PLC综合应用技术项目7的任务2
plc综合实际课程设计
plc综合实际课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作机制，掌握PLC的基本组成、编程语言及指令系统；2. 学习PLC在工业控制中的应用，了解常见的PLC控制系统，掌握其设计流程和方法；3. 了解PLC与其他工业控制设备的通信与联网，理解现代工业自动化系统的基本构成。
技能目标：1. 能够运用PLC编程软件进行程序设计，完成简单的控制任务；2. 能够分析实际工业控制问题，运用PLC技术设计合理的控制方案；3. 培养学生的动手实践能力，通过小组合作完成PLC综合实际课程设计项目。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探究精神和创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会在团队中发挥自己的作用；3. 引导学生关注工业自动化领域的发展，认识到PLC技术在现代工业中的重要性，培养其专业认同感。
本课程旨在帮助学生掌握PLC技术的基本知识和实际应用，培养其解决实际工业控制问题的能力，同时注重培养学生的团队协作、创新精神和专业素养，为我国工业自动化领域的发展储备优秀人才。
二、教学内容1. PLC基本原理：介绍PLC的发展历程、基本组成、工作原理及性能特点，重点讲解PLC的中央处理单元、存储器、输入输出接口及通信接口等部分的功能和作用。
教材章节：第一章《PLC概述》2. PLC编程语言与指令系统：学习PLC的编程语言（如梯形图、指令列表、功能块图等），掌握基本指令（如逻辑运算、定时器、计数器等）的使用方法。
教材章节：第二章《PLC编程语言与指令系统》3. PLC控制系统设计：讲解PLC控制系统设计流程、方法及注意事项，分析实际案例，使学生能够根据控制需求设计合理的PLC控制系统。
教材章节：第三章《PLC控制系统设计》4. PLC通信与联网：介绍PLC与其他设备的通信方式，如串行通信、以太网通信等，以及常见的工业现场总线技术。
教材章节：第四章《PLC通信与联网》5. PLC综合实际应用：结合实际工业控制场景，以小组为单位进行PLC综合实际课程设计，包括控制方案设计、程序编写、调试与优化等。
PLC应用技术7.项目七 三相异步电动机的变频器控制
表7-3控制字的说明
2020/8/11
WZKE
二
7.4 G120变频器端子控制
知识讲座
武职凯尔 下面简单讲解一下这些控制字。 我们打开G120变频器参数手册，找到 参数P0054（控制字），可以看到该 控制字有16位，每一位的定义如表7-3 所示：
表7-3控制字的说明
2020/8/11
WZKE
二 知识讲座
DP总线）、IP（Ethernet-IP协议）、DEV（DeviceNet总线）、CAN（CANopen协议）； 如果控制单元集成了故障安全功能，则会在名称后面加上“F”，比如CU250S-2PN-F。
2020/8/11
WZKE
二 知识讲座
7.2 G120变频器的基本操作（面板操作）
(a)BOP-2操作面板
“0”为关闭检测
WZKE
三 工作任务
任务一 G120变频器面板操作控制电机正反转及调速
1.项目要求
武职凯尔 使用操作面板控制电机正反转及调速。
2.项目分析
变频器安装功率模块和控制单元安装好以后，将BOP-2控制面板插入控制单 元，然后给变频器介入三相电源，通过操作面包设置相关参数，即可实现用操作 面板控制电机正反转及调速。
WZKE
二 知识讲座
7.1 变频器工作原理与G120变频器介绍
G120的控制单元包括CU230系列、CU240系列和CU250系列。本项目中我们选用的型号为 CU250S-2PN。下面我们以CU250S-2PN为例，介绍一下控制单元的命名规则：
武职凯尔 CU: Control Unit的缩写，表示“控制单元”；
变频器原理（Variable-frequency Drive，简称VFD）是应用变频技术与微
PLC应用技术(西门子S7-1200)(附微课视频)—教学大纲
PLC应用技术教学大纲课程编号：学时：78学分：5适合专业：电气工程及其自动化开设部门：机电工程学院一、课程的性质与任务PLC应用技术是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课程，具有实践性强的特点，通过本课程的学习，使学生掌握PLC控制器的功能、结构和工作原理，具备一定的PLC程序设计和PLC技术应用能力及PLC系统设计能力。
初步对生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计并了解PLC与PC之间的网络化通讯控制。
培养学生在工业自动化控制技术中分析问题和解决实际问题的能力，为适应工业企业控制技术的发展和从事实际工作打下基础。
三、课程的基本教学内容及要求(一) 课题1：S7-1200基础与TIA博途软件1.教学内容（1）S7-1200系列PLC的结构、工作原理和分类；（2）S7-1200的存储器、数据类型；（3）博途软件的安装与卸载，博途软件的项目视图和博途视图，S7-1200的硬件组态、创建变量和编写程序；（4）项目的创建、硬件组态、软件编程、仿真调试、上传下载、在线调试。
2.重点与难点重点：S7-1200系列PLC的结构、数据类型及项目的创建调试过程。
难点：PLC的数据类型和博途软件的使用。
3.课程教学要求本章采用启发式讲解的教学方法，引导学生学习，培养学生学习本门课的兴趣。
要求学生了解S7-1200PLC的结构和原理；掌握S7-1200的存储器、数据类型；了解博途软件的安装与卸载；熟悉博途软件的项目视图和博途视图，初步掌握S7-1200的硬件组态、创建变量和编写程序；熟悉项目的创建、硬件组态、软件编程、仿真调试、上传下载、在线调试。
(二)课题2：S7-1200基本指令的应用1.教学内容（1）位逻辑指令的应用；（2）置位复位指令的应用；（3）边沿脉冲指令的应用；（4）定时器指令的应用；（5）计数器指令的应用；（6）比较指令的应用；（7）数学函数指令的应用；（8）移动指令的应用；、（9）转换指令的应用；（10）程序控制类指令的应用；（11）字逻辑指令的应用；（12）移位指令的应用；（13）模拟量输入的应用。
plc毕业设计任务书
plc毕业设计任务书PLC毕业设计任务书一、引言PLC（可编程逻辑控制器）作为现代工业自动化的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
毕业设计是对学生所学知识的综合运用和实践，通过完成一个真实的项目来提升学生的能力。
本文将探讨PLC毕业设计任务书的编写，旨在为学生提供一份指导，帮助他们顺利完成毕业设计。
二、任务背景在工业自动化领域，PLC起着至关重要的作用。
它能够通过编程实现对工业过程的控制和监测，提高生产效率和质量。
因此，PLC技术的应用和研究一直备受关注。
本次毕业设计旨在让学生深入了解PLC的原理和应用，通过实际项目的设计与实施，提升他们的实际操作能力和解决问题的能力。
三、任务目标1. 熟悉PLC的基本原理和编程方法；2. 掌握PLC在工业自动化中的应用；3. 能够独立设计和实施一个基于PLC的自动化控制系统；4. 分析和解决实际工程中的PLC相关问题。
四、任务要求1. 学生需要选择一个具体的工业自动化项目作为毕业设计的对象；2. 在设计过程中，学生需要详细了解该项目的工艺流程和控制要求；3. 学生需要独立完成PLC控制系统的设计和编程；4. 学生需要测试和调试PLC控制系统，并记录相关数据和结果；5. 学生需要分析和解决在设计和实施过程中遇到的问题；6. 学生需要撰写一份完整的毕业设计报告，详细描述设计过程、实施结果和问题解决方法。
五、设计内容1. 项目选择：学生可以选择一个与自己专业相关的工业自动化项目，如流水线控制、温度控制等；2. 设计方案：学生需要根据项目的特点和要求，设计一个合理的PLC控制系统方案；3. 编程实施：学生需要使用PLC编程软件，编写相应的程序，实现对控制系统的控制和监测；4. 系统测试：学生需要对设计的控制系统进行测试和调试，确保其正常工作；5. 问题分析：学生需要分析在设计和实施过程中遇到的问题，并提出解决方案；6. 报告撰写：学生需要撰写一份完整的毕业设计报告，包括设计思路、实施过程、测试结果和问题解决方法。
PLC应用技术项目式教程
学习改变命运,知 识创造未来
任务二 电动机连续运行控制
三 AN、OR串并联指令
（二）OR和OR/（或和或非）指令
指令功能： ❖ （1）OR：并联一个常开触点指令。将原来保存在结
果寄存器的内容与指定继电器的内容进行逻辑“或”运 算，并将这一逻辑操作的结果存入结果寄存器，结果 寄存器原来保存的内容消失。 ❖ （2）OR/：并联一个常闭触点指令。将指定继电器 的内容取反，然后与结果寄存器的内容进行逻辑“或” 运算，并将操作结果存入结果寄存器，结果寄存器原 来保存的内容消失。 ❖ 操作数：X、Y、R、C、T。
T/C的设定值寄存器：其序号与T/C序号一一对 应
T/C经过值寄存器：其序号与T/C序号一一对应 ，每一个T/C均配有一对与之序号相同的SV、EV
数据 寄存器
DT（字）
DT0～DT1659（1，660字） DT9000～DT9069（70字）
索引、 修正值 寄存器
IX（字） IY（字）
IX、IY各有一个字无编号
PLC应用技术项目式教 程
学习改变命运,知 识创造未来
2021年2月23日星期二
PLC应用技术项目式教程（松下）
• 书名：PLC应用技术 项目式教程（松下）
• 书号：978-7-11146847-9
• 作者：曹 月 主编 • 出版社：机械工业出
版社
学习改变命运,知 识创造未来
•PLC应用技术项目式教程
学习改变命运,知 识创造未来
任务二 电动机连续运行控制
一 认识松下FP1系列PLC
5、FP1监控功能很强，可实现梯形图监控、列表继电器监控 、动态时序图监控（可同时监控16个I/O点的时序）具有几十 条监控命令，多种监控方式。指令和监控结果可用日、英、德 、意四种文字显示。 6、有链接单元，用于远程信息交换的I/O LINK单元；用于 PLC与计算机间通信的C—NET适配器。
电气控制与PLC应用技术项目化教程第7章
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
这样就得到了输入和输出之间的逻辑关系式，可以很容 易地得到红、绿灯闪烁的梯形图程序，如图7-2所示，其中 SM
图7-2 灯闪烁梯形图
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
四、拓展知识：PLC控制系统设计的基本步骤 (1) 对控制任务作深入的调查研究。 (2) 确定系统总体设计方案。 (3) 确定系统的硬件构成。 (4) 确定PLC的I/O分配。 (5) 设计应用程序。 (6) 程序调试。 (7) 制作控制柜。 (8) 现场调试。 (9) 编制技术文件。
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
2．喷泉控制系统设计。 控制要求：有10个喷泉头“一”字排开。系统启动后， 喷泉头要求每间隔1 s从左到右依次喷出水来，全部喷出10 s 后停止，然后系统又从左到右依次喷水，如此循环。10个喷 泉头由10个继电器控制，继电器得电，相应的喷泉头喷水。 请给出PLC的I/O分配表，并编写梯形图程序。
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试 由状态表可得F1、F2的逻辑函数：
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试 这样就可以很容易地得到绿灯常亮的梯形图程序，如图
7-1所示。
图7-1 绿灯常亮梯形图
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
由控制要求可知，能引起绿灯闪烁的情况有六种，能引 起红灯闪烁的情况有四种。综合二者，得到状态表，如表72所示。
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
图7-6 PLC-S2挂件端子连接
项目七 典型控制系统的PLC设计与调试
三、任务实施
(一) 所需元件和工具
PLC技术课件——课题七 特殊功能模块
课题七 特殊功能模块
（1）通信参数设置 在两个串行通信设备进行任意通信前，必须设置相互可 以辨认的参数，这些参数是指传送数据的信息格式，包括起 始位、数据位、奇偶校验位、停止位和波特率等。 （2）串行通信指令 RS 串行通信指令是利用 PLC 的通信适配器 FX-232ADP 进 行通信控制的，实现 PLC 与外围设备的数据传送与接收。
主要的控制对象是机电产品，以开关量居多。
模拟量处理流程图
课题七 特殊功能模块
主单元与扩展模块实物图 a）主单元 b） FX2N-4AD-PT c）FXON-3A
课题七 特殊功能模块
1．读取水箱温度
读取水箱温度程序梯形图
2．读取水箱压力
读取水箱压力的程序梯形图
课题七 特殊功能模块
3． 控制电动调节阀开度
课题七 特殊功能模块
四、特殊功能模块的编号
主单元和模块连接图
课题七 特殊功能模块
五、模拟量输入/输出模块的读写操作
BFM 中的数据是通过 FROM 指令或 TO 指令使 PLC 主 单元与模块进行数据交换。FROM 是 PLC 主单元从 BFM 读 数据的指令，TO 是从 PLC 主单元将数据写到 BFM 的指令。
课题七 特殊功能模块
任务提出 在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有
一压力变送器（压力传感器）和一温度传感器，电动 调节阀控制进水量，温度传感器检测水温，压力传感 器检测水压。现要用 PLC 来检测水温、水压，控制进 水量。
水箱
课题七 特殊功能模块
任务分析 PLC 是从继电器控制系统的替代产品发展而来的，
2.TO 指令 TO 指令是 BFM 写入指令，助记符、指令代码、操作数、 程序步见表。
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应用技术综合实训
PLC应用技术综合实训PLC应用技术综合实训PLC（可编程逻辑控制器）是一种工业自动化控制设备，广泛应用于各个行业的生产现场。
PLC主要由中央处理器、输入模块、输出模块等组成，通过输入模块采集外部信号，经过中央处理器处理后，通过输出模块控制执行器的动作，实现对生产过程的自动化控制。
PLC应用技术综合实训是培养学生掌握PLC应用技术的关键环节，通过实践操作，提高学生的动手能力和实际应用能力。
一、实训内容PLC应用技术综合实训的内容一般包括以下几个方面：1. PLC硬件配置：学生需要了解PLC的硬件组成，掌握PLC 的输入模块、输出模块、中央处理器等基本组成部分的特点和功能。
2. PLC软件编程：学生需要学习PLC编程语言，掌握Ladder Diagram（梯形图）编程的基本原理和方法，了解ST（结构化文本）编程的特点和应用。
3. 实际控制系统设计：根据实际需求，学生需要设计一个具有一定复杂度的控制系统，包括输入输出设备的选择、PLC程序的编写等。
4. 实物调试和操作：学生需要将自己设计的控制系统搭建起来，进行实际的调试和操作，验证系统的稳定性和可靠性。
二、实训方法PLC应用技术综合实训可以采用以下几种方法进行：1. 课堂讲解和理论学习：教师通过讲解PLC的基本原理和编程方法，让学生了解PLC的结构和工作原理，掌握PLC编程语言和编程规范。
2. 案例分析和实例操作：教师通过分析实际控制系统的案例，让学生了解PLC在不同行业的具体应用，帮助学生理解PLC在实际工程中的作用。
3. 实验操作和实践演练：学生在实验室中进行PLC硬件的组装和软件的编程，通过实际操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
4. 项目实施和维护：学生根据自己的设计方案，搭建实际的控制系统，进行系统调试和操作，验证系统的可靠性和稳定性，培养学生的工程实施和维护能力。
三、实训成果通过PLC应用技术综合实训，学生可以获得以下几方面的实训成果：1. 理论知识的掌握：学生通过学习和实践，掌握了PLC的基本原理和编程方法，了解了PLC的应用领域和技术特点。
PLC应用技术项目化教程(S7-200)习题答案
项目一交流电动机基本控制电路的设计与调试任务一常用低压电器的识别与应用思考与练习1.按钮、行程开关的异同点。
答：相同点：两者都是在触碰后触点状态变化，松开状态恢复。
不同点：按钮是一种短时接通或断开控制小电流回路的手动电器。
而行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，通常用于控制机械设备的行程及限位保护2.中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同点？答：中间继电器实质是一种电压继电器，触点对数多，触点容量较大（额定电流5～10A），其作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触点容量），起到信号中转的作用。
中间继电器与接触器相同点为：工作原理相同，都是线圈得电，触点动作（即常开触点闭合，常闭触点断开）；线圈失电，触点状态恢复。
而不同点在于：（1）结构组成不同。
在中间继电器中没有灭弧装置。
（2）允许通过的电流不同，接触器允许通过的电流大。
3.在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？两者能否互相替换？为什么？答：在电动机的控制电路中，热继电器通常起到过载保护的作用，而熔断器通常起短路保护的作用。
两者不能互换。
因为当用熔断器代替热继电器时，难以快速检测到电机过载。
其热继电器的整定电流一般是电机的额定电流的0.9~1.1倍，而熔断器一般是电动机的额定电流的5-8倍。
任务二电动机“正反转”控制电路的设计与调试思考与练习1.电气系统图主要有哪几种？答：电气控制电路图一般有三种：电气原理图（包括主电路图和辅助电路图）、电器元件布置图、电气安装接线图。
2.试用两个复合式按钮设计电动机“正—反—停”控制电路。
任务三电动机“-△转换”控制电路的设计与调试思考与练习对于一台大功率（10kW以上）的电动机，若要正反转时都能够实现-△降压起动，则如何进行控制电路的设计？项目二 PLC基本指令的运用任务一 S7-200系列PLC系统概述思考与练习1．PLC有哪些特点?答：PLC有以下特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）通用性强，使用方便；（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便；（4）编程语言简单、易学，便于掌握；（5）系统设计周期短；（6）安装简单、调试方便、维护工作量小。
《PLC技术与应用》课程标准
《PLC技术与应用》课程标准一、课程名称PLC技术与应用二、适用专业机电技术应用三、参考课时64四、课程性质与任务可编程序控制器技术广泛应用在机械加工过程、产品装配、食品包装、冶金等各个领域，可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，梯形图使用的符号和定义与常规的继电器展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，是机电一体化技术专业人员必须掌握的一门应用技术。
本课程在学习PLC简要工作原理和它的编程技术之后，结合实际需要进行应用设计，训练培养学生PLC技术应用、设计和开发小型自动化控制系统的综合运用能力。
本课程的项目是依据以工作过程为导向，以典型工作任务为基点，综合理论知识、操作技能和职业素养为一体的思路设计。
通过完成项目的学习，学生不但能够真正掌握PLC技术与应用，还能够全面培养其团队协作、沟通表达、工作责任心、职业道德与规范等综合素质，使学生通过学习的过程掌握工作岗位所需的各项技能和相关专业知识。
毕业后能够直接上岗，实现就业的零距离。
五、课程的基本理念现代社会对高素质技能型人才的高、新要求引起评价体系的深刻变化，中职课程应建立合理、科学的课程体系，包括知识目标、能力目标、思想教育目标等方面。
教学既要关注学生学习的结果，更要关注他们学习的过程；既要关注学生知识、能力的水平，也要关注他们在教学活动中所表现出来的情感态度的变化。
在中职教育中，教学应建立多元化的目标，关注学生个性、潜能与可持续发展性。
注重培养学生的职业能力；建立合理、科学的评价体系。
六、课程的设计思路本课程着眼于学生的终身学习与可持续性发展，关注学生素质，关注学生职业岗位能力的培养。
该课程是依据“维修电工专业工作任务与职业能力分析表”中的维修电工中级工工作项目设置的。
其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,转变为以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。
PLC应用技术图解项目化教程(西门子S7
从1969年美国DEC公司研制出第一台PLC开始，经历了从简单 到复杂、从低级到高级的发展历程，现已成为工业自动化领域 的重要控制设备。
PLC基本组成及工作原理
基本组成
PLC主要由CPU、存储器、输入输 出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即 按照用户程序的顺序逐条执行指令， 完成各种控制功能。
04
基本指令与程序设计方法
位逻辑指令及应用举例
位逻辑指令概述
介绍位逻辑指令的基本概念、作用及分类。
立即位逻辑指令
阐述I、Q、M、SM等立即位逻辑指令的特 性和应用。
基本位逻辑指令
详细讲解LD、LDN、A、AN、O、ON、=、 =/等指令的功能和使用方法。
位逻辑指令应用举例
通过实例演示位逻辑指令在PLC程序设计中 的具体应用。
数据类型
PLC的数据类型包括基本数据类型（如位、字节、字等）和复杂数据类型（如数 组、结构体等）。此外，西门子S7系列PLC还支持用户自定义数据类型 （UDT）。
02
硬件组成与接线
CPU模块选择与配置
01
02
03
CPU模块类型
CPU配置
扩展模块
西门子S7系列PLC提供多种CPU 模块，如S7-200、S7-300、S7400等，根据控制需求选择合适 的型号。
西门子S7系列PLC简介
S7-200系列
紧凑型PLC，适用于小型自动化项目。
S7-400系列
高性能PLC，适用于大型和复杂的自动化项目。
ABCD
S7-300系列
模块化PLC，适用于中型自动化项目。
S7-1200/1500系列
新一代PLC，具有更高的性能和更丰富的功能。
煤矿设备电气与PLC应用技术项目7
2.在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维 修方便。
3.保证控制系统安全可靠。 4.考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数 和内存容量上适当留有余地。 5.软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强， 程序简短，占用内存少，扫描周期短。
太原理工大学阳泉学院机械电子工程系
煤矿设备电气与PLC应用技术（三菱FX系列、西门子S7-200系列）
任务一 煤矿液压支架控制系统设计
在煤矿开采中，综采技 术的应用实现了采煤工作的 全面机械自动化。液压支架 的电控系统能够完成单架单 动作、单架顺序联动、成组 动作等功能，可实现地面通 讯和进行远程控制，不但可 以提高生产效率，增强运行 的安全可靠性，而且实现了 综采工作面生产设备的自动 控制。本任务以单架顺序动 作为例，介绍PLC在液压支 架控制系统中的应用。
在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：
1）功能的选择 对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A 模块以及指令功能（如中断、PID等）。 2）I/O点数的确定 统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考 虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从 而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3）内存的估算 用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控 制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估 算： 存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数 ×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信 接口个数×300+备用量。
煤矿设备电气与PLC应用技术（三菱FX系列、西门子S7-200系列）
实习操作：PLC 与变频器的7 段速控制_电气控制与PLC综合应用技术（第2版）_[共4页]
![实习操作：PLC 与变频器的7 段速控制_电气控制与PLC综合应用技术（第2版）_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/cbebcfc8fc4ffe473268ab5d.png)
变频器的使用186第8章表8-10固定频率二进制编码选择＋ON 命令的7段频率设定频率设定出厂值（Hz ）端子7（DIN3）端子6（DIN2）端子5（DIN1）OFF 0 0 0 P1001 FF1 = 0 0 0 1 P1002 FF2 = 5 0 1 0 P1003FF3 = 10 0 1 1 P1004 FF4 = 15 1 0 0 P1005 FF5 = 20 1 0 1 P1006FF6 = 25 1 1 0 P1007FF7 = 301118.4.2 实习操作：PLC 与变频器的7段速控制1．控制要求某纺纱机电气控制系统由PLC 和变频器构成，控制要求如下。
（1）定长停车。
使用霍尔传感器将纱线输出轴的旋转圈数转换成高速脉冲信号，送入PLC 进行计数，当纱线长度达到设定值（即纱线输出轴旋转圈数达到70 000）后自动停车。
（2）在纺纱过程中，随着纱线在纱管上的卷绕，纱锭直径逐步增大，为了保证在整个纺纱过程中纱线的张力均匀，主轴应降速运行。
生产工艺要求变频器输出频率曲线如图8-11所示，在纺纱过程中主轴转速分为7段速，启动频率为50Hz ，每当纱线输出轴旋转10 000转时，输出频率下降1Hz ，最后一段的输出频率为44Hz 。
（3）中途因断纱停车后再次开车时，应保持为停车前的速度状态。
2．控制电路纺纱机变频调速控制电路如图8-12所示。
测速功能由霍尔传感器承担，霍尔传感器BM 有3个端子，分别是正极（接L+端）、负极（接M 端）和输出信号端（接I0.0端）。
当纱线输出轴旋转，固定在输出轴外周上的磁钢掠过霍尔传感器表面时，产生脉冲信号送入高速脉冲输入端I0.0计数。
PLC 输入/输出端口的作用和变频器输入端子的功能见表8-11。
3．设置参数按实习操作现场电动机设置参数，见表8-12。
图8-11 纺纱机变频器7段调速频率曲线。
PLC应用技术项目七 抢答器控制
项目七 抢答器控制
高级指令的类型： 1．数据传输指令：这些指令可对16位或32位数据进行传输、拷贝、 交换。 2．BIN（二进制）算术运算指令：这些指令可对16位或32位数据 进行加、减、乘、除运算。 3．BCD算术运算指令：这些指令可对BCD码数进行加、减、乘、除 运算。 4．数据比较指令：这些指令可对16位或32位数据进行比较。 5．逻辑运算指令：这些指令可实现逻辑（与、或、异或、同或） 运算。 6．数据转换指令：将16位或32位数据按指定格式转换。
18
项目七 抢答器控制
八 项目拓展
如果显示改为两位八段码显示，则如 何分配输出？（提示：可以采用BCD 码输出，减少占用的输出点数，了解 F89指令）
高级指令分几类？有什么规律？ 熟悉F0-F19数据传送类指令的使用。
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四 知识点链接
高级指令 F91解码指令
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项目七 抢答器控制
高级指令简介
高级指令均为扩展功能指令，每一个指令代码都是由 大写字母F和序号组成。一条指令完成一个特定的功 能，其序号也是按功能分类编排的。依产品型号不同 ，高级指令的种类、条数不同。但是，同一类指令的 使用方法基本类似。
高级指令由高级指令功能号（F0~F165）、助记符 和操作数三部分构成。高级指令的功能号用来输入高 级指令，格式如图所示。
及格
1. 熟悉八段 码解码指 令；
2. 了解八段 码显示的 工作原理 ；
3. 利用解码 指令实现 四组抢答 器的控制 和八断码 的显示。
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项目七 抢答器控制
七 项目展示、评价、反馈、小结
1、根据各组完成情况，选出效果较好的组进行项目展 示，学生操作讲解，展示效果。
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童克波
项目7 PLC在顺序控制方面的应用
任务2 PLC如何实现对选择性、并行性分支的控制
任务引入
单流程状态转移图对简单的顺序控制容易实现。但对多流程复杂的控制， 如果再使用单流程状态转移图编写程序，将会使程序很复杂，并不易编写。所
以对多流程控制系统，使用选择性、并行性分支编程，将很容易达到控制目的。
相关知识
并行性分支的编程原则是先 集中进行并行性分支的转移 处理，然后处理每条分支的 内容，最后再集中进行汇合 处理。
图7-6 并行性分支状态转移图
相关知识
图7-6所示并行性分支状态转移图所对应的指令如下所示。
任务实施
1．用选择性分支实现对大小球的分拣系统的控制
控制要求 在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，图77是用于分拣小球大球的机械装置。其分类原理为：机械臂下
2）程序设计的状态转移图如图7-11所示
图7-11 交通灯控制的状态转移图
任务实施
3）交通灯控制系统硬件接线图如图7-12所示
图7-12 交通灯控制系统硬件接线图
任务实施
程序讲解 程序由两部分构成，一部分是程序的开始部分，控制程序的启动和停止；另一部 分是程序的主体部分，控制交通灯的变化。 1）程序的开始部分控制程序的启停。当X5=ON时，M0线圈得电，其常开触点闭 合，程序的主体部分开始往下执行两条并行分支。当停止按钮X6=ON时，M0线圈失电， 其常开触点断开，同时将主体程序中的状态元件清零复位，将初始状态置位。主体程 序停止，初始状态得电，留待下一次的启动。 2）主体程序采用两条并行性分支，分别控制东西向、南北向红、绿、黄灯的变化。 程序设计时按灯的变化顺序编写即可。需要说明的是绿灯闪烁的控制程序，其转移的 条件必须使用T、C的组合触点进行控制，如果省略T的常开触点，将会使绿灯最后一 次闪烁不能实现。 状态转移图中的计数器一定要清零，只要计数器不在使用状态，任何时候清零都 可。
任务实施
2）程序设计的状态转移图如图7-8所示 手动回原点程 序
任务实施
2）程序设计的状态转移图如图7-8所示
运行路径不同时， 产生分支。
运行路径相同时， 分支汇合。
任务实施
3）分拣系统硬件接线图如图7-9所示
图7-9 分拣系统硬件接线图
任务实施
2．用并行性分支实现对交通灯系统的控制
相关知识 1．选择性分支与汇合
图7-5 选择性分支状态转移图
相关知识
图7-5所示选择性分支状态转移图所对应的指令如下所示。
相关知识 2．并行性分支与汇合
并行性分支的定义 所谓并行分支就是多个流程可同时执行的分支称为并行性分支，如图7-6所 示是一个状态转移图中的一段并行性分支程序。当X0接通时，三条分支同时运 行；当X4接通时，三条分支同时汇合。
控制要求 下图7-10为十字路口交通灯信号灯示意图，信号灯的动作受开关总体控制，按 一下启动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作；按一下停止按钮， 所有信号灯都熄灭。
图7-10 十字路口交通灯信号灯示意图
任务实施
十字路口交通信号ຫໍສະໝຸດ 控制要求如表7-5所示。表7-5 十字路口交通信号灯控制要求
任务分析
为了掌握状态转移图选择性、并行性分支的编程方法，应在掌握单流程状 态转移图编程方法之上。再具备以下知识： 1．选择性、并行性分支的定义，选择性、并行性分支状态转移图转换成指
令的方法。 2．选择性、并行性分支编写复杂的状态转移图的方法。
相关知识 1．选择性分支与汇合
选择性分支的定义 所谓选择性分支就是从多个流程中选择执行一个流程。如图7-5所示是一个 状态转移图中的一段选择性分支程序。分支选择条件X0、X10、X20不能同时接 通。在状态元件S20得电时，程序根据X0、X10、X20的状态决定执行那一条分 支。如一旦X0接通，动作状态就向S21转移，S20复位置0。因此即使以后X10或 X20动作，S31或S41也不会被驱动。汇合状态S50可由S22、S32、S42中任意 一个驱动。
降，经过T0时间后，当电磁铁压着大球时，机械臂没有达到 下限位，SQ2常开触点不动作，X2不动作。而压着小球时， SQ2常开触点闭合。
任务实施
图7-7 大、小球分类选择传送装置示意图
任务实施
机械装置动作顺序如下： 左上为原点，机械臂下降（当碰铁压着的是大球时，限位开 SQ 2 断开，而 压着的是小球时 SQ 2 接通，以此判断是大球还是小球）。
表7-6 输入输出信号分配表 输 入（I） 元件 功能 信号地址 元件 输 出（O） 功能 信号地址
按钮SB1
按钮SB2
启动信号
停止信号
X5
X6
LD1
LD2 LD3 LD4 LD5 LD6
南北向绿灯
南北向黄灯 南北向红灯 东西向绿灯 东西向黄灯 东西向红灯
Y0
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5
任务实施
左、右移分别由 Y4 、 Y3 控制，上升、下降分别由 Y2 、 Y0 控制，将球吸住 由 Y1 控制。
任务实施
训练要达到的目的 1）熟悉机械装置回原点程序编写的意义。 2）熟悉选择性分支状态转移图分支、汇合的条件选择。 设计步骤 1）I/O分配 输入／输出信号分配如表7-4所示。
表7-4 输入输出信号分配表
完
东西向
信号 时间
绿灯亮 25s
绿灯闪亮 3s
红灯亮
黄灯亮 2s
绿灯亮 25s
红灯亮 绿灯闪亮 3s 黄灯亮 2s
南北向
信号 时间
训练要达到的目的
1）掌握灯光闪烁程序的编写方法。 2）熟悉并行性分支状态转移图分支、汇合的条件选择。
任务实施
设计步骤 1）I/O分配 输入／输出信号分配如表7-6所示。
任务实施
② 启动和停止程序 状态转移图要运行，必须满足机械手在原点位置才可以。当状态转移图运行时， 是按事先设定的流程一步一步往下执行的，要停止程序必须将初始状态除外的所有状 态复位，同时置位初始状态。才能将运行的状态停止，同时将初始状态置位。以便下 一次程序再次运行。 ③ 自动运行程序 自动运行程序是按机械手的动作顺序设计的，一步一步往下执行。一个周期结束 后自动回到程序开始部分，进行下一个周期的运行，如此循环不已。 上升/下降、左行/右行等分别使用了双螺线管的电磁阀（在某个方向的驱动线圈失电时 能保持在原位置上，只有驱动反方向的线圈才能反方向运行），夹钳使用单螺线管电 磁阀（只在有电时能夹紧）。 自动运行程序如果在运行中，PLC突然停电，再来电时，程序不会在原来的地方 再开始运行。而是必须将机械手提回到原点位置后，程序再从新开始运行。
输 入（I） 元件 开关SQ1 开关SQ2 开关SQ3 开关SQ4 开关SQ5 开关PS0 按钮SB1 按钮SB2 功能 左限位开关 下限位开关 上限位开关 判断小球的限位开关 判断大球的限位开关 程序运行开关 将机械臂手动上移 将机械臂手动左移 信号地址 X1 X2 X3 X4 X5 X0 X6 X7 元件 机械臂 机械臂 机械臂 机械臂 机械臂 电磁吸盘 输 出（O） 功能 下降 上升 右移 左移 停留原点指示灯 吸住铁球 信号地址 Y0 Y2 Y3 Y4 Y5 Y1