PLC應用技術課件

第一章緒論PLC技術在電氣自動化控制中的應用大學生職業(yè)資格鑒定對PLC應用技術的要求PLC技術在電氣自動化控制中的應用什么是PLC?PLC的特點PLC技術在電氣自動化控制中的應用PLC的組成PLC的工作過程PLCI/O處理示意圖什么是PLC 可編程序控制器（ProgrammableLogicController）簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。

PLC的特點通用性強，使用方便

功能強，適應面廣

可靠性高，抗干擾能力強

編程方法簡單，容易掌握

PLC控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試和維修工作量少，極為方便。控制程序變化方便，具有很好的柔性。體積小、重量輕、功耗低

PLC的應用開關量邏輯控制

運動控制

閉環(huán)過程控制

數(shù)據(jù)處理

通訊聯(lián)網(wǎng)

PLC的組成PLC由四部分組成：中央處理單元（CPU板）、輸入輸出（I/O）部件和電源部件PLC的工作過程PLCI/O處理示意圖

大學生職業(yè)資格鑒定對PLC應用技術的要求高校學生PLC應用技術技能培訓要求技能培訓PLC樣機型號的選擇PLC應用技術的解題過程

第二章

ModiconMicroPLC的結構及基本指令

2.1概述

特點分類編程器使用

特點將電源、CPU、內存、I/O、及通訊板組合為一體

自帶MODBUS/ASCALL通訊口，易于聯(lián)網(wǎng)通訊

具有中斷處理功能具有高分辨率的模擬量輸入和輸出通道I/O的擴展方便具有ModsoftLite編程軟件

分類CPU311CPU411CPU512CPU612

編程器使用MODSOFTLite編程軟件采用下拉式菜單進行操作

在線（ONLINE）和離線（OFFLINE）兩種工作方式

2.2ModiconMicroPLC的外形結構

正視圖左視圖右視圖底視圖ModiconMicroPLC的外部I/O端子分布圖

正視圖

左視圖

右視圖

底視圖

外部I/O端子分布圖

2.3ModiconMicroPLC的I/O編址系統(tǒng)

概述離散量輸入的地址分配離散量輸出的地址分配輸入寄存器的地址分配輸出寄存器的地址分配ModiconMicroPLCI/O地址分配表

概述ModiconMicroPLCI/O地址碼的組成

I/O數(shù)據(jù)的類型離散量與寄存器之間的轉換

離散量輸入的地址分配離散量輸入的地址碼的特征功能本機離散量輸入地址的分配

離散量輸出的地址分配離散量輸出的地址碼的特征功能本機離散量輸出地址的分配

輸入寄存器的地址分配輸入寄存器的地址碼的特征功能本機輸入寄存器地址的分配輸出寄存器的地址分配輸出寄存器的地址碼的特征功能本機輸出寄存器地址的分配ModiconMicroPLCI/O地址分配表2.4ModiconMicroPLC的梯形圖結構

編程語言與梯形圖梯形圖編程的注意事項梯形圖編程的步驟ModiconMicroPLC梯形圖的結構ModiconMicroPLC梯形圖的掃描過程

編程語言與梯形圖語句表語言（STL）梯形圖編程語言（LAD）功能塊圖語言（FBD）

梯形圖編程的注意事項能流只能從左邊的母線流向右邊母線。繼電器觸點和線圈只能作為水平元件使用。網(wǎng)絡中，最右一列只能放置線圈。線圈如放在其他列，其右邊不能放置任何指令。線圈在梯形圖程序中只能使用一次，但作為該線圈的觸點，可以在梯形圖中多次使用。若梯形圖中串聯(lián)或并聯(lián)的指令數(shù)超過網(wǎng)絡規(guī)定的數(shù)值時，必須使用內部繼電器經(jīng)分段組合來完成

梯形圖編程的步驟確定控制系統(tǒng)所需要的I/O點數(shù)，列出I/O地址分配表

畫出PLC外部I/O端子的電氣接線圖

編寫梯形圖控制程序

調試梯形圖控制程序

以文件形式保存梯形圖控制程序

梯形圖的結構梯形圖的掃描過程

2.5ModiconMicroPLC的組態(tài)和I/O擴展技術

ModiconMicroPLC的組態(tài)

ModiconMicroPLC的A120模塊I/O擴展法

ModiconMicroPLC的一體化MICROI/O擴展法

ModiconMicroPLC的組態(tài)所謂PLC的組態(tài)，就是指對PLC的運行環(huán)境進行設置。PLC組態(tài)內容包括：PLC的工作模式、PLC的型號、子機PLC的編號ID#、母機PLC所帶的子機數(shù)、I/O單元的配置等等。

子機PLC與母機PLC之間的I/O資源分配。

ModiconMicroPLC的A120

模塊I/O擴展法ModiconMicroPLC的一體化MICROI/O擴展法2.6ModiconMicroPLC的基本指令介紹

繼電器邏輯指令

計數(shù)器指令

定時器指令

整數(shù)算術指令

移動寄存器與表數(shù)據(jù)

FIFO（先進先出）隊列指令

查找一個表

數(shù)據(jù)塊移動

布爾邏輯指令

數(shù)據(jù)矩陣位求反

數(shù)據(jù)矩陣位比較

數(shù)據(jù)矩陣位的檢測與運算

COMM指令

繼電器邏輯指令

計數(shù)器指令定時器指令算術指令移動寄存器與表布爾邏輯指令數(shù)據(jù)塊移動指令2.7ModiconMicroPLC編程器（ModsoftLite）的使用

概述

LModsoft編程器主菜單的功能及使用

LModsoft梯形圖編輯器菜單的功能及使用

概述（編程器的功能）編制用戶程序；并具有顯示、修改、插入、復制、刪除等編輯功能；能（雙向）傳送應用程序。對PLC的進行組態(tài)，設置相關參數(shù)。監(jiān)視PLC的運行過程。向PLC發(fā)出各種控制命令。

LModsoft編程器主菜單梯形圖實用服務程序

（Utility）梯形圖編程元素（Element）編輯(Edit)網(wǎng)絡（Network）

參考號（Refs）

工具（Tools）

PLC操作（PLCOPS）退出編輯器菜單，返回主菜單（Quit）

LModsoft梯形圖編輯器菜單的功能及使用

第三章

梯形圖編程技巧3.1與門、或門、非門等基本

邏輯功能的實現(xiàn)3.1.1與、或、非控制

00004=10006×1000700005=10008+1000900006=100103.1.2正、負邏輯控制(狄·摩根定理)

00007=10011+10012=10011×1001200008=10013×10014=10013+100143.1.3異或邏輯功能的實現(xiàn)

輸入變量：A端：10001B端：10002輸出變量：S端：00001邏輯關系式：

S=A⊕B；或寫成：00001=10001×10002+10001×10002

真值表：

梯形圖控制程序：

3.1.4保持

–

清除功能

（R-S觸發(fā)器功能）的實現(xiàn)

輸入變量：R端：10002S端：10001輸出變量：Q端：00001真值表：

梯形圖控制程序：

3.1.5邊沿觸發(fā)、保持-清除功能（D型觸發(fā)器功能）的實現(xiàn)輸入變量：R端：10004S端：10003 D端：10005CLK端：10006輸出變量：Q端：00001真值表：

梯形圖控制程序：

3.1.6長延時功能的實現(xiàn)控制要求見信號時序圖：

梯形圖控制程序：

總延遲時間的計算：

T=2×0.1×5=10秒若需要進一步延長時間，可以增加定時器定時時間（包括時基、預置值）和計數(shù)器的預置值。

3.1.7 延遲斷開電路邏輯功能

的實現(xiàn)

控制要求見信號時序圖：

總的斷開延遲時間等于定時器的定時時間，即：T=10×1秒=10秒

梯形圖控制程序：

3.1.8微分電路（含正跳變觸發(fā)和負跳變觸發(fā)）邏輯功能的實現(xiàn)

本題要求用普通觸點來實現(xiàn)正跳變觸點和負跳變觸點功能。A.正跳變觸點信號時序圖：

B.負跳變觸點信號時序圖：3.1.9 分頻電路（含N分頻電路）邏輯功能的實現(xiàn)

A.二分頻功能的實現(xiàn)

B.2N次分頻功能的實現(xiàn)（N為正整數(shù)）

C.（2N–1）次分頻功能的實現(xiàn)（N為正整數(shù)）

3.1.10 振蕩電路（含尖脈沖輸出、周期和脈寬可調的方波輸出三種）

A.尖脈沖輸出

B.周期和脈寬可調的方波輸出

3.1.11譯碼（顯示）電路功能

的實現(xiàn)

例題 試設計十六層電梯控制梯形圖中層樓定位、譯碼顯示部分。

要求根據(jù)1--16層行程開關的狀態(tài),確定轎廂所在層樓,再根據(jù)轎廂所在層樓位置,用二個七段

LED數(shù)碼管作十進制層樓位置顯示。試畫出

PLC端子接線圖和

PLC梯形圖控制程序。

3.2簡單梯形圖控制程序

的設計

3.2.1電動機轉子串電阻啟動控制

考題內容

將繞線轉子異步電動機轉子串電阻起動電氣控制電路(按時間原則,三級起動)改造成用PLC控制,要求電動機每級起動電阻切換時間為20秒,啟動畢,轉入正常運轉。任何一級啟動電阻未接入，系統(tǒng)將無法啟動。試畫出電氣控制主電路、PLCI/O地址分配表、端子接線圖和PLC控制梯形圖。

電氣控制主電路

I/O地址分配表

PLCI/O硬件連接圖

梯形圖控制程序

思考題：

將異步電動機定子串電阻起動控制電路改造成用

PLC控制,電動機的起動時間設定為15秒,啟動畢,轉入正常運轉。

試畫出電氣控制主電路、PLC端子接線圖和

PLC控制梯形圖。電動機轉子串電阻啟動控制。

將交流電動機Ｙ-△起動控制電路改造成用

PLC控制,當電動機啟動后，先作15秒

Ｙ

啟動運行,然后自動轉入

△

運轉,系統(tǒng)具有啟動、停車和過載保護功能,試畫出電氣控制主電路、PLCI/O地址分配表、端子接線圖和PLC控制梯形圖。

3.2.2搶答控制

考題內容

試采用PLC梯形圖設計一套智力競賽搶答控制程序,有四組參加競賽。

每組面前設置一個搶答按鈕和一個搶答成功指示燈,主持人面前設置一個啟動開關、系統(tǒng)復位按鈕和電鈴。當主持人宣讀題目并宣布開始,隨即合上起動開關,開始計時，此時，那一組先按下桌上的按鈕,他桌上的指示燈點亮，而且電鈴響,表示搶答成功，并封鎖其他組搶答按鈕。

若過經(jīng)過20秒還無人能回答,則搶答結束。若那一組在主持人未宣布開始就按下桌上的按鈕,則表示犯規(guī)，（燈亮，但電鈴不響）將扣分。試畫出PLCI/O地址分配表、端子接線圖和PLC控制梯形圖。

3.2.3電動機Y—△啟動控制

考題內容

將交流電動機Ｙ-△起動控制電路改造成用

PLC控制,當電動機啟動后，先作15秒

Ｙ

啟動運行,然后自動轉入

△

運轉,系統(tǒng)具有啟動、停車和過載保護功能,試畫出電氣控制主電路、PLCI/O地址分配表、端子接線圖和PLC控制梯形圖。

3.2.4汽車方向燈控制

考題內容

利用

LMODSOFT梯形圖編程語言編寫一段程序,實現(xiàn)汽車轉彎方向燈閃光控制。 要求:燈光閃亮周期為1。1秒，其中，亮0.5秒,暗0.6秒,反復循環(huán);右轉彎受10001開關控制;左轉彎受10002開關控制;報警(左右方向燈同時閃亮)受10003開關控制。 試畫出PLCI/O地址分配表、端子接線圖和梯形圖控制程序。

第四章 開關量邏輯控制4.1按時間原則實現(xiàn)PLC開關

量邏輯控制演示實例4.1.1日歷電子鐘控制

考題內容

試設計精度為0.01秒的日歷電子鐘梯形圖控制程序。當電源接通后，自行開始計時，并且以BCD碼形式，將“秒”的當前值存入40053寄存器，將“分”的當前值存入40052寄存器，將“時”的當前值存入40051寄存器，將“日”的當前值存入40050寄存器。

I/O地址分配表

由于本題上電自行運行（未加控制），數(shù)據(jù)未要求輸出，本表略。

PLCI/O硬件連接圖

由于本題未使用I/O資源，I/O硬件連接圖略。

日歷電子鐘控制梯形圖控制程序：

日歷電子鐘控制思考題： （1）假如本題要通過10001開關來控制時鐘的運行，請從新設計控制程序。

（2）假如本題要增加時鐘校正功能，（“分”校正、“時”校正、“日”校正），請從新完成本題的各項設計內容。

（3）假如本題要增加時間顯示功能，（用LED數(shù)碼管顯示：“日”、“時”、“分”、“秒”的當前值），請從新完成本題的各項設計內容。

4.1.2皮帶傳輸線控制

考題內容

皮帶傳輸線電動機拖動裝置由

M1、M2、M3、M4四臺電動機組成。啟動時，為了避免在前段傳輸皮帶上造成物料堆積，要求逆物流方向按一定的時間間隔順序起動,其起動順序為:M1→M2→M3→M4順序起動,級間間隔時間為10秒。停車時,為了使傳輸皮帶上不殘留物料,要求順物流方向按一定的時間間隔順序停止,其停止順序:M4→M3→M2→M1順序停車,級間間隔時間為10秒。并且要求：

（1）緊急停車時,無條件地將

M1、M2、M3、M4立即全部同時停車。

（2）任何一臺電動機發(fā)生過載時,(FR1、FR2、FR3、FR4中任何一個熱繼電器動作),其保護停車應該按上述順序進行。

皮帶傳輸線控制I/O地址分配表：

PLCI/O硬件連接圖

梯形圖控制程序4.1.3洗衣機控制4.1.3.1洗滌控制

考題內容

編制一個用PLC控制的單缸全自動洗衣機的洗滌動作，具體操作過程見下附圖（全自動洗衣機洗滌動作流程圖）。動作要求如下：

洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。

洗滌正轉、反轉由洗滌電機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電機正轉進行甩干。

洗滌完成由蜂鳴器報警。

停止按鈕用來手動結束洗滌過程。操作面板上設有啟動按鈕SA及停止按鈕SB。

洗滌控制I/O地址分配表：

PLCI/O硬件連接圖：

梯形圖控制程序4.1.3.2帶有洗滌方式選擇、水位選擇的洗滌控制

考題內容

編制用PLC控制的全自動洗衣機的洗滌動作控制程序，要求增加洗滌方式選擇（強洗或弱洗）、洗滌水位選擇（高水位或低水位）。具體操作過程見下附圖（全自動洗衣機洗滌動作流程圖）。 動作要求如下：

洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。洗滌正轉、反轉由洗滌電機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電機正轉進行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報警。

洗衣機通過高水位限位檢測ST3、低水位限位檢測ST2、零水位限位檢測ST1來檢測水位的高度位置（遇水則通，ON）。水位選擇由一個按鈕完成。洗滌方式（強洗或弱洗）選擇也由一個按鈕完成。用四個LED發(fā)光二極管來指示當前的工況狀態(tài)。

考題內容洗衣機所需要的輸入/輸出信號有：

工作流程框圖考題內容I/O地址分配表：

考題內容PLCI/O硬件連接圖梯形圖控制程序

4.1.3.3帶有洗滌方式選擇、水位選擇的全自動洗衣控制程序設計（一洗二漂）

考題內容

全自動洗衣機通過三個開關

QS、SB1、SB2對洗衣機的洗滌過程進行控制：QS是系統(tǒng)運行控制開關，控制整個洗衣過程。SB1是洗滌方式選擇按鈕，控制強洗/弱洗兩種洗滌方式的切換，即按一下，進入強洗狀態(tài)，再按一下，又進入弱洗狀態(tài)，如此反復循環(huán)。SB2是運行/暫停兩種狀態(tài)的選擇按鈕，即按一下，進入運行狀態(tài)，再按一下，又進入暫停狀態(tài)，如此反復循環(huán)。洗滌水位由機械方式實現(xiàn)控制，通過轉換開關設置各種洗滌水位，由檢測開關輸出觸點“通”、“斷”信號，表示“水位到（ON）”及“水排空（OFF）”兩種狀態(tài)。洗衣程序必須經(jīng)過一洗二漂，洗衣結束，報警提示10秒。整個工作過程，參見工作流程框圖。 動作要求如下：洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機正轉進行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報警。

洗衣機所需要的輸入/輸出信號有

工作流程框圖

I/O地址分配表

PLC

I/O硬件連接圖

思考題

假如洗衣機通過電子手段檢測水位，設置

ST1、ST2、ST3三個水位檢測開關來檢測缸內水位的高低：（檢測開關遇水則通，

ON）：當水位上升到低水位時，ST1、ST2檢測開關導通（ON）；當水位上升到高水位時，ST1、ST2、ST3檢測開關同時導通（ON）；當缸內水位排空時，ST1、ST2、ST3檢測開關全部關斷（OFF）。請從新完成本題的各項設計內容。

4.1.4單時段十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計與調試

考題內容

交通信號燈控制系統(tǒng)受一個起動按鈕、一個停車按鈕控制。按動起動按鈕，則系統(tǒng)開始工作，按動停車按鈕，則系統(tǒng)停止工作。系統(tǒng)控制的對象有九