第5.15章 基本指令和程序设计。电气控制技术与plc,电子科技大学
电气控制技术与plc实验指导书
电气控制技术与PLC实验指导书（适用于自动化、电气、轨道等专业）沈阳工学院前言可编程序控制器简称PLC是一种数字运算的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
《电气控制技术与PLC》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力，根据教学要求，特编写此“电气控制技术与PLC实验指导书”，与理论课程配套使用。
通过实验手段进行自动控制系统的模拟设计与程序调试，进一步验证、巩固和加深所学理论知识。
同时还可以加强对常见工控设备的认识和了解。
本指导书的全部实验均是以日本欧姆龙公司的CP1H型PLC为实验样机，用梯形图、语句表编程。
学生可以先学习这些指令的有关知识，再经过实验训练掌握PLC基本编程技能和操作方法，或边学边操作来验证和加深所学知识，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。
CX－P是和OMRON CP1H PLC 配套的可编程序控制器编程软件包。
是在WINDOWS平台上操作的，用来对PLC 进行编程和调试。
CX－P的功能比较多，其基本功能，可以保证实验者进行PLC 程序初步开发工作。
本实验指导书有实验项目十三个，任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。
目录基本实验（电气控制部分）实验一三相异步电动机点动、连动控制 (1)实验二三相异步电动机正反转控制 (4)基本实验（PLC）实验三OMRON编程软件及计算机辅助设计 (6)实验四基本逻辑指令编程实验 (14)实验五微分指令和锁存器指令练习 (17)实验六定时器和计数器指令编程实验 (20)实验七移位指令编程实验 (23)实验八数据传送、比较指令练习 (25)综合、设计实验实验九基本指令综合设计实验 (27)实验十PLC顺序控制系统程序设计实验 (29)实验十一三种液体自动混合控制 (31)实验十二机械手控制 (33)实验十三自动售货机控制................... (35)附录Ⅰ常用内部特殊继电器 (37)实验一三相异步电动机点动、连动控制（一）、实验目的1、掌握点动控制线路的工作原理。
PLC的基本指令及程序设计
PLC的基本指令及程序设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用的工业自动化设备，它通过运行预先编写好的程序控制工业设备和机器的运行。
在PLC中，程序是通过一系列基本指令来实现的。
本文将介绍PLC的基本指令及程序设计。
1.输入输出指令：用于与外部设备的输入输出进行交互。
常见的输入指令有I(输入)、X(通用输入)、IX(输入寄存器)等；常见的输出指令有O(输出)、Y(通用输出)、Q(输出寄存器)等。
2.数据处理指令：用于对数据进行处理和计算。
常见的数据处理指令有AND(与)、OR(或)、XOR(异或)、NOT(非)等逻辑指令；还有MOV(移动)、ADD(加)、SUB(减)、MUL(乘)、DIV(除)等算术指令。
3.定时器指令：用于实现定时控制功能。
常见的定时器指令有TON(ON延时)、TOF(OFF延时)、RTO(重新同步ON延时)等。
4.计数器指令：用于实现计数功能。
常见的计数器指令有CTU(上升沿计数)、CTD(下降沿计数)、CTC(脉冲计数)等。
5.转移指令：用于实现程序的跳转和转移。
常见的转移指令有JMP(无条件跳转)、CALL(调用)、RET(返回)等。
PLC的程序设计通常采用类似于传统计算机编程的方法。
首先需要将整个工程分解成一个个的功能模块，然后对每个模块编写相应的程序。
在编写程序时，需要按照以下步骤进行：1.了解需求：明确控制的目标和要求。
2.设计输入输出：确定需要使用的输入输出设备和信号，将其与PLC连接。
3.设计程序结构：根据需求将整个程序划分为多个功能模块，确定各个模块的输入输出。
4.编写程序：对每个功能模块编写相应的程序。
可以根据之前介绍的基本指令选择合适的指令进行编写。
6.优化程序：根据实际情况对程序进行优化，提高系统的性能和稳定性。
在程序设计过程中，还需要注意以下几点：1.确保程序的可读性：使用有意义的变量名和注释来提高程序的可读性，方便后续的维护与修改。
2.注意程序的实时性：PLC在工控系统中通常需要实时响应各种输入信号，因此需要确保程序的执行速度和响应快。
电气控制与可编程序控制器PLC课件
PLC的基本结构和工作原理
总结词
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储 器、输入输出接口、电源等部分组成， 其工作原理是通过扫描输入状态，执行 程序，更新输出状态来实现控制功能。
VS
详细描述
PLC的中央处理单元（CPU）是控制器的 核心，负责执行存储在内存中的程序。输 入输出接口负责接收和发送信号。存储器 用于存储程序和数据。电源为PLC提供电 力。PLC的工作原理是循环扫描，即按照 一定的顺序逐条执行存储在内存中的程序 ，扫描输入状态，更新输出状态，实现控 制功能。
04 PLC的选型与配置
PLC的选型原则
根据控制要求
选择满足控制需求的PLC，确保其具有足够的输 入输出点数、处理速度和存储容量。
考虑可扩展性
选择具有可扩展性的PLC，以便未来增加功能或 扩展规模。
ABCD
考虑性能价格比
在满足功能需求的前提下，选择性价比高的PLC ，降低成本。
兼容性和售后服务
选择与现有设备兼容的PLC，并考虑售后服务的 质量和响应时间。
主电路
电动机等执行机构的工作 电路，包括电源、电动机 、保护装置等元件。
辅助电路
用于监测、控制和保护主 电路和电动机的电路，包 括热继电器、时间继电器 等元件。
常用低压电器
控制开关
用于接通或断开电路的 控制元件，如刀开关、
组合开关等。
接触器
用于控制电动机等执行 机构的启动、停止和正
反转的开关元件。
工业物联网的普及
随着工业物联网的普及，PLC将 更好地融入其中，实现设备间的 互联互通和信息共享，推动工业 自动化的创新发展。
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电气控制与PLC应用技术(课程标准)
二、课程的概述1.课程的性质《电气控制与PLC技术》是应用电子技术专业的一门核心课程,是《电路分析基础》和《数字电子技术》的后续课程。
它是以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力；具有对PLC控制系统进行I/O分配与系统程序设计的分析能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。
2.课程的定位综合培养学生的职业素质与职业技能，并且能够顺利通过职业资格考核，为学生顺利就业提供机会。
前续课程：《电路分析基础》，《模拟电子技术》，《数字电路》等。
后续课程：“维修电工（中级工、高级工）职业技能鉴定”、顶岗实习等。
三、课程设计思路与过程1.课程设计思路（1）本课程标准是根据应用电子技术专业学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“德能并举、工学交融”的教学要求，结合教学实际，将电气控制与PLC分为基本电气控制系统、PLC的硬件组成与工作原理、指令系统、程序设计与应用等四个模块，最终使学生具备一定的电气故障诊断与排除技能和PLC的编程能力。
（2）本课程所有教学模块结合本院实训（验）条件，按“教学任务布置、集体讨论编写教学计划、教学实施、院系评估、学生信息反馈”一个完整的过程实施教学。
整个教学过程做到全过程开放，主要课程内容在校内实训基地完成，同时联合校外合作单位完成学生的就业资格考证任务，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生社会实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。
（3）在借鉴其他兄弟院校和社会实际需要的基础上，根据应用电子技术专业学生的学习实际。
本课程内容主要体现在职业技能的培养上，符合实际教学。
2.课程开发的过程（1）深入学习、探索先进的职教理念和课程设计方法，基于过程控制的理念，开发相关的课程项目。
（2）加强与企业合作，院、系领导组织教学人员本地区周边企业进行相关调研，对应用电子技术专业毕业生的职业能力进行认真分析，在充分听取行业、企业专家的意见，总结并确定应用电子类毕业生应具备的知识、能力和职业素质，与企业共同制定课程标准。
电气控制技术讲义含PLC
电气控制技术讲义含PLC1. 电气控制技术简介电气控制技术是利用电力设备和电子技术实现对各种机械设备的控制和自动化的一种技术。
电气控制技术主要分为以下几种：•磁控控制技术•软启动技术•频率变换器技术•PLC控制技术其中，PLC控制技术是电气控制技术中应用广泛，最常见的一种。
2. PLC控制技术PLC控制技术是利用可编程逻辑控制器（PLC）实现对机械设备的自动控制的一种技术。
PLC是一种与人机交互接口相连的可编程控制器，可以实现自动化控制及逻辑制导。
PLC控制技术主要包含以下方面的内容：2.1 程序设计PLC控制系统的程序编写是基于PLC的硬件功能和控制实现需求的依据。
PLC的程序设计可以使用Ladder图或其他编程语言进行。
程序设计的过程需要详细的设备参数和先进的逻辑思维。
2.2 输入输出PLC输入输出是与外部连接的输入设备和输出设备之间的一个桥梁，是 PLC 控制系统中的关键部分之一。
PLC的输入输出可以有多种形式，如数字输入输出、模拟输入输出和通信输入输出。
2.3 数据处理PLC控制系统的数据处理功能是在PLC内部对输入数据进行处理，通过逻辑运算、比较和计时等方式实现对设备的控制。
在数据处理方面，PLC控制系统的速度、稳定性和可靠性都需要得到保证。
2.4 编程工具和软件PLC编程工具和软件是PLC控制系统中的核心部分，包括PLC编程软件、仿真软件、调试软件和故障诊断软件等。
PLC编程工具和软件能够帮助PLC开发人员提高工作效率，降低可控成本。
3. PLC控制技术的应用PLC控制技术可以应用在各种机械自动化控制系统中，包括工业机器人、自动化生产线、电梯控制系统、配电系统和楼宇智能管理系统等。
在工业自动化领域，PLC控制技术已经成为自动化控制的核心技术之一。
PLC 控制技术的应用可以最大程度地提高生产效率，降低生产成本，同时也能大大减少人为因素对生产过程的干扰。
在电气领域，PLC控制技术广泛应用于配电系统和楼宇智能管理系统领域，其应用可以实现对电力设备的精确控制和有效管理，以保证设备的安全性、稳定性和效率。
电气与PLC控制课程标准
《PLC与电气控制》课程标准一、课程信息课程名称：PLC与电气控制课程类型：数控技术专业支撑课课程代码：0724080 授课对象：数控技术专业学分：3 先修课：模拟电子技术、数字电子技术、电工电子电机与拖动基础学时：52后续课：电工高级职业资格证、毕业设计、数控编程、数控机床维修二、课程性质本课程是数控专业的一门专业技术课，也是电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等的基础课和基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养较基本和重要的理论实践一体化课程。
三、课程设计1、课程目标设计总体目标：教学目标和总体要求是让学生熟悉电气控制元器件及其使用和它的选择方法；让学生掌握电气控制系统的基本控制环节；要求学生具有对电气控制系统分析能力；能根据PLC系统电气图正确安装与接线、并进行PLC控制系统调试、运行维护、故障诊断、系统维修等典型工作任务进行分析。
通过行为导向的理论与实践相配合的教学，加强学生实践技能的培养，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。
此教学标准有助于培养具有高素养技术工人，使他们熟知常用低压电器的型号、图形符号，具有一定的技术参数选择能力，熟悉常用PLC设备的型号及选择，能熟练使用常用试验设备判断电器的好坏或进行参数整定，能根据技术图纸进行PLC电气系统的安装、调试，并在运行中根据故障现象进行诊断与故障排除。
具有强烈的安全、成本、产品质量、团队合作等意识。
（1）知识目标：常用低压电器的工作原理，使用方法及图形和文字符号电气控制线路的基本环节PLC控制系统的特点、结构、组成及编程语言三菱FX系列PLC简介PLC的基本逻辑指令步进指令功能指令编程工具及使用PLC系统的模拟调试与现场调试（2）能力目标：正确识读电气控制线路的原理图、布置图和安装接线图。
能按电气控制线路原理图正确绘制电气元件布置图和电气元件接线图。
电力控制技术与plc课程设计
电力控制技术与plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电力控制技术的基本原理，掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本结构和功能。
2. 学习并掌握PLC编程语言，能运用PLC解决实际问题。
3. 了解电力控制技术在工业自动化中的应用，理解其重要性。
技能目标：1. 能够正确使用PLC编程软件，编写简单的控制程序，实现基本的电力控制功能。
2. 培养学生的动手操作能力，通过实际操作掌握PLC控制系统的调试与维护。
3. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力控制技术和PLC的兴趣，激发他们学习相关知识的热情。
2. 增强学生的环保意识，让他们认识到电力控制技术在节能减排方面的重要性。
3. 培养学生的创新精神，鼓励他们在课程设计中勇于尝试，不断探索。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，课程目标既注重知识传授，又强调实践操作和情感态度价值观的培养。
通过本课程的学习，使学生能够掌握电力控制技术和PLC的基本知识，具备一定的编程和实际操作能力，同时培养他们的团队协作精神、环保意识和创新思维。
为实现这些目标，课程将分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估中有的放矢。
二、教学内容1. 电力控制技术基本原理：包括电力控制的基本概念、电力电子器件的工作原理及应用。
2. PLC概述：介绍PLC的发展历程、基本结构、工作原理及其在工业自动化中的应用。
3. PLC编程语言：学习PLC的编程指令，掌握逻辑控制、定时控制、计数控制等基本编程方法。
4. PLC控制系统设计：学习PLC控制系统设计的原则和方法，包括硬件选型、软件编程和系统调试。
5. 实践操作：安排学生进行PLC编程软件的使用、编程练习及实际控制系统的搭建与调试。
教学内容安排和进度：1. 第1周：电力控制技术基本原理学习。
2. 第2-3周：PLC概述及其在工业自动化中的应用。
3. 第4-5周：PLC编程语言学习。
电气电控技术plc课程设计
电气电控技术plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和电气电控技术的基本概念；2. 掌握PLC的编程方法，能够运用相应的指令进行程序设计；3. 了解PLC在工业自动化中的应用，理解其与其他电气设备的关系和协同工作原理。
技能目标：1. 能够操作PLC编程软件，进行基本的编程与仿真；2. 能够根据实际需求，设计简单的电气控制程序，并通过PLC实现控制功能；3. 能够分析并解决PLC控制系统中的常见问题，具备初步的故障排查能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气电控技术及PLC的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，使其在项目实施中能够协作解决问题；3. 增强学生的工程意识，使其认识到PLC技术在工业生产中的重要作用，树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果：1. 通过理论学习，使学生对PLC技术有全面的认识，为实际操作打下基础；2. 通过实验操作，提高学生的动手能力，巩固所学知识；3. 通过项目实践，培养学生解决实际问题的能力，提升综合运用电气电控技术的水平。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC的基本原理与结构；- PLC的工作过程与运行模式；- 常用PLC指令系统及其功能；- PLC编程软件的使用方法。
2. 实践操作：- PLC编程与仿真；- 简单的电气控制程序设计；- PLC与外部设备的连接与调试；- PLC控制系统故障排查与维护。
3. 项目实践：- 设计并实现一个简单的自动化控制项目，如交通信号灯控制系统；- 分析并优化现有PLC控制系统的程序；- 结合实际案例，了解PLC在工业生产中的应用。
教学内容安排与进度：第1周：PLC基本原理与结构；第2周：PLC工作过程与运行模式；第3周：常用PLC指令系统及其功能；第4周：PLC编程软件的使用方法；第5-6周：PLC编程与仿真；第7-8周：简单电气控制程序设计；第9-10周：PLC与外部设备连接与调试；第11-12周：项目实践与总结。
第5.15章 基本指令和程序设计。电气控制技术与plc,电子科技大学
第5章 基本逻辑指令
15. 定时器
• 记忆接通延时定时器TONR（Retentive On-Delay Timer） – 记忆接通延时定时器具有记忆功能,它用于对许多 间隔的累计定时。
– 上电周期或首次扫描时，定时器位为掉电前的状态， 当前值保持在掉电前的值。
– 当输入端接通时，当前值从上次的保持值继续计时， 当累计当前值达到设定值时，定时器位ON，当前 值可继续计数到32 767。
– 输入端再次由OFF→ON时，TOF复位，这时TOF 的位为ON，当前值为0。如果输入端再从 ON→OFF，则TOF可实现再次启动。
第5章 基本逻辑指令
15. 定时器
第5章 基本逻辑指令
16. 计数器
第5章 基本逻辑指令
16. 计数器
• 种类：CTU, CTUD, CTD • 编号
– 计数器的编号用计数器名称和数字（0~255）组成，即C***，如C6。 – 计数器的编号包含两方面的信息：计数器的位和计数器当前值。 – 计数器位：计数器位和继电器一样是一个开关量，表示计数器是否发
辑“或”的操作。
第5章 基本逻辑指令
LD O AN LD AN OLD LD A OLD LD A O ALD LDN AN OLD =
I0.0 I0.1 I0.2 I0.5 I0.6
I0.7 I0.8
I0.3 I0.4 M0.2
M0.0 M0.1
Q0.0
第5章 基本逻辑指令
7.LPS、LRD和LPP指令
软元件：无
功能： LPS:进栈指令，将运算结果(数据)压入栈存储器； LRD:读栈指令，将栈的第一层内容读出来; LPP:出栈指令，将栈的第一层内容弹出来。
第5章 基本逻辑指令
电气控制与PLC 课程设计教学大纲
《电气控制与PLC技术》课程设计教学大纲课程代码：课程设计名称：电气控制与PLC课程设计课程设计时长：1周学分：1.0适用专业：自动化、电气工程及其自动化等本科一、课程设计教学的性质和任务《电气控制与PLC技术》是自动化、电气工程及其自动化专业的一门专业核心课，具有很强的应用性。
为了使学生掌握常用低压电器的原理与应用、控制电路的基本环节、常见故障分析方法、可编程控制器的工作原理与指令系统等有关知识，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自动控制要求的能力，特安排电气控制与PLC 技术课程设计1周。
二、课程设计教学的主要内容和基本要求1、选定设计课题，下达设计任务选题由指导教师选定，或由指导教师提供几个选题供学生选择也可由学生自己选题，但学生选题需通过指导教师批准。
课题应在设计周之前提前公布，以便学生有充分的设计准备时间。
2、教师讲解介绍课程设计的内容、要求、安排、考核方法、注意事项，讲授必要的课题背景和相关知识、原理，着重帮助学生明确任务，掌握自动控制系统设计的一般方法与调试过程。
3、学生查询资料，进行设计调试明确设计目的与要求、设计任务、方案总体设计框图、方案分析与设计、完整的电气原理图、I/O地址分配表、程序流程图、PLC程序。
4、教师审查、答疑5、实验室集中调试程序6、撰写设计总结报告审查设计思路与方案，回答学生在设计中遇到的问题。
课程设计总结报告应认真、规范、正确。
7、参考题目（一）、基于PLC的三种液体混合控制系统设计控制要求如下：当启动X0按下时，液体A电磁阀Y1吸合，当液体A到达液位L3时，电磁阀Y1关闭，同时液体B电磁阀Y2吸合，当液体B到达液位L2时，电磁阀Y2关闭，同时液体C电磁阀Y3吸合，当液体C到达液位L3时，电磁阀Y3关闭，加热器开始加热，同时搅拌电机运行,温度达到T后电磁阀Y4打开混合液体输出。
按下复位，电磁阀Y4停止。
再启动时，Y4点亮先排空液体，然后Y1点亮，然后依次循环。
PLC的基本指令及程序设计
4. 置位/复位指令 指令
用法
使用说明
对位元件来说一旦被置位，就保持在通电状态，除非对它复位；而一旦 被复位就保持在断电状态，除非再对它置位。
S/R指令可以互换次序使用，但由于PLC采用扫描工作方式，所以写在后 面的指令具有优先权。如在上图中，若I0.0和I0.1同时为1，则Q0.0、 Q0.1肯定处于复位状态而为0。
5. RS触发器指令 指令
SR（Set Dominant Bistable）：置位优先触发器指令。当置位信号 （S1）和复位信号（R）都为真时，输出为真。
RS（Reset Dominant Bistable）：复位优先触发器指令。当置位信号 （S）和复位信号（R1）都为真时，输出为假。
用法 没有STL形式
6. 立即指令
立即指令是为了快速I/O(I、Q)而设置的，它不受PLC循环扫描的影响，允许对输入和 输出物理点进行快速直接操作。
指令
举例
7. 边沿脉冲指令 指令
举例
8. 逻辑堆栈操作指令
堆栈 堆栈是一组能够存储和取出数据的暂存单元。 遵循“先进后出”的原则。 堆栈深度为“9层”。 可以存储最新的逻辑运算（中间）结果，以便后续逻辑环节使用该结果。 逻辑堆栈操作主要来完成触电复杂逻辑连接的编程。
LD、LDN、=指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T和 C也作为输出线圈，但在S7-200 PLC中输出时不以使用 = 指令形式出现 （见定时器和计数器指令）。
2. 触点串联指令
指令 A（And）：与指令。用于单个常开触点的串联连接。 AN（And Not）：与反指令。用于单个常闭触点的串联连接。
指令及其使用 指令
指令及其使用
CTU ✓ 首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。 ✓ 在计数脉冲输入端CU的每个上升沿，计数器计数1次，当前值增加 一个单位。当前值达到设定值时，计数器位为ON，当前值可继续计 数到32 767后停止计数。 ✓ 复位输入端有效或对计数器执行复位指令，计数器自动复位，即计 数器位为OFF，当前值为0。 ✓ 注意：在语句表中，CU、R的编程顺序不能错误。
《PLC电气控制技术实训》课程标准
《PLC电气控制技术实训》课程标准学时：72学分：4适用专业及学制：三年制、智能设备运行与维护、机电技术应用（机器人方向）、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是机电类专业核心课程。
本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质及定位本课程是机电专业的一门专业主干核心课程，适用于机械制造与自动化、机电一体化等专业，属于B类课程。
本课程定位于电气控制线路的工作原理与PLC编程两大方面的内容，培养学生的分析和设计电气控制线路的能力，是一门既有系统理论又有实践性的专业课程。
三、课程教学目标通过本课程的学习，学生应能掌握PLC的基本工作原理和电气控制的基础知识。
为此，必须完成继电——接触器控制电路的基本知识和常用控制电路的教学任务，培养学生熟练地掌握继电——接触器系统基本控制电路，并能设计、安装、调试各种简单的电气控制电路的能力。
（1）职业能力培养目标①掌握常用电气控制线路的安装及故障检修；②掌握PLC的工程应用、维护和使用以及PLC在电气控制线路的应用及电气系统分析与维护。
（2）知识目标①熟练应用基本指令和步进指令是PLC编程的基础；②功能指令：现代工业控制的许多场合需要数据处理，因而PLC制造商逐步在PLC中引入功能指令，用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。
③掌握PLC控制系统设计的基本方法。
（3）素质目标①树立工具、设备使用的安全意识；②形成具备良好的成本节约意识；③具有良好的思想道德修养和职业道德素养；④具有热爱科学、积极创新的精神；⑤具有敬业爱岗和良好的团队合作精神。
四、课程教学单元内容、基本要求及学时安排五、课程设计思路1.本课程标准是根据机电设备安装与维修专业学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“德能并举、工学交融”的教学要求，结合教学实际，将电气控制与PLC分为基本电气控制系统、PLC的硬件组成与工作原理、指令系统、程序设计与应用等四个模块，最终使学生具备一定的电气故障诊断与排除技能和PLC的编程能力。
《电气控制与PLC》课程教学大纲
电气控制与P1C课程教学大纲（E1ectricContro1andP1C）总学时数：40其中实验学时：0课外学时：0学分：2.5适用专业：电气工程与自动化、机电一体化等专业一、课程的性质、目的和任务：《电器控制和P1C》是电气工程与自动化、机电一体化、数控技术及应用、机械设计制造及其自动化等专业的一门专业必修课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。
它的内容与工厂控制设备密切相联，是一门实践性、应用性很强的实用课程。
通过本课程的学习，使学生获得常用低压电器元件、电气控制系统以及可编程序控制器（P1C）系统的基础知识、基本理论和基本设计方法，从而使学生在今后面临电器控制实际问题时具备分析和解决问题的技能，并具备独立设计一般电气控制系统的能力。
二、课程教学的基本要求：在本课程的学习中，要求学生深刻理解，牢固掌握电器控制设备的基本理论和基本设计方法，熟练掌握常用低电器元件的结构、常用控制系统的基本工作原理、P1C的编程和控制技术，对典型的机床控制电路和典型的P1C控制系统做出较深的理解和分析。
本课程总学时40学时，其中课堂教学为37学时，习题课与其它环节为3学时，实验教学为8学时包含在专业课实验模块中。
三、课程的基本要求、教学内容、重点和难点：第一章常用低压电器（4学时）（一）一般常用低压电器1、常用低压电器的工作原理，图形和文字符号；2、常用低压电器的组成、结构特点和用途。
3、常用低压电器的一般技术指标和选择方法。
（二）动力线路常用电器和智能电器1、动力线路常用电器的种类、工作原理，图形和文字符号；2、动力线路常用电器的结构、用途和选择方法3、智能电器的组成和基本原理及特点4、智能电器采用的新技术和新器件和实际应用重点：常用电器的机理、技术参数及选择条件。
难点：电磁式电器吸力与反力特性，断相保护热继电器、时间继电器和低压断路器。
第二章电气控制电路的基本控制环节（5学时）（一）电气控制线路基本知识、绘图方法和控制原则1、绘制电气控制线路应遵循的规则2、阅读和分析电气控制线路图的方法3、电气控制电路的时间原则控制、电流原则控制、转速原则控制和位置原则控制（二）常见的三相异步电动机基本控制电路1、鼠笼式异步电动机的全压和各种降压启动2、绕线式异步电动机的启动3、三相异步电动机的制动4、三相异步电动机的可逆运行5、三相异步电动机的调速（H）电气控制电路的保护1、电流型保护2、电压型保护3、位置、压力、温度、流量等方面的保护第三章电气控制系统分析（3学时）（一）CA6140车床的电气控制线路分析1、CA6140车床的基本结构和主要工作情况2、CA6140车床的电力拖动特点和控制要求3、CA6140车床的电气控制电路分析4、常见故隙分析及解决方法（二）X62型万能铳床的电气控制线路分析1、铳床的主要结构和运动形式2、铳床的电力拖动特点和控制要求3、铳床的电气控制电路分析4、铳床常见故隙分析及解决方法第四章电气控制系统的设计（2学时）（一）电气控制系统设计的内容和原则1、电气控制系统设计的基本内容2、电气控制线路设计的一般原则（二）电力拖动方案的确定原则和电机的选择1、拖动方式选择，调试方案选择2、电动机选择，启动、制动和反向要求（三）电气控制线路设计方法1、经验设计法2、逻辑设计法（四）电气控制系统的工艺设计1、电气设备总体配置设计2、元件布置图设计，电器部件接线图绘制第五章可编程控制器概述（3学时）（一）可编程控制器的基本概念、特点、发展历史和应用（二）可编程控制器的组成及各部分功能（三）可编程控制器的结构及软件（四）可编程控制器的工作原理第六章可编程控制器及其基本指令的应用（8学时）（一）可编程控制器的型号、模块及技术指标1、可编程控制器基本单元、扩展单元特殊模块的种类、型号2、可编程控制器的各种技术指标（二）可编程控制器软组件及功能1、软组件的分类编号和基本特征2、各种继电器的地址编号、特点及作用3、定时器、计数器的种类、特点、时间值的设定方法及控制机理4、数据寄存器的种类、特点及基本用途5、字元件基本形式、双字元件结构形式和位组合元件的构成（三）基本指令的编程方法及应用1、各种基本逻辑指令的功能、名称、符号、操作元件范围2、基本逻辑指令的编程应用3、梯形图和语句表的编程规则和注意事项（四）常用基本环节的编程1、电动机基本控制环节的编程2、定时器延时扩展的编程3、震荡和分频电路的编程（五）基本指令的编程实例重点：各类软元件的特点、构成形式、功能，基本指令的编程方法。
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LD EU =
I1.0
M0.0
第 5章
基本逻辑指令
注意： SETP 7 – Micro/WIN用Network（程序网络段）来组织程序。每个 网络相当于继电器控制图中的一个电流通路。一个网络内只能有一 个“能流”通路，不能有两条互不联系的通路。
第 5章
基本逻辑指令
11. 立即指令
– 什么是立即指令？有何用途？
功能：ALD指令用于逻辑块的串联连接，即对逻辑块进行逻 辑“与”的操作。
第 5章
基本逻辑指令
功能：在方法2中，ALD指令之前的逻辑块数应小于8，方法
1对此没有限制。
第 5章
LD AN LD I0.0 I0.1 I0.2
基本逻辑指令
LD AN LD I0.0 I0.1 I0.2
6. OLD指令
A
OLD LDN AN OLD =
第 5章
基本逻辑指令
9. RS触发器指令
– 指令 • SR（Set Dominant Bistable）：置位优先触发器指令。 当置位信号（S1）和复位信号（R）都为真时，输出为 真。 • RS（Reset Dominant Bistable）：复位优先触发器指令。 当置位信号（S）和复位信号（R1）都为真时，输出为 假。 – 用法 • 没有STL形式
第 5章
15. 定时器
基本逻辑指令
• 接通延时定时器TON（On-Delay Timer） – 接通延时定时器用于单一时间间隔的定时。 – 上电周期或首次扫描时，定时器位为OFF，当前值 为0。 – 输入端接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始 计时，当前值达到设定值时，定时器位为ON，当 前值仍连续计数到32 767。 – 输入端断开，定时器自动复位，即定时器位为OFF， 当前值为0。
第 5章
基本逻辑指令
10. EU和ED指令
功能： EU指令是用来进行上升沿检测的指令,在其之前的逻辑运算结果由 OFF变为ON时，使指定继电器在一个扫描周期内为ON； ED指令是用来进行下降沿检测的指令，在其之前的逻辑运算结果由 ON变为OFF时，使指定继电器在一个扫描周期内为ON；
第5章
基本逻辑指令
第 5章 令
基本逻辑指
为什么要学习指令系统？ 1、能够翻译梯形图为语句表 2、能够轻松地学习其他类型的PLC
第 5章 令
基本逻辑指
PLC系列的指令根据功能分为
1. 指令的格式、操作数及标志
指令的格式为： 助记符（指令码）操作数1
操作数2
操作数3
第5章 基本逻辑指 令2. 指令的两种形式
○只要执行条件为ON，指令的非微分形式在每个循环周期 都执行。
M0.0 M0.1
Q0.0
第 5章
基本逻辑指令
7.LPS、LRD和LPP指令
软元件：无
功能： LPS:进栈指令，将运算结果(数据)压入栈存储器； LRD:读栈指令，将栈的第一层内容读出来; LPP:出栈指令，将栈的第一层内容弹出来。
第 5章
基本逻辑指令
7.LPS、LRD和LPP指令
• 堆栈是PLC中一段特殊的存储区间，从上到下分为9层， 按照“先进后出、后进先出”的原则进行存取数据。 • 1. LPS：进栈指令。将逻辑运算结果压入堆栈的第一层， 堆栈中原先各层的数据依次向下移动一层。 • 2. LRD：读栈指令。是读出栈顶数据的专用指令，在使 用LRD指令时，栈内的数据不发生上弹或下压的传送。 • 3. LPP：出栈指令。堆栈内各层数据依次向上一层栈单 元传送，栈顶数据在弹出后就从栈内消失。 • 程序步数：均为1步；操作元件：无。
第 5章
基本逻辑指令
7.LPS、LRD和LPP指令
• 使用说明： • （1）LPS和LPP分别是数据进栈和出栈 的指令，必须配对使用，连续使用的次 数应少于9次。 • （2）LPS、LRD、LPP指令均不带操作 元件，其后不跟任何软元件编号。
第 5章
基本逻辑指令
1 2 5
4
7
第 5章
基本逻辑指令
断开OFF
接通ON
LD NOT =
I0.0 Q0.0
第 7章
基本逻辑指令
13. NOP指令
NOP
N
功能： NOP指令表示无操作指令。
操作数N：数字0至255。
第 7章
基本逻辑指令
14. 结束指令
– 结束指令分为有条件结束指令（END）和无条件结束指令 （MEND）。 – 使用说明： • 结束指令只能用在主程序中，不能在子程序和中断程 序中使用。而有条件结束指令可用在无条件结束指令 前结束主程序。 • 在调试程序时，在程序的适当位置插入无条件结束指 令可实现程序的分段调试。 • 可以利用程序执行的结果状态、系统状态或外部设置 切换条件来调用有条件结束指令，使程序结束。 • 使用方法：软件自动处理。
第 5章 令
基本逻辑指
4. O和ON 指令
功能：
O指令表示常开触点与前面的触点电路相并联； ON指令表示常闭触点与前面的触点电路相并联。
第 5章 令
基本逻辑指
O和ON 指令的应用
LD O = LD ON = I0.0 I0.1 Q0.0 I0.0 I0.2 Q0.1
第 5章 令
基本逻辑指
5. ALD指令
第5章 基本逻辑指 令 本章要点:
基本指令的功能、名称、符号、操作元件范围及使用要求梯形 图的编程规则 常用基本环节的编程 基本指令的编程应用
本章难点:
常用基本环节的编程 基本指令的编程应用
第 5章 令
基本逻辑指
○指令系统概述
○基本指令
○编制梯形图应注意的问题 ○应用指令
第5章 基本逻辑指 令 大家一起来回顾梯形图的有关知识！
第 5章
15. 定时器
基本逻辑指令
TON和TOF使用相同范围的定时器编号，所以在同一个PLC 程序中决不能把同一个定时器号同时用作TON和TOF。例如 在程序中，不能既有接通延时（TON）定时器T32，又有断 开延时（TOF）定时器T32。
第 5章
15. 定时器
基本逻辑指令
– 定时器的指令及使用 • 指令
第 5章
15. 定时器
基本逻辑指令
• 断开延时定时器TOF（Off-Delay Timer） – 断开延时定时器用于断电后的单一间隔时间计时。 – 上电周期或首次扫描，定时器位为OFF，当前值为 0。 – 输入端接通时，定时器位为ON，当前值为0。当输 入端由接通到断开时，定时器开始计时。当达到设 定值时定时器位为OFF，当前值等于设定值，停止 计时。 – 输入端再次由OFF→ON时，TOF复位，这时TOF 的位为ON，当前值为0。如果输入端再从 ON→OFF，则TOF可实现再次启动。
第 5章
16. 计数器
•
基本逻辑指令
指令及其使用 – CTU
第 5章
•
基本逻辑指令
CTUD – 增减计数器有两个计数脉冲输入端：CU输入端用于递增计 数，CD输入端用于递减计数。 – 首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。CU输入的每 个上升沿，计数器当前值增加1个单位；CD输入的每个上 升沿，都使计数器当前值减小1个单位，当前值达到设定值 时，计数器位置位为ON。 – 增减计数器当前值计数到32 767（最大值）后，下一个CU 输入的上升沿将使当前值跳变为最小值（-32 768）；当前 值达到最小值-32 768后，下一个CD输入的上升沿将使当 前值跳变为最大值32767。 – 复位输入端有效或使用复位指令对计数器执行复位操作后， 计数器自动复位，即计数器位OFF，当前值为0。 – 注意：在语句表中，CU、CD、R的顺序不能错误。
○微分指令仅在执行条件由OFF变为ON时或者由ON变为 OFF时才执行一次。
第 5章 令
基本逻辑指
5.1 基本指令
1. 取指令
功能：
LD指令表示常开触点与左侧母线连接； LDN指令表示常闭触点与左侧母线连接。
第 5章 令
基本逻辑指
2. 输出指令
功能： =指令输出运算结果。
第 5章
基本逻辑指令
输出指令应用
bit只能是I类型。指令 执行时，立即读取物理输入 点的值，但是不刷新对应映 像寄存器的值。
bit只能是Q类型。用立 即指令访问输出点时，把栈 顶值立即复制到指令所指出 的物理输出点，同时，相应 的输出映像寄存器的内容也 被刷新。
第 3章
PLC概述
I/O操作 扫描时间 扫描时间
周期扫描过程
程序扫描
8. S和R指令
功能：
◆当S指令的执行条件为ON时，使指定继电器置位为ON， 当执行条件为OFF时，S指令不改变指定继电器的状态。 ◆当R指令的执行条件为ON时，使指定继电器复位为OFF， 当执行条件为OFF时，R指令不改变指定继电器的状态。
第 5章
基本逻辑指令
8. S和R指令
置位即置1，复位即置0。置位和复位指令可以将位存储 区的某一位开始的一个或多个（最多可达255个）同类存储 器位置1或置0。这两条指令在使用时需指明三点：操作性质、 开始位和位的数量。
第 5章
15. 定时器
基本逻辑指令
第 5章
16. 计数器
基本逻辑指令
第 5章
16. 计数器
• •
基本逻辑指令
•
种类：CTU, CTUD, CTD 编号 – 计数器的编号用计数器名称和数字（0~255）组成，即C***，如C6。 – 计数器的编号包含两方面的信息：计数器的位和计数器当前值。 – 计数器位：计数器位和继电器一样是一个开关量，表示计数器是否发 生动作的状态。当计数器的当前值达到设定值时，该位被置位为ON。 – 计数器当前值：其值是一个存储单元，它用来存储计数器当前所累计 的脉冲个数，用16位符号整数来表示，最大数值为32 767。 计数器输入端和操作数 – 设定值输入：数据类型为INT型。 – 寻址范围：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、 AC、*VD、*AC、*LD和常数。 – 一般情况下使用常数作为计数器的设定值。