2022年《可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ)》教案(模塊一)

1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)?？删幊陶莆掌鲬?yīng)用基礎(chǔ)教案制作老盛林 Lao sheng lin make模塊一可編程掌握器常見(jiàn)應(yīng)用系統(tǒng)課題 1：可編程掌握器概況教學(xué)目的：介紹機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)及明白PLC的應(yīng)用與進(jìn)展；教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的概念，PLC的功能特點(diǎn)；教學(xué)難點(diǎn)：傳統(tǒng)繼電掌握與PLC掌握的思維轉(zhuǎn)換； 教學(xué)課時(shí)： 2 學(xué)時(shí)授課方式：引導(dǎo)性教學(xué)一、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的概念含義：在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，機(jī)械、電工、電子與智能運(yùn)算機(jī)掌握的協(xié)同集成；機(jī)電技術(shù)應(yīng)用將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和掌握技術(shù)等有機(jī)融合，相互滲透，使制造

2、技術(shù)更加優(yōu)化；進(jìn)展歷程：數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，微電子技術(shù)為機(jī)電技術(shù)帶來(lái)勃勃生氣，可編程掌握器及電子電子技術(shù)為機(jī)電技術(shù)的進(jìn)展供應(yīng)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；二、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)習(xí)方向1. 電氣技術(shù)應(yīng)用與修理2. 機(jī)電設(shè)備（數(shù)控設(shè)備）應(yīng)用與修理三、可編程掌握器概述可編程掌握器（ PprogrammableLogic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC）；PLC是在傳統(tǒng)的次序掌握器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、運(yùn)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)掌握技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)掌握裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行規(guī)律、記時(shí)、計(jì)數(shù)等次序掌握功能，建立柔性的程控系統(tǒng)；國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）頒布了對(duì) PLC的規(guī)定：可編程掌握器是一種數(shù)字

3、運(yùn)精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)；它采納可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算、次序掌握、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，掌握各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程；可編程序掌握器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)掌握系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原就設(shè)計(jì)；PLC具有通用性強(qiáng)、使用便利、適應(yīng)面廣、牢靠性高、抗干擾才能強(qiáng)、編程簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)； 可以預(yù)料： 在工業(yè)掌握領(lǐng)

4、域中， PLC掌握技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流PLC 程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序， 系統(tǒng)程序供應(yīng)運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，仍為PLC程序牢靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理；用戶程序由用戶按掌握要求設(shè)計(jì)；四、PLC掌握系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -教學(xué)后記：通過(guò)復(fù)習(xí)電力拖動(dòng)掌握線路和PLC 的掌握方法，同學(xué)更形象的明白 PLC 的掌握原理，對(duì)下一步學(xué)習(xí)懂得PLC 更大的幫忙；精選名師 優(yōu)秀名師 -

5、- - - - - - - - -第 3 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -課題 2：可編程掌握器的基本組成教學(xué)目的：明白PLC的基本結(jié)構(gòu)及 PLC的編程語(yǔ)言教學(xué)重點(diǎn)： PLC的結(jié)構(gòu)及編程語(yǔ)言教學(xué)難點(diǎn)： PLC的基本配置教學(xué)課時(shí)： 2 學(xué)時(shí)授課方式：多媒體引導(dǎo)性教學(xué)一、PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置一般講， PLC分為箱體式和模塊式兩種；但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式 PLC，有一塊 CPU板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成如干型號(hào)， 并按 I/O 點(diǎn)數(shù)又有如干規(guī)格； 對(duì)模塊式 P

6、LC，有 CPU 模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架； 無(wú)任哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC， 都屬于總線式開(kāi)放型結(jié)構(gòu)，其 I/O 才能可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合； PLC 的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：接受驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入接口部件中心處理單元CPU 板電 源 部 件接受控元件口部件輸出1 、CPU的構(gòu)成PLC 中的 CPU是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái)PLC至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賜予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等； 進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶

7、程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的掌握信號(hào)，去指揮有關(guān)的掌握電路，與通用運(yùn)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、掌握器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、掌握及狀態(tài)總線構(gòu)成，仍有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路；它確定了進(jìn)行掌握的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等；內(nèi)存主要用于儲(chǔ)備程精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -序及數(shù)據(jù)，是 PLC不行缺少的組成單元；CPU的掌握器掌握 CPU工作，由它讀取指令、 說(shuō)明指令及執(zhí)行指令； 但工作節(jié)奏由

8、震蕩信號(hào)掌握；CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或規(guī)律運(yùn)算，在掌握器指揮下工作；CPU的寄存器參加運(yùn)算， 并儲(chǔ)備運(yùn)算的中間結(jié)果， 它也是在掌握器指揮下工作；CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分， 但 PLC中的 CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對(duì)CPU內(nèi)部的具體分析已無(wú)必要，我們只要弄清它在 PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了；CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或掌握開(kāi)關(guān)；一般講， CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等；箱體式PLC的主箱體也有這些顯示；它的總線接口，用于接 I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口

9、，用于接 外部設(shè)備，有的仍有通訊口， 用于進(jìn)行通訊；CPU模塊上仍有很多設(shè)定開(kāi)關(guān)， 用以對(duì) PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等；2、I/O 模塊：PLC的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種I/O 接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少， 但其最大數(shù)受 CPU所能治理的基本配置的才能，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制；I/O 模塊集成了 PLC的 I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)；3、電源模塊：有些 PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開(kāi)的，其主要用途是為PLC 各模塊的集成電路供應(yīng)工作電源；同時(shí)，有的仍為輸入電路

10、供應(yīng)24V 的工作電源；電源以其輸入類型有：溝通電源，加的為溝通220VAC或 110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V；4、底板或機(jī)架：大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能拜訪底板上的全部模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -5、PLC 的外部設(shè)備外部設(shè)備是 PLC系統(tǒng)不行分割的一部分，它有四大類 程設(shè)備：有簡(jiǎn)易編程器

11、和智能圖形編程器，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC及 PLC所掌握的系統(tǒng)的工作狀況； 編程器是 PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查保護(hù)不行缺少的器件，但它不直接參加現(xiàn)場(chǎng)掌握運(yùn)行； 控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器；直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過(guò)畫(huà)面監(jiān)視數(shù)據(jù)； 儲(chǔ)備設(shè)備：有儲(chǔ)備卡、儲(chǔ)備磁帶、軟磁盤或只讀儲(chǔ)備器，用于永久性地儲(chǔ)備用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPRO、MEEPROM寫入器等； 輸入輸出設(shè)備：用于接收信號(hào)或輸出信號(hào)，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等；6、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能， 它使 PLC與 PLC 之間、PLC與上位運(yùn)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，

12、形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中掌握；現(xiàn)在幾乎全部的 PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和運(yùn)算機(jī)一樣具有 RS-232 接口，通過(guò)雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范疇內(nèi)交換信息；當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的， PLC與運(yùn)算機(jī)之間的通訊， 一些生產(chǎn)廠家采納工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的 PLC之間、 PLC與運(yùn)算機(jī)之間可以便利地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)；明白了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所供應(yīng)的正確功能；二、PLC的編程語(yǔ)言PLC的編程語(yǔ)言與一般運(yùn)算機(jī)語(yǔ)言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同

13、于 高級(jí)語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言，它既要滿意易于編寫，又要滿意易 于調(diào)試的要求；目前，仍沒(méi)有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言；如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言；但不管什么型號(hào)的PLC，其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn)：1. 圖形式指令結(jié)構(gòu)：程序由圖形方式表達(dá)，指令由不同的圖形符號(hào)組成，易于懂得和記憶；系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)者已把工業(yè)掌握中所需的獨(dú)立運(yùn)算功精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -能編制成象征性圖形，

14、 用戶依據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)； 在規(guī)律運(yùn)算部分， 幾乎全部的廠家都采納類似于繼電器掌握電路的梯形圖， 很簡(jiǎn)潔接受；如西門子公司仍采納掌握系統(tǒng)流程圖來(lái)表示，它沿用二進(jìn)制規(guī)律元件圖形符號(hào)來(lái)表達(dá)掌握關(guān)系，很直觀易懂；較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、 定時(shí)計(jì)數(shù)等， 一般也參照梯形圖或規(guī)律元件圖賜予表示，雖然象征性不如規(guī)律運(yùn)算部分，也受用戶歡迎2. 明確的變量常數(shù)： 圖形符相當(dāng)于操作碼， 規(guī)定了運(yùn)算功能， 操作數(shù)由用戶填人， 如：K400，T120 等；PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范疇有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號(hào)打算，可查閱產(chǎn)品目錄手冊(cè)；3. 簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)： PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡(jiǎn)潔，典型

15、的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能， 使程序的調(diào)試者對(duì)整個(gè)程序的掌握功能和掌握次序有清楚的概念；4. 簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過(guò)程： 使用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言編寫程序， 要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過(guò)程， 而使用編程語(yǔ)言， 只需要編輯一個(gè)過(guò)程， 其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成， 整個(gè)編輯過(guò)程都在人機(jī)對(duì)話下進(jìn)行的， 不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)才能；5. 強(qiáng)化調(diào)試手段： 無(wú)論是匯編程序， 仍是高級(jí)語(yǔ)言程序調(diào)試， 都是令編輯人員頭疼的事， 而 PLC的程序調(diào)試供應(yīng)了完備的條件， 使用編程器， 利用 PLC和編程器上的按鍵、 顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、 監(jiān)控等， 并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡(jiǎn)潔；總之， PLC的編程語(yǔ)

16、言是面對(duì)用戶的，對(duì)使用者不要求具備高深的學(xué)問(wèn)、不需要長(zhǎng)時(shí)間的特地訓(xùn)練；教學(xué)后記：通過(guò)多媒體學(xué)習(xí)及FX-Flash 動(dòng)畫(huà)體驗(yàn)學(xué)習(xí)，同學(xué)更形象的明白 PLC 的結(jié)構(gòu)，對(duì)下一步學(xué)習(xí)懂得PLC 更大的吸引力；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -課題 3：可編程掌握器的工作原理教學(xué)目的：明白PLC的基本工作原理及掃描工作過(guò)程教學(xué)重點(diǎn)： PLC的工作原理教學(xué)難點(diǎn)： PLC的掃描工作過(guò)程教學(xué)課時(shí)： 2 學(xué)時(shí)授課方式：多媒體引導(dǎo)性教學(xué)一、PLC的工作原理

17、 1、先檢測(cè)與按鈕 SB1、SB2和 FR相對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的狀態(tài)，然后對(duì)輸入繼電器的狀態(tài)進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算（PLC程序軟件實(shí)現(xiàn)）后輸出； 2、PLC工作過(guò)程周期需要三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段； 3、PLC是周期掃描、循環(huán)工作方式4、從輸入到輸出的整個(gè)執(zhí)行時(shí)間稱為掃描周期二、PLC的掃描工作過(guò)程輸入采樣階段：程序執(zhí)行前， 把 PLC的全部輸入端子通斷狀態(tài)讀入輸入映象寄存器；程序執(zhí)行階段：輸入映象寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行讀入程序，結(jié)果寫入輸出映象寄存器；輸出刷新階段：程序執(zhí)行完一個(gè)周期，輸出映象寄存器的內(nèi)容會(huì)成批刷新輸出鎖存器，然后成批送至輸出端子；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - -