、湿度、光线等信号的检测和处理，对建筑内的照明、空调、安防等设备进行自动控制，提高建筑的能源利用效率和舒适性。
5.交通信号控制：可编程控制器可以实现对交通信号灯的定时控制，根据交通流量的变化调整信号灯的切换时间，提高交通流畅度和安全性。
三、可编程控制器的优点：与传统的继电器控制系统相比，可编程控制器具有以下优点：1.灵活性：可编程控制器的控制程序可以随时修改和调整，适应生产需求的变化。
2.可靠性：可编程控制器具有较高的可靠性和稳定性，可以长时间稳定地工作。
3.高效性：可编程控制器的反应速度快，能够实现实时控制，提高生产效率。
可编程控制器的应用
可编程控制器应用范围可编程控制器作为一种通用的工业控制器，它可用于所有的工业领域。
当前国内外已广泛地将可编程控制器成功地应用到机械、汽车、冶金、石油、化工、轻工、纺织、交通、电力、电信、采矿、建材、食品、造纸、军工、家电等各个领域，并且取得了相当可观的技术经济效益。
无锡上元PLC培训下面列举的是可编程控制器的部分应用实例。
1、电力工业：输煤系统控制，锅炉燃烧管理，‘灰渣和飞灰处理系统，汽轮机和锅炉的启停程序控制，化学补给水，冷凝水和废水的程序控制，锅炉缺水报警控制，水塔水位远程控制等。
2、机械工业：数控机床，自动装卸机，移送机械，工业用机器人控制，自动仓库控制，铸造控制，热处理，输送带控制，自动电镀生产线程序控制等。
3、汽车工业：移送机械控制，自动焊接控制，装配生产线控制，铸造控制，喷漆流水线控制等。
4、钢铁工业：加热炉控制，高炉上料、配料控制，钢板卷取控制，飞剪控制，料场进料、出料自动分配控制，包装和搬运控制，翻砂造型控制等。
5、化学工业：化学反应槽批量控制，化学水净化处理，自动配料，化工流程控制，汽囊硫化机控制，煤气燃烧控制，V带单鼓成型机控制等。
6、食品工业：发酵罐过程控制，配比控制，净洗控制，包装机控制，搅拌控制等。
7、造纸工业：纸浆搅拌控制，抄纸机控制，卷取机控制等。
8、轻工业：玻璃瓶厂炉子配料及自动制瓶控制，注塑机程序控制，搪瓷喷花，制鞋生产线控制，啤酒贴标机控制等。
无锡上元PLC培训9、纺织工业：手套机程序控制，落纱机控制，高温高压染缸群控，羊毛衫针织横机程控等。
10、建材工业：水泥生产工艺控制，水泥配料及水泥包装等。
11、公用事业：大楼电梯控制，大楼防灾机械控制，剧场舞台灯光控制，隧道排气控制，新闻转播控制等。
12、交通运输业：电动轮胎起重机控制，交通灯控制，汽车发电机力矩和转速校验，电梯控制等。
13、木材加工：单板干燥机控制，人造板生产线控制，胶板热压机控制等。
通过以上介绍，我们看到了可编程控制器应用的发展速度之快，应用范围之广。
可编程控制器应用最新课件
②存储器
• A)系统程序存储区：它是由生产厂家直接存放的、永久存 储的程序和指令，称为监控程序。监控程序和PLC的硬件组 成与专用部件的特性有关，用户不能随意访问和修改这部 分存储器的程序。
• B)存储器区：工作数据是PLC运行过程中经常变化的、需要 随机存取的—些数据。这些数据一般不需要长久保存，因 此采用随机存储器RAM。数据存储区包括输入、输出数据映 像区，定时器／计数器预置数和当前值的数据。
比较项
对操作人员的要 求
对内存的要求
价格
其他
通用计算机系统
PLC控制系统
需专门培训。并具有一定的计算机基 础
容量大
—般的技术人员，稍加培训即可操作使 用 容量小
价格高
价格较低
若用于控制，—‘般需自行设计
机种多，模块种类多，易于集成系统
可编程控制器应用最新课件
结论：一般情况下，在工业自 动化工程中采用PLC可靠、方 便、易于维元器件采取了筛选和老化等 可靠性措施 长
容易
有自诊能力，维护工作量小
结论： 由于PLC控制系统与继电器控制系统相比具有无法比拟
的优点，因而在今后的控制系统中，传统的继电器控制系 统被PLC控制系统所替代是大势所趋。
可编程控制器应用最新课件
2,PLC控制系统与计算机控制系统的比较
由许多继电器，采用接线的方式米完 成控制功能
适应性差。需要重新设计，改变继电 器和接线
低。靠机械动作实现
一般没有
连线多，施工繁
差，触点多，故障多
短
困难
工作量大，故障不易查找
可编程控制器应用最新课件
PLG控制系统
各种控制功能是通过编制的程序 来 实现的 适应性强。只需对程序进行修酌
可编程控制器原理及应用
一、可编程控制器概述
1.1 1.2 1.3 1.4 可编程控制器的产生 可编程控制器的特点 可编程控制器的分类 PLC的应用和发展 的应用和发展
1.2 可编程控制器的特点 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计 算机，具有许多明显的特点： ①可靠性高、抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善、接口功能强，目前的可编程控 制器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算 术运算、定时、计算、顺序控制、通信、人机对 话、自检、记录和显示等功能，使设备控制水平 大大提高。
PLC的更新很快：
PLC技术发展特点为高速度、大容量、系列化、模块化、 多品种。 PLC的编程语言、编程工具多样化，通信联网功能越来 越强。 PLC的联网和通信可分为两类：一类是PLC之间的联网 通信，多制造厂商都有自己的专有联网手段；另一类是PLC 与计算机之间的联网通信，一般PLC都有通信模块用于计算 机通信。 在网络中要有通用的通信标准，否则在一个网络中不能 连接许多厂商的产品。美国通用汽车公司在1983年提出的制 造自动化协议（MAP——Manufacture Automation Protocol） 是众多通信标准中发展最快的一个。MAP的主要特点是提供 以开放性为基础的局部网络，使来自许多厂商的设备可以通 过相同的通信协议而相互连接。由于MAP的出现，推动了通 信标准化的进程。
二、PLC组成与工作原理 PLC组成与工作原理
2.1 PLC的组成及其各部份的功能 的组成及其各部份的功能 2.2 PLC的编程语言 的编程语言 2.3 PLC的工作原理 的工作原理
2.3 PLC的工作原理 的工作原理 PLC采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如 下图：
内部处理
停止
通信操作 输入处理 程序执行 输出处理
可编程控制器的应用领域
可编程控制器的应用领域
个人微机、单板机、单片机和工业掌握计算机用于工业掌握存在如下缺点：个人微机需要附加专用I/O接口且抗干扰力量较差；单板机难于满意简单掌握要求，且必需进行接口的开发设计；单片机一般要附加配套集成电路和I/O接口；工业掌握计算机价格太高；掌握程序大多采纳较难把握的汇编语言编写。
而plc克服了上诉缺点，其应用范围正不断扩大，甚至过去使用专用计算机的场合也可使用PLC。
1. 开关量规律掌握这是PLC最基本最广泛的应用。
可以用价格低、仅有开关量掌握功能的小型PLC作为继电器掌握的替代物，开关量掌握可以用于单台设备，也可用于自动生产线。
2. 运动掌握PLC可使用专用运动掌握模块实现直线运动和圆周运动的位置掌握。
大部分PLC都有运动掌握功能，可广泛用于各种机械，如机床、装配机械、机器人、电梯等。
3. 闭环过程掌握过程掌握是指对温度、压力、流量、转速等连续变化的模拟量的闭环掌握。
现在的PLC一般都具有D/A、A/D 转换及PID闭环掌握功能的专用模块，可广泛用于塑料挤压成型机、加热炉、锅炉等设备和轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业的闭环过程掌握。
4. 数据处理现在的PLC具有很强的数学运算力量，可以完成数据的采集和分析。
数据处理一般用于大型掌握系统如无人柔性制造系统或过程掌握系统。
5. 通讯现在的PLC许多具有PLC与PLC、PLC与远程I/O、PLC 与上位计算机之间的通讯功能。
利用它的通讯功能，可形成多级掌握系统。
通常采纳多台PLC分散掌握，由上位计算机集中管理，这种掌握系统称为分散式掌握系统。
电气控制与可编程控制器技术第八章 FX2N系列PLC应用指令及编程方法第二节程序流程类应用指令及应用
作为工业控制计算机，PLC仅有基本指令是
远远不够的。现代工业控制在许多场合需要数 据处理，因而PLC制造商逐步在PLC中引入应用 指令（Applied Instruction，也有的书称为功能指 令Functional Instruction），用于数据的传送、 运算、变换及程序控制等应用。这使得PLC成 了真正意义上的计算机。特别是近年来，应用 指令又向综合性方向迈进了一大步，出现了许 多一条指令即能实现以往需要大段程序才能完 成的某种任务的指令，如PID应用、表应用等。 这类指令实际上就是一个个应用完整的子程序， 从而大大提高了PLC的实用价值和普及率。
X011 断开
X011 接通
跳转对元器件状态的影响
跳转后的 触点状态
X001、X002、 X003、接通 X001、X002、 X003、断开
X004 接通
转过程中 Y001、M1、S1断开 Y001、M1、S1接通 定时器不动作
X004 断开 X006 接通 X006 断开 X010 接通 X010 断开 X011 接通 X011 断开
（2）被跳过程序段中的时间继电器T及 计数器C，无论其是否具有掉电保持功能， 由于跳过的程序停止执行，它们的现实值寄 存器被锁定，跳转发生后其计时、计数值保 持不变，在跳转中止，程序继续执行时，计 时计数将继续进行。另外，计时、计数器的 复位指令具有优先权，即使复位指令位于被 跳过的程序段中，执行条件满足时，复位工 作也将执行。
P10
FNC 01 CALL
P11
FNC 06 FEND
降温控制程序
FNC 02 SRET
升温控制程序
FNC 02 SRET
图8-11 温度控制子程序结构图
三、中断指令及其应用
可编程控制原理及应用
可编程控制原理及应用
可编程控制原理是指利用计算机或微处理器等工具，通过程序编写，对自动控制系统进行逻辑和功能的设定与修改。
它的应用广泛，涵盖了工业生产、交通运输、农业、医疗、办公等各个领域。
在工业生产中，可编程控制原理可以控制机械设备的运行，比如机床、注塑机、输送带等。
通过编写程序，可以实现自动化生产流程的控制，提高生产效率和质量。
在交通运输领域，可编程控制原理可以应用于交通信号灯的控制。
通过编写程序，可以实现信号灯根据不同时间段和交通流量的变化，进行合理的调配和控制，提高道路交通的流畅性和安全性。
在农业领域，可编程控制原理可以应用于农业机械的自动化控制。
比如，编写程序控制灌溉系统，可以根据土壤湿度和气象条件进行智能化的灌溉，提高农作物的生长效益。
在医疗领域，可编程控制原理可以应用于医疗设备的控制。
比如，编写程序控制心电图机，可以实现心电图的自动测量和分析，提供精准的诊断结果。
在办公领域，可编程控制原理可以应用于智能化办公设备的控制。
比如，编写程序控制智能打印机，可以实现自动双面打印、节能省电等功能，提高办公效率和环保性。
总之，可编程控制原理的应用涉及各个领域，通过编写程序，可以实现对自动控制系统的灵活控制和调整，提高工作效率和质量。
这一原理与应用的发展，将持续推动科技进步和社会发展。
可编程控制器的分类及应用
可编程控制器的分类及应用1、可编程序控制器的分类PLC的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外形等方面均存在较大差异。
因此，PLC的分类没有严格的统一标准，可以按照结构型式、控制规模、实现的功能等进行大致的分类。
（1）按结构分类PLC按照其硬件的结构型式可以分为整体式和组合式，整体式PLC外观上是一个箱体，又称箱体式PLC。
组合式PLC在硬件构成上具有较高灵活性，由各种模块组成，可进行组合以构成不同控制规模和功能的PLC，也称模块式PLC。
（2）按控制规模分类PLC的控制规模主要是指开关量的输入输出点数及模拟量的输入输出路数，但主要以开关量的点数计数。
模拟量的路数可折算成开关量的点数，一般一路模拟量相当于8～16点开关量。
根据I/O控制点数的不同，PLC大致可分为超小型、小型、中型、大型及超大型。
2、可编程序控制器的应用随着PLC的性能价格比的不断提高，微处理器的芯片及有关的元件价格大大降低，PC的成本下降；PLC的功能大大增强，因而PLC 的应用日益广泛。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保等各行各业。
其应用范围大致可归纳为以下几种：（1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域。
它取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制。
开关量的逻辑控制可用于单机控制，也可用于多机群控，亦可用于自动生产线的控制等。
（2）运动控制PLC可用于直线运动或圆周运动的控制。
早期直接用开关量I/O 模块连接位置传感器和执行机械，现在一般使用专用的运动模块。
目前，制造商已提供了拖动步进电机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块。
即把描述目标位置的数据送给模块，模块移动一轴或多轴到目标位置。
当每个轴运动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。
运动的程序可用PLC的语言完成，通过编程器输入。
（3）闭环过程控制PLC通过模拟量的I/O模块实现模拟量与数字量的A/D、D/A转换，可实现对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的PID控制。
《可编程控制器应用》课件
01
电子技术基础
了解数字电路和模拟电路的基本 原理，熟悉常用电子元件的工作 原理和使用方法。
计算机原理
02
03
编程语言基础
了解计算机的基本组成和工作原 理，熟悉计算机的输入输出、存 储和运算等基本功能。
掌握至少一门编程语言，如C、C 或Java等，了解编程的基本概念 和方法。
学习可编程控制器的实践经验积累
03
可编程控制器的实际应用案 例
工业自动化生产线控制
总结词
实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
详细描述
可编程控制器（PLC）在工业自动化生产线控制中发挥着重要作用。通过编程控 制，PLC能够精确地控制生产线的各个环节，实现自动化生产。这不仅可以提高 生产效率，还能减少人为操作失误，提高产品质量。
可编程控制器的软件组成
1 2
3
编程软件
用于编写、编辑、调试用户程序，常见的有西门子的STEP 7 和三菱的GX Works2等。
控制软件
用于实现控制算法和逻辑运算，是可编程控制器的重要组成 部分。
监控软件
用于实时监控可编程控制器的工作状态和数据，便于调试和 维护。
可编程控制器的工作原理
扫描输入
可编程控制器通过输入接口不断扫描外部设备的状态，并将结果存入内部存储器中。
智能家居系统控制
总结词
实现家居设备的智能化控制，提升居住体验和能源利用效率。
详细描述
在智能家居系统中，可编程控制器能够实现对各种家居设备的集中控制。通过预设的程序，PLC可以自动控制家 电的运行，提供便捷的生活服务。同时，智能家居系统还能根据家庭成员的生活习惯智能调节室内环境，提高居 住体验和能源利用效率。
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理及应用PLC习题解答（S7-200系列PLC）第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
第八章 可编程控制器的应用-35页文档资料
Date:2019/11/18 Page: 机械工程与自动化学院
第十章 可编程控制器的应用 第三节 PLC的软件设计
一、翻译法
用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图 中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对 旧设备、旧控制系统的技术改造。
设计举例 正反转 时间控制
Date:2019/11/18 Page: 机械工程与自动化学院
动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机 械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。
Date:2019/11/18 Page: 机械工程与自动化学院
第十章 可编程控制器的应用
控制说明： ③A,B,C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。
L(Y3)＝( X0 +X1)·X2·Y2 +M10
X0
X2 Y2
Y3
X1
M10
Date:2019/11/18 Page: 机械工程与自动化学院
第十章 可编程控制器的应用
控制说明： ①工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D
点（LS0动作）。 ②只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸
Date:2019/11/18 Page: 8 机械工程与自动化学院
第十章 可编程控制器的应用
三、CPU的速度
CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对 于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般 的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统， 则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。
Date:2019/11/18 Page: 4 机械工程与自动化学院
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
plc可编程控制器的原理及应用
PLC可编程控制器的原理及应用背景信息PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种数字化的电气控制设备，广泛应用于工业自动化领域。
本文将介绍PLC的原理以及它在各个行业中的应用。
PLC的原理PLC的原理是基于逻辑控制的自动化技术。
它使用可编程的内存来存储和执行用户定义的控制程序，通过输入和输出模块与外部设备进行交互。
PLC的核心是中央处理单元（CPU），它负责执行用户程序并控制内部各个模块的通信和操作。
PLC的控制程序通常使用类似于逻辑电路的图形化编程语言进行编写，例如梯形图（ladder diagram）和指令表（instruction list）。
这些程序描述了输入信号的逻辑关系和输出信号的动作，实现对外部设备的控制。
PLC的内存结构包括输入寄存器、输出寄存器和数据存储器。
输入寄存器用于存储外部设备输入的信号，输出寄存器用于存储PLC输出的信号，数据存储器用于存储中间结果和用户定义的变量。
PLC的应用领域PLC的应用广泛涉及到各个行业，以下是一些常见的应用领域：1. 工业自动化在工业自动化中，PLC被广泛应用于各种生产线和工艺过程的控制。
它可以实现对传感器和执行器的精确控制，调度和监控设备运行状态，实现自动生产和质量控制。
2. 制造业在制造业中，PLC可用于控制和监视机器人、传送带、液压机械等设备的运行。
它可以提高生产效率，减少人力成本，并确保产品质量的稳定和一致性。
3. 汽车工业PLC广泛应用于汽车工业中的各个环节，包括汽车装配线、焊接机器人、安全系统等。
它可以实现对汽车生产过程的灵活调度和控制，提高生产效率和产品质量。
4. 电力系统在电力系统中，PLC被用于实现对电网的监控和控制。
它可以监测电力设备的运行状态，自动调节电网的负载平衡，并对故障进行快速诊断和恢复。
5. 运输和物流PLC在运输和物流领域的应用包括电梯控制、交通信号灯、输送带系统等。
可编程控制器原理及其应用
可编程控制器原理及其应用一、可编程控制器的原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字化的电气控制系统，它是由微处理器、存储器、输入输出接口电路、通信接口电路等组成的。
PLC的基本原理是通过输入模块采集现场信号，经过处理后，通过输出模块控制执行器，实现对现场设备的控制。
PLC的输入输出模块可以根据实际需要进行扩展，从而实现对更多设备的控制。
PLC的程序是由用户编写的，程序可以通过编程软件进行编辑、调试和修改。
PLC的程序可以实现多种控制逻辑，例如顺序控制、计数控制、定时控制、比较控制、位置控制等。
PLC的程序可以通过通信接口和上位机进行通信，实现对PLC的远程监控和控制。
二、可编程控制器的应用PLC在现代工业自动化控制中应用广泛，其主要应用领域包括以下几个方面：1. 工业生产线控制PLC可以实现对工业生产线的控制，例如对装配线、流水线、包装线等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对生产线的自动化控制，从而提高生产效率和质量。
2. 机器人控制PLC可以实现对机器人的控制，例如对焊接机器人、喷涂机器人、装配机器人等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对机器人的自动化控制，从而提高生产效率和质量。
3. 智能建筑控制PLC可以实现对智能建筑的控制，例如对楼宇自动化控制系统、空调系统、照明系统等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对智能建筑的自动化控制，从而提高能源利用效率和舒适度。
4. 交通信号控制PLC可以实现对交通信号的控制，例如对红绿灯、行人信号灯等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对交通信号的自动化控制，从而提高交通流量和安全性。
5. 水处理控制PLC可以实现对水处理设备的控制，例如对水泵、过滤器、加药设备等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对水处理设备的自动化控制，从而提高水质和水量的稳定性。
总之，PLC在现代工业自动化控制中应用广泛，其应用领域不断扩大，为工业自动化控制提供了强有力的支持。
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Date:2013-7-13
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第十章
可编程控制器的应用
四、PLC模块的选择
远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远
离控制站 高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频 率不能满足要求时，可选择使用 定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位 通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通 信与联网 模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量， 进行输入、输出。
一、PLC控制系统设计的基本原则
1．满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要， PLC选用功能较强的新产 品，并留有适当的余量。 2．系统安全、可靠 3．尽可能简单、经济、使用与维修方便 4．具有高的性能价格比。
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第十章
可编程控制器的应用
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第十章
可编程控制器的应用
三、CPU的速度
CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。 对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一 般的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统， 则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。
Date:2013-7-13
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第十章
可编程控制器的应用
整体式 结构形式 模块式 安装方式 集中式 远程I／O式 分布式
一、PLC机型选择
功能要求
响应速度 系统可靠性
机型统一
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第十章
可编程控制器的应用
性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了
良好的效果。 如：MPS模块化自动生产加工系统
智能群控电梯控制系统
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第十章
MPS 生 产
可编程控制器的应用
加
工 系 统
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第十章
接触器、继电器、电磁阀 指示灯、数字显示装置、电 铃、蜂鸣器 交直流负载 直流负载
交流负载
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第十章
可编程控制器的应用
二、PLC I/O端口选择
I/O点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。 确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所 需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展 的需要再相应增加 10％～15％的余量
输入信号 数字信号 开关信号
数字开关 按钮、转换开关、形成开关、 触点
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第十章
可编程控制器的应用
二、PLCI/O端口选择
输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。 分类：驱动负载 显示负载 继电器输出 输出端口： 晶体管输出 晶闸管输出
X2 S22 X3 S23 X4
Y2
SET S22 S22 Y3 X3 SET S22 S23 Y4 X4 S0 RET END
Y3
Y4
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第十章
可编程控制器的应用 第三节 PLC的软件设计
一、翻译法
用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图 中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对
②工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。
③传送带流程：在侦测到E点有工件且B缸在上极限位置时，
应驱动传送带转动。
④上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完
成组合。
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第十章
可编程控制器的应用
D点工件传感器LS0，使用输入继电器X0 A缸左限位传感器LS1，使用输入继电器X1 A缸右限位传感器LS2，使用输入继电器X2 B缸下限位传感器LS3，使用输入继电器X3 B缸上限位传感器LS4，使用输入继电器X4 E点工件传感器LS5，使用输入继电器X5 A缸驱动，使用输出继
二、PLCI/O端口选择
输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入 信号的器件。 分类
按钮、选择开关、数字开关 主令器件 行程开关、接近开关、光电开关、继 电器触点，接触器辅助触点 检测器件 行程开关、接近开关、光电 开关、继电器触点，接触器 有源触点输入器件 辅助触点 行程开关、接近开关、光电 无源触点输入器件 开关、继电器触点，接触器 辅助触点 模拟信号 压力传感器、温度传感器
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第十章
可编程控制器的应用
PLC控制系统设计步骤流程图
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第十章
可编程控制器的应用
第二节 PLC的硬件设置
PLC机型的选择 I/O点的数量和种类 CPU的速度 内存容量 编程器 打印机 I/O模块 通讯接口模块 通讯传输电缆
点（LS0动作）。 ②只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸 动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机 械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（ A缸复位）。
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设计举例
“与”逻辑关系
“或”逻辑关系 “与、或、非”逻辑关系
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第十章
“与”
可编程控制器的应用
X0 X1 X2 M1 Y1
L(Y1)＝ X0 · X2· X1· M1
X0
“或”
L(Y2)＝ X0 +X1+M2 +Y2
Y2 X1 M2 Y2
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第十章
可编程控制器的应用
A,B,C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。
控制说明： ③
④C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作。 ⑤当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带马达转动以运走工件， 经2秒后传送带马达自动停止。工件若未完全运走（计时未到） 时，则应等待传送带马达停止后才能将工件移走。
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第十章
可编程控制器的应用
控制说明：
⑥LS0→D点有无工件侦测用限制开关 LS1→A缸前行限制开关（左极限）
LS2→A缸退回限制开关（右极限）
LS4→B缸上升限制开关（上极限） LS3→B缸下降限制开关（下极限）
LS5→E点有无工件侦测用限制开关
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第十章
可编程控制器的应用
三、逻辑设计法
以布尔逻辑代数为理论基础，以逻辑变量“0”或 “1”作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种基 本逻辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运算， 把触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1”来表示。
旧设备、旧控制系统的技术改造。
设计举例 正反转 时间控制
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第十章
可编程控制器的应用
一、翻译法
正反转
SB X1 SB1 KM1 SB2 KM2 SB COM X0 X1 X2 COM Y1 Y2 X0 Y2 Y1 Y1 KM1 KM2 X2 Y2 X0 Y1 Y2
元件分配：
电器Y0 B缸驱动，使用输出继 电器Y1 C缸驱动，使用输出继 电器Y2 传送带驱动，使用输 出继电器Y3
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第十章
可编程控制器的应用
B缸下移 （Y1 ON） C缸夹取工件并延时 （Y2 ON） B缸上升 （Y1 OFF） A缸前进 （Y0 ON） A缸退回至右极限位置 （LS2 ON） 工件尚未 完全搬运
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第十章
可编程控制器的应用 状态转移图与梯形图
M8002 SET S0 M8002 S0 X0 S20 X1 Y1 S21 S0 S20 Y1 X1 SET S21 X0 SET S20
LD M8002 SET S0 SEL S0 LD X0 SET S20
Y2
X2
LD X0
S21
Date:2013-7-13
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第十章
可编程控制器的应用
六、电源电压的选择
我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选 择24V直流电源供电。 输入信号电源，一般利用PLC内部提供的直流24V电 源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源， 提高稳定避免干扰。 选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。
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第十章
可编程控制器的应用
五、PLC外围设
PLC的外围设备主要是人—机对话装置，用于PLC的 编程和监控。通过人—机对话装置可以进行编程、调试 及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设 备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。