项目2 PLC控制技术基础
PLC技术及应用项目基础知识复习题 参考答案
B.2 参考答案1．PLC的全称为：Programmable Logic Controller。
PLC的定义： PLC是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术以及通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。
它采用可编程序存储器，来存贮和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出方式，控制各种类型的机械或生产过程，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。
2．执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作，通过数字式或模拟式的输入和输出方式，控制各种类型的机械或生产过程。
3．PLC的特点：（1）性能稳定可靠，抗干扰能力强（2）功能完善（3）通用性好，应用灵活（4）编程简单，手段多，控制程序可变（5）接线简单（6）监视功能强（7）速度快（8）体积小，重量轻，功耗低4．PLC的应用范围：（1）开关量逻辑控制（2）运动控制（3）闭环过程控制（4）数据处理（5）通讯及联网5．接线逻辑是指纯粹依靠继电器电路来完成对电器设备控制的逻辑控制方式；而存储逻辑则是依据存储程序的变化来完成对电器设备控制的逻辑控制方式。
两者的最大差别就在于：接线逻辑在控制改变，改造控制系统时需要大量地变动硬件接线，而存储逻辑在控制改变，改造控制系统时则不需要做如此多的接线变动。
6．继电接触器控制系统是以继电器、接触器、按钮、行程开关等等电器元件构成的，它依据线圈吸合时，常闭触点先打开，常开触点后闭合的工作方式进行工作。
PLC系统和继电器控制系统的相同点在于：他们都可以完成对控制电路的控制作用，都是电器设备的常用控制方式，并且PLC系统是在对继电器控制系统改造后得到的。
PLC系统和继电器控制系统的主要不同点在于：他们的工作控制方式不同，继电接触器控制系统依据线圈吸合时，常闭触点先打开，常开触点后闭合的工作方式进行工作。
而PLC系统则依据循环扫描顺序执行的工作方式工作。
PLC控制技术2 课程标准
《PLC控制技术2》课程标准二级学院（部）：机电工程学院执笔人：王福仁审核人：制订日期： 2019年9月修订日期：酒泉职业技术学院教务处制二〇一九年九月《PLC控制技术2》课程标准一、课程信息表1 课程信息表表2 课程标准开发团队名单二、课程性质和功能定位（一）课程性质PLC控制技术2》是电气自动化及技术专业核心学习领域课程，是集计算机技术、电工技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性课程。
课程任务：通过本课程的学习，能够使学生掌握PLC的构成、指令系统及编程方法，形成控制电路的初步设计、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现控制要求的能力。
（二）课程功能定位表3 课程功能定位分析三、课程目标与内容（一）课程总目标1.知识目标使学生掌握S7 200 SMART PLC的基本特性及编程方法，了解FX2N PLC的基本使用，为学习后续课程和今后的工作准备必要的基础知识。
2.能力目标培养学生掌握PLC的功能指令、模拟量控制、网络通讯等进阶知识，形成控制电路的设计、安装、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现控制要求的能力。
3.素质目标在教学过程中，引导学生热爱工作、积极进取，并达到以下要求：对从事PLC的设计、编程、调试工作，充满热情；有较强的求知欲，乐于、善于使用所学编程知识与逻辑思维解决生产实际问题。
具有克服困难的信心和决心，从战胜困难中体验喜悦；具有实事求是的科学态度。
对中国制造业及智能制造有着崇高理想，具备学习报国的信念。
（二）课程具体目标表4 课程教学目标与内容表5 课程教学安排四、课程考核在实施“能力”为中心的职业教育中，建立新的、系统的、动态的考核体系是实施创新教育的必要保证，考核内容必须符合全面、系统、动态和多样的原则。
（一）课程考核课程考核分为终结性评价和过程性评价两部分，关注学生个体差异，重视学生实践技能考核。
（二）终结性评价终结性评价即期末考试，为综合操作考核,以百分制评分，占总成绩的50%；评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。
PLC项目教学教案
PLC项目教学教案第一章：PLC基础知识1.1 PLC简介1.1.1 PLC的定义1.1.2 PLC的发展历程1.1.3 PLC的应用领域1.2 PLC的组成部分1.2.1 中央处理单元（CPU）1.2.2 输入/输出模块（I/O模块）1.2.3 电源模块1.2.4 编程设备及通信接口1.3 PLC的工作原理1.3.1 PLC的工作方式1.3.2 PLC的扫描周期1.3.3 PLC的指令系统第二章：PLC编程软件的使用2.1 编程软件的安装与启动2.1.1 软件的安装步骤2.1.2 软件的启动及界面简介2.2 编程软件的基本操作2.2.1 创建新项目2.2.2 输入/编辑程序2.2.3 编译与程序2.3 编程软件的功能模块2.3.1 梯形图编程2.3.2 功能块图编程2.3.3 指令表编程第三章：PLC编程技术3.1 定时器与计数器3.1.1 定时器的使用3.1.2 计数器的使用3.2 逻辑控制指令3.2.1 常用的逻辑控制指令3.2.2 指令的编程与应用3.3 数据传输与运算指令3.3.1 数据传输指令3.3.2 运算指令3.4 功能指令3.4.1 常用功能指令简介3.4.2 功能指令的应用实例第四章：PLC控制系统设计4.1 PLC控制系统设计流程4.1.1 需求分析4.1.2 硬件选型4.1.3 软件设计4.1.4 系统调试与验收4.2 PLC控制系统硬件设计4.2.1 PLC的选型及参数确定4.2.2 I/O模块的配置4.2.3 外围设备的选型及连接4.3 PLC控制系统软件设计4.3.1 梯形图编程方法4.3.2 功能块图编程方法4.3.3 指令表编程方法第五章：PLC项目实践5.1 项目一：三相异步电动机的启停控制5.1.1 项目要求5.1.2 设计思路5.1.3 编程与实现5.2 项目二：抢答器系统5.2.1 项目要求5.2.2 设计思路5.2.3 编程与实现5.3 项目三：水位自动控制系统5.3.1 项目要求5.3.2 设计思路5.3.3 编程与实现5.4 项目四：交通信号灯控制系统5.4.1 项目要求5.4.2 设计思路5.4.3 编程与实现5.5 项目五：小型生产线自动控制系统5.5.1 项目要求5.5.2 设计思路5.5.3 编程与实现第六章：PLC的故障诊断与维护6.1 PLC故障诊断方法6.1.1 视觉检查法6.1.2 信号诊断法6.1.3 程序检查法6.2 PLC故障处理步骤6.2.1 确定故障现象6.2.2 定位故障部位6.2.3 故障原因分析6.2.4 故障排除与修复6.3 PLC的日常维护与保养6.3.1 环境要求6.3.2 硬件维护6.3.3 软件维护第七章：PLC在工业现场的应用案例分析7.1 案例一：PLC在自动化生产线的应用7.1.1 应用背景7.1.2 系统设计7.1.3 实施效果分析7.2 案例二：PLC在电梯控制系统中的应用7.2.1 应用背景7.2.2 系统设计7.2.3 实施效果分析7.3 案例三：PLC在环保领域的应用7.3.1 应用背景7.3.2 系统设计7.3.3 实施效果分析第八章：PLC技术的发展趋势8.1 PLC技术的创新点8.1.1 微处理器的升级8.1.2 通信技术的进步8.1.3 编程技术的创新8.2 PLC技术在物联网中的应用8.2.1 物联网的基本概念8.2.2 PLC在物联网中的作用8.2.3 物联网下的PLC技术发展8.3 PLC技术在智能制造中的应用8.3.1 智能制造的概念8.3.2 PLC在智能制造中的关键作用8.3.3 智能制造下的PLC技术发展第九章：PLC技术的安全性与可靠性9.1 PLC系统的安全性9.1.1 硬件安全措施9.1.2 软件安全措施9.1.3 系统安全防护策略9.2 PLC系统的可靠性9.2.1 硬件可靠性设计9.2.2 软件可靠性设计9.2.3 系统可靠性评估与改进第十章：PLC技术的未来展望10.1 新型PLC技术的发展方向10.1.1 边缘计算与PLC的融合10.1.2 与PLC的结合10.1.3 开源PLC技术的兴起10.2 PLC技术在未来的应用前景10.2.1 工业4.0与PLC技术10.2.2 智慧城市与PLC技术10.2.3 轨道交通与PLC技术重点和难点解析一、PLC基础知识重点和难点解析：PLC的定义、发展历程、应用领域以及其组成部分和工作原理是理解PLC技术的基础。
PLC应用技术图解项目化教程(西门子S7-300)(第2版)课件-项目2
变量管理器：用于管理内部变量和外部变量。 图形编辑器：用于可自由组态的监控和操作。 报警记录编辑器：用于在DIN19-235的基础上获取和存档
事件。 变量记录编辑器：用于压缩和存储被测数值和菜单处理。 报表编辑器：用于受时间控制和事件驱动的带有可自由组
块种类 步骤3. 讲述信号模块、电源模块、编程器的功能及应
用 步骤4. 讲述智能I/O接口、通信接口、HMI及S7-
300PLC结构特点 步骤5. 讲述PLC安装环境，能独立操作完成典型S7-
300PLC的硬件安装过程。 步骤6. 总结S7-300PLC硬件安装注意事项。
（1）接收与存储用户由编程器键入的用户程序和数据； （2）检查编程过程中的语法错误，诊断电源及PLC内部
的工作故障；
（3）用扫描方式工作，接收来自现场的输入信号，并输 入到输入映像寄存器和数据存储器中；
（4）在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用 户程序，完成用户程序所规定的逻辑运算、算术运算 及数据处理等操作；
2.2.5 编程器
编程器：用于用户程序的输入、编辑、调 试和监视，还可以通过其键盘去调用和显 示PLC的一些内部继电器状态和系统参数。 它经过编程器接口与CPU联系，完成人机 对话。
用PC机作编程器
2.2.6 智能I/O接口
为适应和满足更加复杂控制功能的需 要，PLC生产厂家均生产了各种不同功 能的智能I/O接口，这些I/O接口块上一般 都有独立的微处理器和控制软件，可以 独立地工作，以便减少CPU模块的压力。
（2）标准型CPU系列
标准型CPU包括CPU312、CPU314、CPU3152DP 、 CPU315-2PN/DP 、 CPU317-2DP 、 CPU317-2PN/DP 和CPU319-3 PN/DP 。型 号中 带有PN/DP的CPU有一个PROFINET接口和一个 MPI/DP接口。
“PLC应用技术”课程标准
“PLC应用技术”课程标准一、课程概述１．课程定位本课程是三年制高职机电专业、数控专业、电气自动化专业、电子信息工程专业的一门重要专业课程，其学习要以《电机与控制》为基础，目标是培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，能对简单的可编程控制系统进行程序设计、运行、调试与维护，满足生产现场可编程控制系统应用的需要。
通过《PLC应用技术》课程，培养学生的实际动手能力和分析与解决工程实际问题的能力，进一步培养学生理论联系实际的工作作风，加深理解和巩固可编程序控制器和变频器方面的基础知识，为实际应用可编程序控制器和变频器打下良好的基础。
通过工学结合模式的《PLC应用技术》课程的学习、训练，学生能够获得初步的工程实践能力。
《PLC应用技术》的前置课程有《电机与电力拖动基础》、《电工与电子技术》、《电气控制与运行》等。
同行课程为《液压与气压系统安调与维修》、《单片机技术应用》、《传感器与检测技术》，后继课程为《变频器的安装与调试》、《数控编程与加工》、《农机设备装配与维修》、专业综合实训、毕业设计、顶岗实习等。
它是一门应用性、实践性、逻辑性很强的课程。
２．设计思路本课程标准以相关专业学生的就业为导向，根据行业专家对有关专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以电气自动化控制为主线，以本专业应共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，按照由浅入深，从简单到复杂的原则，整合、序化教学项目，实现能力递进。
教学项目按设备运行控制的方案设计——器件选择——系统装配——系统调试工作过程合理组织教学内容。
确定本课程的工作模块和课程内容。
为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实训过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
课程教学以项目为载体，依照真实工作过程，将基本指令应用顺控指令应用功能指令应用融合到项目教学过程中，学做一体，将知识和技能培养融入工作过程中，实现课程教学目标。
项目二PLC的基本逻辑指令应用任务四水塔水位控制
（1）边沿触发指令EU、ED均无操作数，且可以 无限次地使用。
（2）EU/ED常用于启动或关断条件的判断，以 及配合功能指令完成逻辑控制任务。
项目二 PLC基本指令应用
边沿触发指令应用举例
(a) 梯形图
I0.1 Q0.1 1个扫描周期 Q0.2
（c）波形图
任务四 水塔水位的控制 网络1 LD I0.1 EU = Q0.1 网络2 LD I0.1 ED = Q0.2 (b) 语句表
三、任务实施
四、知识拓展
立即指令，特殊标志寄存器
SM
项目二 PLC基本指令应用
任务四 水塔水位的控制
一、任务导入与分析
图2-28水塔水位控制示意图
按下初始启动按钮SB0，进水阀Y 开启，系统给水池中注水，10S后M启 动抽水给水塔。每当水池水位到达高位 （S3液面传感器为ON）时，进水阀Y 关闭，水塔水位到达高位（S1液面传 感器为ON）时，电机M停止；每当水 池水位低于低位（S4液面传感器为 OFF）时，进水阀Y开启，水塔水位低 于低位（S2液面传感器为OFF）时， 电机M启动。 用PLC实现对水塔水位 的控制。
项目二 PLC基本指令应用
任务四 水塔水位的控制
（2）立即输出指令 ＝I
该指令将栈顶值立即复制到指令所指定的物理输
出点，同时刷新输出映像寄存器的内容。立即输出指 令操作数只能是输出映像寄存器。立即输出指令比一 般指令占用 CPU 的时间长，故不要盲目地多用该类 指令。
bit
bit
bit
I
=I bit (a) 立即输出指令
立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应 速度而设置的，它不受PLC循环扫描工作方式的影 响，允许对输入/输出点进行快速直接存取。
《PLC技术》课程标准
《PLC技术》课程标准一、概述（一）课程性质《PLC技术》是自动控制专业和机电专业的一门专业必修课程。
（二）课程基本理念本课程采用理论实践一体化教学模式，总课时90学时，理论课时37时，实践课时53时。
要求学生熟练掌握PLC的基本原理和功能，能根据控制要求进行PLC控制程序的设计，了解并掌握自动化生产线的基本工作原理、特点及应用，了解传感器技术、气动与液压技术、变频控制技术、步进驱动技术等专业技术在自动线中的应用，并能利用PLC实现自动线的运动控制。
（三）课程设计思路《PLC技术》课程是以就业为导向，以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的原则进行设计。
本课程共13专业教学项目，其中必修项目12个，提高项目2个可根据不同专业、不同机型、不同学生在扩展项目中选取。
项目内容来自现工业现场应用，结合新技术、新方法，体现当前流行的专业技术。
教学过程中将学生应知应会的理论知识融入到具体项目中，以项目为载体，让学生看到成果，提升学生的学习趣，帮助学生掌握提高理论知识、动手技能，拓宽知识面。
二、课程目标通过对该课程的学习达到以下目的：1、掌握PLC的基本结构、工作原理及主要参数，了解PLC的应用范围与应用环境。
2、理解PLC的相关的硬件知识，具有独立连接PLC应用系统外围硬件电路的能力。
3、熟练掌握PLC的常用基本指令和常用高级指令的功能和使用方法。
4、能够根据控制要求进行梯形图控制程序的设计和调试，能解决中等复杂程度的实际控制问题。
5、能够根据控制要求编制顺序功能图，并根据顺序功能图进行控制程序设计。
6、掌握变频器各常用参数的含义和设定方法。
7、了解旋转编码器在自动线中的作用和使用方法。
8、基本掌握PLC PC-LINK网络的设置和控制程序设计方法9、了解步进电机的工作方式和控制方法。
10、具备一定的PLC控制程序故障分析和排除能力。
11、了解各类传感器在自动线中的作用和使用方法。
三、课程教学内容与要求(一)必修项目项目一：三相异步电动机启停控制教学内容：●可编程控制器的概述●可编程控制器的操作介绍●编程软件的使用●本项目相关指令●用PLC实现三相异步电动机启停控制教学要求：1、可编程控制器的功能、特点、应用范围与分类2、掌握PLC控制系统的基本组成、基本工作原理3、了解松下PLC FP SIGMA的技术性能指标4、能够进行PLC外部硬件电路的连接6、初步掌握松下PLC编程软件的基本操作7、能够进行简单程序的输入、编辑、编译、下载调试等操作8、能进行电机启停控制程序的编写、下载并观察程序运行结果项目二：抢答器控制教学内容：●内部继电器●抢答器控制原理及要求分析●抢答器控制程序的设计与调试教学要求：1、学会使用内部继电器2、进一步掌握自锁回路和互锁的功能3、掌握抢答器控制系统应用原理4、逐步能独立进行简单控制程序的设计和调试5、能进行抢答器控制程序的设计和调试项目三：三相异步电动机正反转控制教学内容：●常用PLC编程元件●PLC输入输出电路●控制要求的分析和分解●定时器的功能和应用●用PLC进行三相异步电动机正反转控制程序设计教学要求：1、掌握常用的PLC继电器和PLC的内部寄存器、I／O分配方法2、了解PLC输入输出接口电路类型和特点，能够独立连接PLC外部电路3、了解控制要求的分析和分解方法4、掌握定时器的功能和使用方法5、能独立进行正反转控制程序的设计和调试项目四：交通信号灯控制教学内容：●定时器的应用●时间控制程序的设计方法●用PLC进行交通灯控制教学要求：1、进一步理解定时器的使用方法2、能利用定时器进行交通灯控制程序的设计3、能对交通灯控制程序进行简单调试项目五：TVT2000G自动线认识教学内容：●TVT2000G自动线的基本结构和主要构成元素●自动线的控制方式●自动线各部件与PLC的电气接线●传感器在自动线中的应用●变频器、旋转编码器在自动线中的作用●气动技术在自动线中的应用●步进驱动在自动线中的应用教学要求：1、了解自动线的基本结构、构成、控制原理及控制方式2、能够根据地址表进行自动线各部件与PLC的电气接线3、了解各种传感器、变频器、旋转编码器等装置在自动线中的作用和应用方式4、了解气动与液压技术在自动线中的应用5、了解步进驱动在自动线中的应用6、基本掌握TVT2000G机电一体化教学装置的工作过程和工作方式项目六：自动送料控制教学内容：●自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求●自动送料机构控制程序的设计思想●KEEP、定时器指令的功能和使用方法●自动送料机构控制程序的设计和调试教学要求：1、明确自动送料机构的组成结构、工作过程和控制要求2、基本掌握自动送料机构控制程序的设计思想3、掌握KEEP指令的功能和使用方法4、能够根据设计思想进行自动送料机构控制程序设计和调试。
《电气控制与PLC》课程标准
《电气控制与PLC》课程标准一、课程性质与任务电气控制与PLC是畜牧工程技术专业的专业核心课，具有很强的理论性、操作性和应用性。
它在本专业的能力培养过程中起着重要的作用。
是学生必备的一项专业技能。
本课程设置的目的是：通过本课程的学习，使学生了解PLC的结构、工作原理；掌握PLC程序设计、修改、通讯等知识，能够胜任企业对设备智能化操作使用的要求，满足实际生产过程中对机电人才的需要。
本课程的知识和技能都是在行业、企业充分调研的基础上，基于畜牧机电领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关的职业资格标准，重新进行了整合，教学内容充分体现了高等职业教育的实践性、职业性、实用性。
二、课程教学目标（一）知识目标1.了解控制电器的基础知识；2.掌握西门子PLC的程序设计、修改、通讯等知识；3.了解各种常见工业控制程序的工作原理及程序内容；4.掌握西门子PLC的基本程序语言的程序结构及常用的高级语言的使用方法。
（二）能力目标1.能够正确使用PLC及其所属的控制用低压电器；2.能够熟练操作PLC编程软件；3.具备PLC基本程序的设计及修改能力，熟悉常用高级功能指令的使用方法及技巧。
（三）素质目标1.具有良好的政治素养、道德品质和法律意识；2.热爱畜牧机电科学事业；3.具备吃苦耐劳、爱岗敬业的精神；4.具有创新意识和创业精神；5.具备从事本专业安全生产和环保的意识；6.具有良好的交往能力、团队精神；三、参考学时课程内容与学时分配本课程共计4学分。
五、课程内容和要求（一）教学方法（1）采用项目教学、任务驱动的教学方法。
①根据目标，设计任务。
教师根据课程的教学目标，精心设计工作任务。
在总体教学目标的基础上，把总体目标合理地分解成若干个任务。
②引导学生，分析任务。
组织学生仔细研究如何去完成任务，开展讨论，提出问题。
学生自己提出的问题，正是他们想要掌握的知识点，而这些问题中，大部分是新的知识点，或者是以前没有掌握的技能，这也是教师要求学生学习的内容。
《PLC编程与应用(三菱)》项目二任务一抢答器电路的 PLC 控制
KM1 为控制电动机M1 的接触器，KM2 为控制电动机M2 的接触 器，KM3 为控制电动机M3 的接触器。
任务一 抢答器电路的 PLC 控制
二、PLC的基本位操作指令及其应用
例3：CA6140车床的电气控制。 实施步骤： ① 分配输入、输出接口，见表2-1-3。
图 2-1-2 输入继电器等效电路图
任务一 抢答器电路的 PLC 控制
一、FX2N 系列 PLC 部分元器件
2、输出继电器 输出继电器又称输出映像寄存器，是PLC 用来将输出信号传 送到负载的接口，其等效电路如图2-1-3 所示。输出继电器的 线圈只能由内部程序驱动，不能由外部信号直接驱动，FX2N 提 供的输出继电器范围是Y000 ～ Y267，共184 个。
任务一 抢答器电路的 PLC 控制
三、PLC 梯形图编制规则
2、梯形图编程规则
(3)同一程序中，同一编号的线
圈不得重复使用，FX2N的PLC 中不 允许双线圈输出，如图2-1-15 所
示。
图 2-1-15 梯形图画法示例3 (4)每一逻辑行中，串联触点多
的支路应放在上方，如图2-1-
16(a)应改为图(b)所示；并联触
。
实施步骤：
①分配输入、输出接口，见下表：
输入部分 输入元件 PLC 编程元件 点动按钮SB1 X1 启动按钮SB2 X2
输出部分 输出元件 接触器KM
PLC 编程元件 Y0
任务一 抢答器电路的 PLC 控制
二、PLC的基本位操作指令及其应用
5、基本位操作指令应用
例1：电动机点动/长动控制电
路。
《PLC编程与应用(西门子)》项目2 任务一抢答器电路的PLC控制
教 知识目标 学 目 标 技能目标
授课形式 年月日
讲授 授课班级
授课时数
4（理论） +2（实训）
项目 2 PLC 基本指令的应用
任务一 抢答器电路的 PLC 控制
1. 掌握 S7-200 系列 PLC 的输入、输出及中间继电器的含义。 2. 理解 LD/LDN、OUT、A/AN、O/ON 等基本指令的功能并熟悉其编程格式。 3. 初步认识 PLC 在工业控制中的应用。
任务拓展
编制四人抢答器的 PLC 控制程序，安装接线并调试运行。 要求：主持人按下启动按钮后才可以抢答。 提示：主持人按下复位按钮后，系统复位。
任务评价
让同学独立完成任务拓展试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。
课后习题
1. 写出下列梯形图对应的语句表指令。
2．画出下列语句表指令对应的梯形图。
（1）
（5）梯形图中，前面的逻辑行的执行结果，将立即被后面的逻辑操作所利用。 （6）输入继电器只有触点，没有线圈，其它继电器既有线圈又有触点。 （7）PLC 总是按梯形图排列的先后顺序逐一处理，不存在不同逻辑行同时执行的情况。 2．梯形图编程规则 （1）梯形图的每一行都是从左边母线开始，然后是各种触点的逻辑连接，最后以线圈或指 令盒结束。触点不能放在线圈的右边。 （2）线圈和指令盒一般不能直接连接在左边的母线上，如需要的话可通过特殊的中间继电 器 SM0.0（常为 ON 的特殊中间继电器）完成。 （3）在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称做双线圈输出。S7-200 的 PLC 中不允许双线圈输出。 （4）每一逻辑行中，串联触点多的支路应放在上方，并联触点多的支路应放在左方。 （5）如果一行的触点数太多，则可以采取一些中间过渡的措施，比如使用中间继电器把过 长的一行梯形图程序分为两行或三行。 （6）当多个逻辑行具有相同条件时，常合并起来。 （7）输入继电器的触点状态，全部按相应的输入设备为动合进行设计更为合理。
典型实训项目(二)——PLC控制双重互锁
典型实训项目（二）
PLC控制三相异步电动机双重联锁正、反转
所谓双重联锁，就是正、反转启动按钮的常闭触点互相串接在对方的控制回路中，而正、反转接触器的常闭触点也互相串接在对方控制回路中，从而起到按钮和接触器双重联锁的作用。
三相异步电动机接触器继电器双重联锁正、反转控制电路原理图所示
双重联锁正反转控制电路原理图
1、三相异步电动机双重联锁正、反转控制电路特点
当按下电动机M的正转启动按钮SB1时，电动机M启动并正向（逆时针方向）连续运转；当按下电动机M的反转启动按钮SB2时，电动机M反向启动并（顺时针方向）连续运转。
其中按钮SB1、SB2和接触器KM1、KM2的常闭触点分别串接在对方接触器线圈回路中，从而能够使接触器KM1通电闭合时接触器KM2不能通电闭合；反之，当接触器KM2通电闭合时，接触器KM1不能通电闭合。
2、三相异步电动机双重联锁正、反转PLC控制
（1）PLC的输入输出点分配表
表三相异步电动机双重联锁PLC输入输出点分配
（2）三相异步电动机双重联锁正、反转电路PLC控制接线图
三相异步电动机双重联锁正、反转电路PLC控制接线图
（3）三相异步电动机双重联锁PLC程序的设计思路是：按下按钮SB1（X0），Y0通电闭合并自锁，电动机M正转；按下按钮SB2（X2），Y1通电闭合并自锁，电动机M反转；Y0与Y1联锁。
根据以上控制特点和要求，三相异步电动机双重联锁正、反转电路PLC控制程序梯形图及指令语句表
三相异步电动机双重联锁正、反转电路PLC控制梯形图。
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电源、辅助电源、输入信 号用装卸式端子
输入点LED
扩展设备接 线插座板
外围接线插座盖板
运行状态 LED 输出点LED
输出用装卸式端子
PLC主机的面板结构
课堂小结
1、 PLC定义
2、 PLC工作方式： 周期扫描
3、 PLC与继电-接触器控制系统区别与联系：
课堂小结
两种控制系统中继电器的区别
物理继电器
控制功能改变困难
可靠性低，故障率高 可靠性高，故障率低 速度慢，精度低 单一 大 速度快、精度高 丰富 小
PLC的特点
2.编程 简单
1.可靠 性高 6.设计 施工周 期短 3.通用 性好
PLC的 特点
4.功能 强大 5.体积小 功耗低
PLC的应用领域
PLC的应用领域
目前，在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设 备，应用的领域已覆盖整个工业企业。概括起来主要应用在 以下几个方面：
I/O 扩 展 口
I/O扩展 单元 特殊功 能单元
1. PLC的硬件
1. CPU单元
CPU指挥PLC完成各种预定的功能
★ 输入并存储用户程序、显示输入内容和地址；
★ 检查、校验用户程序，发现错误即报警；
★ 执行用户程序、驱动外部输出设备动作；
★ 诊断故障、记忆故障信息并报警。
1. PLC的硬件
2. 存储器
2）PLC的扫描工作过程
开机 内部处理 通讯服务
STOP 检查CPU等内部硬件，对监视定 时器（WDT）复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、 计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进 行采样，并存入相应寄存器 对用户程序扫描执行 ，并将 结果存入相应的寄存器 将寄存器中与输出有关状态，转到 输出锁存器，输出驱动外部负载
EX：输入专用扩展模块 EY：输出专用扩展模块
FX2N系列PLC基本单元的输入输出比为1：1。
FX2N系列PLC型号名称的含义
特殊品种区别 D：24V（DC）电源，24V直流输入 H：大电流输出扩展模块（1A/1点） V：立式端子排的扩展模块 C：接插口输入方式 F：输入滤波时间常数为1ms的扩展模块 L：TTL输入扩展模块 S：独立端子（无公共端）扩展模块 若无标记，则为AC电源，24V直流输入，横式端子排，标准输出。
X0 X1 X0 Y0 写 Y0 读 Y1
输 入 端
输 入 电 路
输 入 映 像 寄 存 器
读
写
输 出 映 像 寄 存 器
Y0
输 出 锁 存 器
输 出 电 路
输 出 端
Y1
3）PLC执行用户程序的特点
① 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序
② 执行程序时所需数据取自于： 输入映像寄存器 输出映像寄存器
1. PLC的硬件
3. 输入/输出单元
开关量输入单元
直流输入单元 交流输入单元 晶体管输出单元
开关量输出单元
晶闸管输出单元
继电器输出单元
1. PLC的硬件
4. 电源单元
PLC由开关式稳压电源为内部电路供电 开关电源
输入电压范围宽 体积小 重量轻
抗干扰性能好
效率高
有的PLC能向外部提供24V的直流电源 可作为输入单元连接的外部设备的电源
开关量的 逻辑控制 数据处理
通信、联网 及集散控制 模拟量 控制 机械运 动控制
PLC的应用
传送带生产线控制 木材加工
印刷机械
纺织机械
电梯控制
空调控制 灌装及包装机械
三、PLC的重要性和在中国的市场行情
工业的三大支柱之一
机 器
人
PLC(可编程序控制器）
在中国市场占有率较高的PLC （三菱PLC）
2. PLC软件系统组成
运行管理 管理程序 系统监控程序 软件系统 解释程序
生成用户元件
系统内部自检
标准程序模块、系统调用
自动化系统控制程序
用户程序
数据表格
五、PLC的工作方式
1. PLC的工作方式： 周期扫描
1）扫描的定义： 从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况 下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序， 直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而 复始地重复进行。
继电器需硬接线连接
触点个数有限 继电器的接线改变——控制功能改变
PLC继电器
继电器用程序软连接 触点个数无限
PLC的用户程序改变—— 控制功能改变
演练反馈
1、PLC是通过一种周期性扫描工作方式来完成控制的，每 个扫描周期包括 输入采样 、 程序执行 、 输出刷新 三个阶段。 3、根据PLC的I/O点数不同，PLC分为低档机，中档机和高 档机。（ × ） 4、PLC的工作方式是等待扫描的工作方式。（×） 5、下列不属于ＰＬＣ特性的是 （D ）。 A、本质上属于计算机 B、主要应用于工业生产 C、可靠性高，抗干扰能力强 D、只能控制数字信号
系统程序存储器—— 存储系统系统程序 用户程序存储器—— 存储系统用户程序
工作数据存储器—— 存储工作数据
返回本节
1. PLC的硬件
3. 输入/输出单元
PLC与外部设备联系的桥梁
输入接口电路—PLC通过输入接口电路将开关、按钮、传 感器等输入信号转换成CPU能接收和处理的信号。 输出接口电路—是将CPU送出的弱电流控制信号转换成现 场需要的强电流信号输出，以驱动被控设备。 输入、输出接口是用户使用PLC唯一要进行的硬件连接。 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实 验室涉及到的信号当中，开关量最普遍，也是实验条件所 限，主要介绍开关量接口电路。
6.特殊功能及高级模块
包括I/Ｏ扩展及各种功能模块的功能扩展
2.2 FX系列PLC
三菱FX2N系列PLC简介
FX2N系列PLC型号名称的含义
FX2N—□ □ □ □ - □
系列名 I/O总点数 单元功能 M：基本单元
特殊品种区别
输出类型 R：继电器输出 S：晶体管输出 T：晶闸管输出
E：输入输出混合扩展单元与扩展模块
1969年，DEC公司研制成 功，美国GM首先使用。
（ 此时的功能较少，仅具逻辑功能，称可编程 逻辑控制器。Programmable Logic Controller， PLC） （ 已不仅仅具有逻辑功能，称可编程控制器。 Programmable Controller，PC）
2.1
认识PLC
二、PLC的定义
算等操作的程序，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” 。
back
二、PLC的定义
PLC的本质定义
可编程控制器，简称 PLC （ Programmable logical Controller），是在继电器控制思想的 基础上，采用计算机技术实现的工业控制器。
PLC的工作原理
业内对PLC的定义：
PLC定义
PLC是什么？
PLC能做什么？
PLC的本质定义：
PLC的工作原理是什么？
二、PLC的定义
国际权威机构对PLC的定义
国际电工委员会（IEC）对它的定义是：“PLC是一 种专门为工业环境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
和执行逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运
输入采样 程序执行 输出刷新
RUN
信号传递过程(从输入到输出)
c.程序执行阶段 紧接着的输出刷新阶段 ---将输出映像寄存器 b. -- CPU从输入映像寄存器和输 a. 的状态写入输出锁存电路，再经输出电路传 输入刷新阶段---CPU从输入电路的输出端读 出映像寄存器中读出各继电器的状态，并根 出各路状态，并将其写入输入映像寄存器； 递输出端子，从而控制外接器件动作。 据此状态执行用户程序，执行结果再写入输 出映像寄存器中；
Q系列PLC
FX2N系列PLC
FX1N系列PLC
FX1S系列PLC
在中国市场占有率较高的PLC （西门子PLC）
S7-200系列PLC
S7-300系列PLC
S7-400系列PLC
在中国市场占有率较高的PLC
（欧姆龙PLC）
C200H系列பைடு நூலகம்LC
CPM1A、CPM2A系列PLC
四、PLC的一般结构
硬件连线是使用者对控制要求的描述
编写程序和硬件连线相比哪种方式更容易修改？
归纳总结
继电器控制器与PLC都是应用于机械设备控 制和工业流程控制的工业控制器，它们的 区别在哪呢？
PLC与继电器控制器的比较
继电器控制系统
控制实现方式 灵活性 可靠性 控制质量 功 能 体 积 硬接线逻辑
PLC
软接线逻辑 容易改变控制功能
2、PLC常用的编程语言主要有 梯形图、 指令表 、 顺序功能图 。
作业
1、PLC有哪些主要技术指标？ 2、与继电器控制系统比较， PLC控制系统有哪些优点？
PLC的工作原理
控制要求
逻辑表达式
继电器控制器
PLC
用硬件接线描述控制
用硬件接线实现控制 控制功能改编困难 控制性能差
用程序描述控制
用计算机实现控制 控制功能改变容易 控制性能好
PLC的工作原理
采用存储器存储和执行程序
PLC依据程序进行工作。
程序是使用者对控制要求的描述
继电器控制器依据硬件连线进行工作。 继电器控制器依据什么进行工作？
项目二 PLC控制技术基础
电气控制柜（继电器-接触器控制系统）
思考
继电器-接触器控制系统 如何改变系统功能？
2.1 认识PLC
教学目标
1.理解PLC的基本概念； 2.理解PLC系统和继电器系统的区别和联系； 3.重点掌握PLC的工作方式。