可编程控制器应用技术第4章
可编程控制技器技术及应用(三菱系列)课后习题答案
复习与思考题答案第一章1、PLC是可编程序逻辑控制器英文“Programmable Logical Controller ”的简称。
2、PLC的型号繁多，各种型号的PLC的功能不尽相同，但目前的PLC一般都具有下列功能：①条件控制；②定时控制；③计数控制；；④步进控制；⑤数据处理；。
⑥通信和联网；⑦对控制系统的监控；3、与工控机相比，PLC具有以下独特的特点：①通用性强；②接线简单；③编程容易；④抗干扰能力强、可靠性高；⑤容量大，体积小，重量轻，功耗少，成本低，维修方便4、PLC的硬件主要有六部分组成： CPU( 中央处理器 ) 、存储器、输入 / 输出（ I/O ）接口电路、电源、外设接口、输入 / 输出（ I/O ）扩展接口。
CPU 的主要功能有：接收输入信号并存入存储器，读出指令，执行指令并将结果输出，处理中断请求，准备下一条指令等。
存储器主要用来存放系统程序、用户程序和数据。
输入接口电路是将输入信号经过光电耦合并经RC电路滤波后才送入PLC内部放大器，采用光电耦合和RC滤波的措施后能有效地消除环境中杂散电磁波等造成的干扰；输出接口电路将PLC的内部电路与外部负载电路进行电气隔离；电源部分的作用是为PLC内部和外部提供工作电源。
5、PLC的输入、输出信号开关量、模拟量、数字量。
6、PLC的输出接口电路有三种形式：一种是继电器输出，一种是晶闸管输出，一种是晶体管输出。
7、PLC对电源的基本要求有：①能有效控制、消除电网电源带来的各种噪声；②不会因电源发生故障而导致其他部分产生故障；③能在较宽的电压波动范围内保持输出电压稳定；④电源本身的功耗应尽量能低，以降低整机的温升；⑤内部电源及PLC向外提供的电源与外部电源间应完全隔离；⑥有较强的自动保护功能。
8．PLC的系统程序有三种：①系统管理程序：由它决定系统的工作节拍，包括PLC运行管理（各种操作的时间分配安排）、存储空间管理（生成用户数据区）和系统自诊断管理（如电源、系统出错、程序语法等）。
可编程序控制器原理及应用(江秀汉)(第二版)1-4章 (3)
16输入 16输出
16输入
16输出
图3.1.7 CQM1H/CQM1通过B7A接口单元构的远程I/O系统
第3章 OMRON公司PC简介
扩展 主站(最 多32个输 入点，或最 多32个输 出点) 扩展 主站(最 多32个输 入点，或最 多32个输 出点) 主站 (最多32个输 入点和32个输 出点)
主马达 旋转编码器
产品 输送带
脉冲 输出 01000或 01001 单项 脉冲输 出
最大10 kHz
马达 驱动器
图3.1.1 同步脉冲控制
第3章 OMRON公司PC简介
5．时钟功能 CPM2A的内置时钟(精确度：±1分钟/月)允许用梯形图程 序读取日期和时间。通过编程器和其他编程工具改写时间。 CPM2A还有一个30秒的补偿位，当该位置为ON时，时间将自动调 整到最接近的分钟。因此，在电台报时时，打开该位就能十分精 确地设定时间。
CPM2A具有CPM1A的各种中断功能，如输入中断、间隔定时 器中断、高速计数器中断等。高速计数器的工作模式增加到4种： 相位差(两相)输入模式，脉冲+方向输入模式，增/减脉冲模式和递 增模式。CPM2A高速计数器的计数频率除两相差模式5 kHz外，其余 模式都是20 kHz，CPM2A输入中断下的计数频率为2 kHz，是CPM1A 的2倍。
RM201
C20 0HS
2芯线电缆(总长最多20 m)
CQM1-LK50 1 远程I/ O从站
SK 20 P C
I/ O机架
编 程 终端
图3.1.9 CQM1H/CQM1通过I/O链接单元接入远程系统
第3章 OMRON公司PC简介 3) Controller Link单元
由于CQM1H配置了CQM1H-CLK21单元，因此CQM1H就能够连入 Controller Link网。在CQM1H推出之前，Controller Link网只能用 于C200Hα、CS1、CV/CVM1/CVM1D等中大型PC。现在多了CQM1H这种小 型PC，无疑使OMRON小型PC的应用范围得到扩大，而且让CQM1H这种小 型机发挥了更大的功能。例如，以前用户在选型时，对需几台甚至几 十台PC联网(PC之间交换数据)，要求组成Controller Link网，且每 台PC控制的I/O点数在150点左右的情况，按照I/O点数来看，选用 CQM1是最合适的，但是由于CQM1不能连接Controller Link网而不得 不选用C200Hα，这样得出的性价比并不是最优的。如今有了CQM1H， 只要加一个CQM1H-CLK21单元，就可使CQM1H构成Controller Link网， 解决类似问题。这样，配置出来的系统既符合控制点数的要求又满足 连接Controller Link网的要求，性价比当然是最合适的了。但需要
plc课程设计任务书
plc课程设计任务书一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其工作流程和编程方法。
2. 使学生掌握PLC的常用指令，并能运用这些指令完成简单的控制程序编写。
3. 帮助学生了解PLC在工业自动化中的应用，提高对实际工程问题的解决能力。
技能目标：1. 培养学生运用PLC软件进行程序设计和调试的能力。
2. 培养学生通过团队协作，分析问题、解决问题的能力。
3. 提高学生动手实践能力，学会使用PLC控制硬件设备。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术的兴趣，激发学习热情，树立正确的学习态度。
2. 培养学生具备创新意识和实践精神，敢于面对挑战，勇于克服困难。
3. 通过课程学习，使学生认识到PLC技术在工业发展中的重要性，增强国家使命感和社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，强调学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，但可能缺乏实践经验。
教学要求：结合学生特点，以实际应用为导向，注重启发式教学，鼓励学生参与实践，培养其独立思考和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. PLC基本原理及结构：包括PLC的定义、发展历程、主要组成部分及其功能。
教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述2. PLC工作原理及编程方法：讲解PLC的工作流程、编程语言和编程规则。
教材章节：第二章 PLC工作原理与编程基础3. PLC常用指令及其应用：介绍PLC的常用指令，如逻辑运算、定时器、计数器等，并结合实例进行分析。
教材章节：第三章 PLC指令系统及编程实例4. PLC控制系统设计：讲解PLC控制系统的设计步骤、硬件选型和软件编程。
教材章节：第四章 PLC控制系统设计5. PLC在工业自动化中的应用：介绍PLC在各个领域的应用案例，分析其优缺点。
教材章节：第五章 PLC在工业自动化中的应用6. PLC实践操作：组织学生进行PLC编程软件的使用、程序设计、调试及硬件控制等实践活动。
第4章 控制器
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20世纪80年代以来，又发展了数字调节器：可编程调节器、智 能调节器，基于集散控制系统或者现场总线的控制器等。以微处理 器为基础，功能完善，性能优越，能够解决模拟式仪表难以解决的 问题。近二十年来数字式控制仪表不断涌现新品种应用于过程控制 中，以提高控制质量，对整个控制系统产生革命性变革。 电动模拟式、数字式调节器，具有反应快,信号易远传,容易与 其他仪表相配套,功能丰富，符合当今仪表的发展趋势。基于集散控 制系统或者现场总线的控制器，它们除了控制功能外，还具有网络 通信等功能，适应信息社会大规模生产需要。
27
想一想，为什 么不从0开始？
特点——
1）采用统一信号标准：4~20mA DC和1～5V DC。 这种信号制的主要优点是电气零点不是从零开始， 容易识别断电、断线等故障。同样，因为最小信号 电流不为零，可以使现场变送器实现两线制。 2）广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度提高、 可靠性提高、维修工作量减少。 3）可构成安全火花型防爆系统，用于危险现场。
手/自动双向切换 手动操作 无扰动切换 Kp/Ti/Td的设置 Kp/Ti/Td的设置
一般在刚刚开车时采用手动控制，待系统正常时切换到自动控制。 可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出 手自动切换时都希望不给控制系统带来扰动，即调节器的输出信号 不发生突变（即必须要求无扰动切换） 改变控制器的特性
DV
21
22
比例积分微分调节规律（PID）： 同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比例积分 微分控制器。 微分控制器 1 dDv Mv Kp Dv Dvdt T D T dt I 对阶跃偏差：微分先起主导作用，使输出 大幅度变化，产生强烈的调节作用之后微 分作用消失，积分逐渐占主导地位，直到 余差完全消失，积分作用才停止。 若将TD=0，微分作用消失——PI调节器 TI=无穷大，积分作用消失——PD调节器 TD=0，TI=无穷大——P调节器。
PLC原理及应用(三菱机型)PLC参考资料 第五.六.七.八讲 第4章 可编程控制器梯形图程序设计方法
第4章可编程控制器梯形图程序设计方法教学目的：1.、熟练掌握可编程序控制器梯形图2、熟练掌握可编程控制器继电-接触器控制与可编程控制转换3、掌握可编程控制器梯形图的经验设计法教学重点：掌握可编程控制器梯形图的经验设计法教学难点：用可编程控制器梯形图的经验设计法设计程序参考课时：讲课8课时实验2课时说明：适当地增加与现代工业自动化有关联的事例第一讲：可编程控制器由于其应用方便，可靠性高，在各个行业，各个领域大量地应用着不同类型的可编程控制器。
如何用可编程序控制器完成实际控制系统的应用设计，是每个从事电气自动化控制技术人员所面临的实际问题。
在此，我们根据现学PLC的有关知识和可编程序控制器的工作特点和以往的经验。
通过实例，提出PLC控制系统经验设计的基本原则和一般的设计步骤，以及实际应用时的注意事项。
一. 可编程控制器梯形图可编程控制器梯形图中的某些元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但它们不是真实的物理继电器（即硬件继电器），而是在软件中使用的编程元件。
每一编程元件与可编程控制器存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应。
该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应编程元件的线圈“通电”，其对应的动合触电接通，动断触点断开，称这种状态是该编程元件的“1”状态，或该编程元件ON（接通）。
如果该存储单元为“O”状态，对应的编程元件的线圈和触点的状态与上述相反，称该编程元件为“O”状态，或该编程元件OFF（断开）。
梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（bus bar）。
在编制中应按自上而下，从左到右的方式编。
同时应注意如下几点：1、注意适当的编程顺序可减少程序步。
1) 串联触点多的电路应尽量放在上部，例图4-1。
图4-1 梯形图2) 并联触点多的电路应尽量靠近母线，例图4-2。
图4-2 梯形图3) 在垂直方向的线上不能有触点，否则形成不能编程电路，需经过重新安排，如图4-3为重新安排不能编程电路。
可编程序控制器及应用 课件
欧洲PLC的厂家有60余家: 西门子（Siemens）于1973年研制出第一 台PLC。 ❖ 法国的TE(Telemecanique）(施耐德） ❖ 瑞士的Selectron公司等。
1971年，日本从美国引进PLC技术，由日立 公司研制成功日本第一台PLC。
日本生产PLC的厂家有40余家： ❖ 三菱电机(MITSUBISHI),欧姆龙(OMRON), ❖ 富士电机（Fuji Electric）,东芝
❖ 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电 源。
❖ 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供 开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编 程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内 部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V 等直流电源。
可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入 电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。
❖ 定义强调了PLC是： ❖ 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算
机 ❖ 2 专为在工业环境下应用而设计 ❖ 3 面向用户指令——编程方便 ❖ 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 ❖ 5 数字量或模拟量输入输出控制 ❖ 6 易与控制系统联成一体 ❖ 7 易于扩充
❖
❖ 1.2 PLC的分类
❖ 1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车 公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了 十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工 业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想， 即
❖ (1)能用于工业现场。
❖ (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的 元件和修改内部接线。
❖ 2.编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语 言结构均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。
PLC可编程控制器应用技术作业4
学习目标：●掌握PLC的基本指令●能够用常用基本指令进行简单梯形图设计●掌握CPM1A的子程序指令、中断控制指令、步进指令功能第四章SYSMAC－C系列指令系统第一节SYSMAC－C系列指令SYSMAC-C系列各种指令的分类表示方法如下所述:1、按指令长度分类：单字指令、双字指令、三字指令、四字指令2、按操作数的特点分类：位操作数、字节操作数、字操作数、双字操作数、多字操作数3、按I/O、I/R、TIM/CNT通道编码位数分类：两位数通道编码、三位数通道编码4、按使用情况分类：基本逻辑指令、功能指令5、按具有前沿微分功能分类：大多数指令可以使用前沿微分(DIFU)功能，只要在该指令前加@即可。
第二节SYSMAC－C系列CPM1A型机指令系统一、基本指令1、LD：LD指令表示常开触点与左侧母线连接；指令格式：LD XXXX操作数XXXX为继电器号2、LD NOT ：LD NOT指令表示常闭触点与左侧母线连接指令格式：LD NOT XXXX操作数XXXX为继电器号3、AND指令表示常开触点与前面的触点电路相串联;指令格式：AND XXXX操作数XXXX为继电器号4、AND NOT指令表示常闭触点与前面的触点电路相串联。
指令格式：AND NOT XXXX操作数XXXX为继电器号5、OR指令表示常开触点与前面的触点电路相并联；指令格式：OR XXXX操作数XXXX为继电器号6、OR NOT指令表示常闭触点与前面的触点电路相并联指令格式：OR NOT XXXX操作数XXXX为继电器号7、OUT指令输出运算结果；指令格式：OUT XXX操作数XXXX为继电器号例：8、AND LD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。
方法１方法2LD 00000 LD 00000AND 00001 AND 00001OR NOT 00002 OR NOT 00002LD 00003 LD 00003OR 00004 OR 00004AND LD LD 00005LD 00005 OR NOT 00006OR NOT 00006 AND LDAND LD AND LDOUT 20000 OUT 20000在方法2中，AND LD指令之前的逻辑块数应小于等于8，而方法1对此没有限制。
PLD第四章 FLEX10k
快电子学实验室 Fast Electronics Lab
宋克柱
skz@
6. • • • 7. 8.
灵活的封装选择 各种封装，管脚84-600 与其它具有相同封装的FLEX10K设备管脚兼容 FineLine BGA封装 Quartusii软件支持软件设计和自动布局布线（place and route） 借助EDIF200和EDIF300网表、参数模型库（LPM）、 Verilog HDL和VHDL，Quartusii能与Cadence、 Exempler Logic、Mentor Graphics、OrCAD、 Synopsys、Synplicity、VeriBest和Viewlogic等公司的 其它多种EDA工具接口。
快电子学实验室 Fast Electronics Lab
宋克柱
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中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China
快电子学实验室 Fast Electronics Lab
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中国科学技术大学 University of Sci.& Tech. of China
100,000 4,992 624 12 24,576 406
250,000 12,160 1,520 20 40,960 470
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快电子学实验室 Fast Electronics Lab
宋克柱
skz@
宋克柱
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4-1 概述
• FLEX10K是工业界第一个嵌入式FPGA，具有高密度、低 成本、低功率等特点，是应用非常广泛的一种FPGA器件。 • FLEX10K系列有：FLEX10K、FLEX10KA、FLEX10KB、 FLEX10KV、FLEX10KE • 采用重复可构造的CMOS SRAM工艺，把连续的快速通道 互连与独特的嵌入式阵列结构相结合。 • 每个FLEX10K包扩一个嵌入式阵列和一个逻辑阵列 • FLEX10K的逻辑功能和互连关系是由CMOS SRAM单元 配置的。系统上电时，通过储存在一个Altera提供的EPC1 或EPC2，通过串行数据流来配置FLEX10K器件。也可以 通过系统，用Altera提供的BitBlaster或ByteBlaster下载电 缆下载。 • 通过复位，可以在线重新配置，重新配置时间不超过 320ms，可以实时改变配置。
02207 电气传动与可编程控制器(PLC)
02207 电气传动与可编程控制器（PLC）扬州大学编（高纲号0635）一、课程内容与考核目标第一篇机床电气控制技术（第一章、第二章、第三章、第四章、第五章）第一章机床控制线路的基本环节（一）学习目的与要求熟悉常用控制电器的用途；熟练掌握电气控制的基本线路，具有对简单电气控制线路的独立分析、设计能力。
（二）考核知识点与考核目标本章内容是电气线路分析和设计的基础。
1、识记：电气控制系统图的画法及阅读方法（一般）2、理解：常用控制电器的用途以及图形和文字符号（重点）三相笼型异步电动机全压起动控制线路（重点）三相笼型异步电动机降压起动控制线路（重点）三相异步电动机的正反转控制线路（重点）三相异步电动机的制动控制线路（重点）控制线路的其他基本环节（重点）电动机的保护（重点）3、应用：运用电气控制的基本线路，对基本电气控制线路有独立分析和设计能力。
（重点）第二章机床电气控制线路的分析（一）学习目的与要求掌握电气控制系统的分析方法，熟悉典型生产设备电气控制系统，掌握控制线路的组成，典型环节的应用及分析控制线路的方法。
（二）考核知识点与考核目标1、识记：电气控制系统分析的基本内容和一般规律，电气原理图的分析方法与步骤。
（次重点）卧式车床的电气控制线路分析（次重点）摇臂钻床的电气控制线路分析（次重点）铣床电气控制线路分析（次重点）镗床的电气控制线路分析（次重点）2、理解：掌握电气控制系统的分析方法（次重点）3、应用：掌握电气控制系统的分析方法，，对较复杂电气控制线路有独立分析能力。
（重点）第三章机床电气控制线路的设计及电气元件的选择（一）学习目的与要求熟悉常用控制电器的用途并能正确使用，掌握简单机床电器控制线路的设计。
（二）考核知识点与考核目标1、识记：机床电气设计的一般步骤及拖动电机的选择，机床常用电器的选择（一般）2、理解：机床电气控制线路设计举例（次重点）3、应用：根据控制要求能进行简单机床电器控制线路的设计（重点）能正确使用常用控制电器（重点）第四五章交流直流调速系统（一）学习目的与要求熟悉交流直流调速系统的基本概念。
第4章 S7-200 PLC基础知识
1.中央处理单元（Central Processing Unit,CPU）
微处理器功能：
1)控制用户从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储； 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，接收来自现场输入信号，并输入到输入映象寄 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，算术运算机数据处理等操作 5) 根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存器 的内容，再经输出部件实现输出控制，打印制表或数据通信等功 能
在PLC的发展历程中，有过几个不同的名称： 可编程序矩阵控制器PMC （Programmable Matrix Controller ） 可编程序顺序控制器PSC （Programmable Sequence Controller） 可编程序逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）
5. 各种接口、高功能模块：
扩展接口主要用于扩展主机单元的IO点数或特殊功能， 在主机的后面连接扩展IO模块或功能模块，使PLC的配置更加 灵活，以满足不同控制系统的要求。
6. 编程设备
PC FP PROGRAMMER
编程设备可以是专用
的手持式编程器；也可以
ST XWX
NOT DT/Ld C AN YWY STK IX/IY D OR RWR TM TSV E OT LWL CT CEV F
西门子PLC及相关产品
• • • • • • 小型：SIMATIC S7-200 PLC 中型： SIMATIC S7-300 PLC 大型： SIMATIC S7-400 PLC 工业通讯网络 （SIMATIC NET） 人机界面（HMI）硬件 SIMATIC S7工业软件 ：编程工具、基于PC的 控制软件、人机界面软件。
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。
微机原理与接口技术 第04章 可编程定时器计数器8254
4.1 概述
输出（分频）
声音的产生：
对输出方波整形 变成正弦波，经放大处理接 到扬声器上，产生不同声音 的波形。
输入脉冲
若选择标准输入脉冲， 例1KHz，则当输入1000个标 准输入脉冲，需要1s，则当 计数值为1000时，输出端每 隔1s输出一个脉冲，实现了 定时。 计算初值：N=fclki / fouti
硬件启动：在写入计数初值后计数器不工作，只有当GATE信 号出现0到1的变化后，计数器才开始工作 初值自动重装：当计数结束后，即减1计数器减到规定值的时候， 存放在初值寄存器中的计数初值自动重新装入减1计数器，这种功 能称为初值自动装载（方式2和方式3具有此功能）
4.2.3 8254的工作方式
4.1 概述
实现定时/计数有三种不同的方法：
（1）软件定时：执行一个具有固定延迟时间的循环程序。
优点：不需外加硬件，灵活，定时较准确。 缺点：在定时过程中CPU不能做任何其它工作。
总结：适用于定时时间短的场合。
（2）硬件定时：采用中规模TTL或CMOS芯片外加电阻电容来实现的。 不同的时间间隔主要是通过配接不同的阻容值达到的。 优点：不占用CPU时间。 缺点：变换定时较难。 总结：适用于定时时间间隔固定的场合。
8254有6种工作方式：方式0~方式5。对于每一种工作方式， 由时钟输入信号CLK确定计数器递减的速率。门控信号GATE用于 允许或禁止计数器计数。计数结束时在输出线OUT上产生一个信 号。 无论采用哪一种工作方式，都会遵循下面几条原则： （1）控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立即复位， 输出端OUT进入初始态（高电平或低电平）。 （2）计数初值写入后，要经过一个时钟上升沿和一个下降 沿，计数执行部件才开始计数。 （3）在时钟脉冲CLK的上升沿时，门控信号被采样。 （4）在时钟脉冲CLK的下降沿时，计数器作减1计数，输出 端OUT的波形也都是在时钟周期的下降沿时产生电平的变化。
《电气控制与可编程控制器技术》第三版-史国生-课后习题答案
1-10、时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用?
1-11、感应式速度继电器怎样实现动作的?用于什么场合?1-12什么是主令电器， 常用的主令电器有哪些?
1-13、接触器的作用是什么?根据结构特征如何区分交、直流接触器?
1-05、什么是继电器的返回系数?将释放弹簧放松或拧紧一些，对电流(或电压) 继电器的吸合电流(或电压)与释放电流(或电压)有何影响?
1-06、电压和电流继电器在电路中各起什么作用?他们的线圈和触点各接于什么电路中?
1-07、JS7-A型时间继电器触头有哪儿种?画出它们的图形符号。
1-08、热继电器与熔断器的作用有何不同?
L1 L2L3
FU2
题2-4
KM 1
b）控制电路
KM2KA
2-05、试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要求：
(1)Y/Δ启动；(2)能耗制动；(3)电路有短路、过载和失压保护。
L1L2L3
FU2
FRSB1 SB2
KM1
KM 3
KM2
SB1
KT
KT2
KM4
4
FU2
KT1
KM2
KT1
KM 1
KM 1
1-14、交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么在线圈中产生很大的电流冲击?直流接触器会不会出现这种现象?为什么?
交流接触器的线圈是一个电感,吸合前线圈内部没有铁心,电感很小,阻抗也就很小,所以电流大;吸合后铁心进入线圈内部,电感量增大,阻抗增大,所以电流就降下来了.直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻, 所以不会产生冲击电流.
1-18、智能电器有什么特点?其核心是什么?第２章、习题与思考
第4章DMA技术
❖掌握CPU与外设传送数据的不同方式的 特点及适用场合
❖掌握DMA的基本概念、DMA传送数据的4 种方式及传送过程
❖理解8237A的引脚功能及内部结构 ❖掌握8237A的初始化方法及编程应用
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4.1 CPU与外设传送数据的方式
• CPU与接口之间的数据传送，传送的方 式不同，CPU对外设的控制方式也不同， 从而使接口电路的结构及功能也不同。
使地址自动加1或减1
4.3.1 8237A的主要特性
⑥ 对于时钟频率为5MHz的8237A-5，其数据 传输率高达1.6MBps。
⑦ 可采用级联的方法扩展DMA通道的数量 ⑧ 有用于控制传送结束的外接过程结束控制
信号输入端 ⑨ 可以用软件设置DMA请求 ⑩ 可以分别控制DREQ和DACK信号的有效极
• 在微机中，传送数据一般有三种方式： 程序方式、中断方式和DMA方式。
4.1.1 无条件传送方式
• 所谓无条件传送方式是指CPU对外设接口的 读写随时都可以进行，不需要等待某种条件 的满足。无条件传送方式仅局限于外部控制 过程的各种动作时间是固定且是已知的前提 下，直接用IN或OUT指令与外设进行传送数 据。
4.1.2 程序查询方式
• 程序控制下的查询传送方式，又称条件 传送方式或异步传送方式。
• 在执行输入和输出操作之前，需要通过 测试程序对外围设备的状态进行检查。 当被选定的外设准备“就绪”时，才开 始进行输入和输出操作。
4.1.2 程序查询方式
• 1.查询式输入
• 在输入信息时，CPU必须了解外设的状态，看其是否已 准备好。所以，接口部分除了有数据传送到端口外，还 必须有传送状态信号的端口。
• 使用查询方式时，CPU读取状态寄存器并检 测状态字，如设备未准备好，CPU不断地查 询（读取状态寄存器并检测状态字），浪费 了大量CPU时间。
电气控制与PLC控制基础理论-第四章
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
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图4-2 三相异步电动机可逆运转控制
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第二节 常用基本环节的编程
三、两电机分时启动的电路:基本延时环节
设计思路:先绘两台电机 独立的启—保—停电路。 第一台电机使用启动按钮 启动。第二台电机使用定 时器的常开触点启动。两 台电机均使用同一停止按 钮。然后再解决定时器的 工作问题。
图4-3 两台异步电动机延时启动控制
本例选用 FX2N-16MR型PLC一台。完成本例编程可按 以下步骤进行。 1.列出本例PLC端子分配情况 表4-1给出了本例PLC的端子分配情况。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
表4-1 三组抢答器 PLC端子分配表 输 入 端 子 输 出 端 子 儿童抢得指示灯:Y001 学生抢得指示灯:Y002 教授抢得指示灯:Y003 彩球:Y004 其 他 器 件
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
④设计总台音响梯形图。总台音响梯形图的结构本 来可以和总台灯一样,但为了缩短音响的时间(设定为1s), 在音响的输出条件中加入了启动信号的脉冲处理环节。 有关的支路请读者自行分析。 ⑤最后解决复位功能。考虑到主控触点指令具有使 主控触点后的所有启—保—停电路输出中止的作用,将主 控触点M0及其相关电路加在已设计好的梯形图前部。 本例的梯形图见图4-9。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
3.按以下顺序绘制程序图 ①先绘出图中“应答允许”、“应答时限”、“抢答 继电器”、“答题时限”等支路。这些支路中输出器件的 状态是进一步设计的基础。 ②设计各台灯梯形图。各台灯启动条件中串入 M2的常 闭触点体现了抢答器的一个基本原则:竞时封锁,在已有人 抢答之后按按钮无效。
T1、T2 绿1闪动3次控制 C0 T3 黄1亮2s起点 黄1亮2s定时器
T4
绿2亮25s定时器
T4设定值K250,从T3接通时计时,计时时间到绿2断 开,T6计时
T5、T6形成振荡,T5通时绿2点亮,C1计数 T6为C1计数信号,C1接通时黄2点亮 T7设定值K20,T7接通时黄2熄灭 ,一循环周期结束
2.根据输出要求画出草图 设计梯形图时可先绘含有4个启—保—停支路的草图, 以表达各个输出的基本关系如图4-7所示。 3.考虑各输出之间的制约并对草图做出修改 根据本例要求主要有2个方面的修改。 ①抢答器的重要性能是竞时封锁,也就是若已有某组 先按钮抢答,则其他组再按无效。体现在梯形图上是: Y001～Y003间的互锁。这就要求在 Y001～Y003支路中互 串其余二个输出继电器的常闭触点。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
②按控制要求,只有在主持人宣布开始的10s内 Y001～Y003接通才能启动彩球,且彩球启动后,该定时器 也应失去对彩球的控制作用。因而梯形图4-8中在Y004输 出支路中串入了定时器T10的常闭触点,且在母线及T10间 并上了Y004的自保触点。 图4-8是程序设计完成后的梯形图。
儿童抢答按钮:X001、X002 学生抢答按钮:X003 教授抢答按钮:X004、X005 主持人开始开关:X011 主持人复位按钮:X012
定时器:T10
输出口Y001～Y004上接有抢得指示灯及彩球,分别代表 儿童抢得、学生抢得、教授抢得及彩球转动4个事件,是本例 梯形图中的输出线圈。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
M4:音响启动信号继电器
T1:应答时限10s T2:答题时限30s
T3:音响时限1s
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
2.分析抢答器的控制要求 本例输出器件比较多,且需相互配合表示一定的意义。 仔细分析并抓住以下几个关键事件对编写输出器件的工 作条件有重要的意义。 ①主持人是否按下开始按钮。这是正常抢答和违例 的界限。 ②是否有人抢答。 ③应答时间是否到时。 ④答题时间是否到时。 程序设计时,要先用机内器件将以上事件表达出来, 并在后续的设计中用这些器件的状态表达输出的条件。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
图4-14 运料小车往返运行示意图
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
音响及某台灯:正常抢得 音响及某台灯加总台灯:违例 音响加总台灯:无人应答及答题超时 在一个题目回答终了后,主持人按下复位按钮。抢答器 恢复原始状态,为第二轮抢答做好准备。 完成本例可按以下步骤进行。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
1.决定输入输出端子及机内器件的安排 为了清晰地表达总台灯、各台灯、总台音响这些输 出器件的工作条件,机内器件除了选用了应答时间及答题 时间二个定时器外还选用了一些辅助继电器,现将本例器 件安排列于表4-2。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
分析时序图,不难发现电机Y001、Y002、Y003的控制逻 辑和间隔5s一个的“时间点”有关,每个“时间点”都有电 机启停。因而用程序建立这些“时间点”是程序设计的关 键。由于本例时间间隔相等,“时间点”的建立可借助振荡 电路及计数器。设X000为电机运行开始的时刻让定时器 T0 实现振荡。再用计数器C0、C1、C2、C3作为一个循环过程 中的时间点。循环功能是通过C3常开触点将全部计数器复 位来实现的。“时间点”建立之后,用这些点来表示输出的 状态就十分容易了。设计好的梯形图如图4-11所示。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
图4-12 交通灯时序图
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
图4-13 交通信号灯梯形图
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
【例5】运料小车的往返运行控制 图4-14所示小车一个工作周期的动作要求如下: 按下启动按钮SB(X000),小车电机M正转(Y010),小车 第一次前进,碰到限位开关SQ1(X001)后小车电机M反 (Y011),小车后退; 小车后退碰到限位开关SQ2(X002)后,小车电机 M 停转,停5s后,第二次前进,碰到限位开关SQ3(X003), 再次后退; 第二次后退碰到限位开关SQ2(X002)时,小车停止。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
③设计总台灯梯形图。由总台灯工作条件分析可知, 梯形图中应具有以下4项内容: · M2的常开和M1的常闭串联:主持人未按开始按钮即有 人抢答,违例; · T1的常开和M2的常闭串联:应答时间到无人抢答,本 题作废; · T2的常开和M2的常开串联:答题超时; · Y014常开:自保触点。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
图4-9 抢答器梯形图
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
【例3】三电机的循环启停运转控制设计 三台电机接于Y001、Y002、Y003 ;要求它们相隔5s 启动,各运行10s停止;并循环。据以上要求,绘出电机工 作时序图如图4-10所示。
图4-10 三电机控制时序图
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第一节 可编程控制器的应用开发
可编程控制器在应用开发过程中的步骤组成
控制对象的生产工艺过程及控制要求调查 可编程控制器的资源分配及接线设计 程序编制 程序的调试及修改完善
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第二节 常用基本环节的编程
一、三相异步电动机单向运转控制:启—保—停 电路单元
图4-1 异步电动机单向运转控制
可编程控制器应用技术 可编程控制器应用技术
第四章 FX2N系列可编程控制器基本指令的编程应用
1
目录
可编程控制器的应用开发 常用基本环节的编程 基本指令编程实例及经验设计法 FX2N系列可编程控制器编程软件及程序下载
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内容提要
基本指令是 PLC程序中应用最频繁的指令,熟练应用 基本指令是PLC编程的基础。程序的编制过程是将控制系 统工作条件及工作目的间的关系指令化的过程。 本章在介绍工业控制中常用基本环节编程的基础上以 实例说明 FX2N系列PLC基本指令的编程应用,并总结“经 验法”编程的基本技巧。 编制完成的程序需下载到PLC中运行,各PLC厂商都为 自己的产品配备了编程软件,本章简要介绍SWOPC-FXGP/ WIN-C编程软件的用法。
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第二节 常用基本环节的编程
六、分频电路
用PLC可以实现对输入信号的任意分频。
图4-6 2分频电路及波形
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
一、编程实例
【例1】 三组抢答器儿童2人、青年学生1人和教授2人成 3组抢答。儿童任一人按钮均可抢得,教授需二人同时按 钮可抢得,在主持人按钮同时宣布开始后10s内有人抢答 则幸运彩球转动表示庆贺。
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第二节 常用基本环节的编程
四、定时器的延时功能扩展环节
采用两种方法
图4-4 两定时器接力延时400s
图4-5 定时器配合计数器延时1000s
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第二节 常用基本环节的编程
五、定时器构成的振荡电路
图4-5中定时器T1的工作实质是构成一种振荡电路,产 生时间间隔为定时器的设定值,脉冲宽度为一个扫描周 期的方波脉冲。
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第三节 基本指令编程实例及经验设计法
图4-7 三组抢答器梯形图(草图)
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图4-8 三组抢答器梯形图(完成)
第三节 基本指令编程实例及经验设计法
【例2】五组抢答器控制设计 五个队参加抢答比赛。比赛规则及所使用的设备如下。 设有主持人总台及各个参赛队分台。总台设有总台灯及 总台音响,总台开始及总台复位按钮。分台设有分台灯,分台 抢答按钮。各队抢答必须在主持人给出题目,说了“开始” 并同时按了开始控制钮后的10s内进行,如提前抢答,抢答器 将报出“违例”信号(违例扣分)。10s时间到,还无人抢答, 抢答器将给出应答时间到信号,该题作废。在有人抢答情况 下,抢得的队必须在30s内完成答题。如30s内还没答完,则作 答题超时处理。灯光及音响信号所表示的意义是这样安排的: