可编程控制器教案

《可编程序控制器原理及应用》

1

《PLC原理及应用》

学习PLC课程的基本要求：

一、基本原理及PLC的组成 二、硬件接线，I/O口如何连接 三、扩展方法如何配置

四、应用软件、梯形图编程方法及应用实例

参考书籍：

1.《现代电气及可编程控制技术》北京：航空航天大学出版社 王永华主编 2.《可编程序控制器及常用控制电器》 冶金工业出版社 何友华主编 3.《PLC编程及应用》 机械工业出版社 廖常初主编 4.《工厂电气控制技术》 机械工业出版社 方承远主编

5.《SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器 CPU22X系统手册》

北京：西门子（中国）有限公司

绪 论

可编程序控制器——PC——以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工业控制装置。（见教材P5最后一段话）

表示成PLC——与个人电脑PC相区别。事实上，已不再局限于逻辑控制，其运算功能，接口功能都越来越强了。

第一节 可编程序控制器的定义及特点

一、 可编程序控制器的产生

上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算

教 学 内 容 注意点 PLC的产生 PLC的发展 配时 绪 论 1、PLC的产生 20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司（GM）从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制系统； （4）体积小于继电器控制盘； （5）数据可直接送入计算机管理； （6）成本可与继电器控制盘竞争； （7）输入

教 学 内 容 注意点 PLC的产生 PLC的发展 配时 绪 论 1、PLC的产生 20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司（GM）从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制系统； （4）体积小于继电器控制盘； （5）数据可直接送入计算机管理； （6）成本可与继电器控制盘竞争； （7）输入

Q1. 用FX系列PLC发送脉冲控制伺服，不能选择什么模块。 错误！未找到引用源。FX2N-10GM

错误！未找到引用源。FX3U-2HSY-ADP 错误！未找到引用源。FX2N-1PG 错误！未找到引用源。FX2N-1HC

Q2. 以下FX系列中不能连接扩展模块和特殊功能模块的是: 错误！未找到引用源。FX1S 错误！未找到引用源。FX2N 错误！未找到引用源。FX1N 错误！未找到引用源。FX3G

Q3. Q06UDEH CPU的内置以太网接口可以完全替代QJ71E71-100以太网模块。 错误！未找到引用源。是 错误！未找到引用源。非 Q4. 对于高速计数模块，以下说法正确的是：

错误！未找到引用源。QD60P8-G最多可以连接8个增量式编码器 错误！未找到引用源。QD62最多可以连接2个绝对值编码器

错误！未找到引用源。QD62D可以最多连接2个差动式输入编码器 错误！未找到引用源。QD62E支持最大脉冲频率为500KPPS

Q5. 在通用型QnUCPU中，不能执行从标准ROM 向程序内存的引导。 错误！未找到引用

可 编程 控 制 器(PLC) 模拟试题 （附参考答案）

一、选题（每题1分，共50分） 1、动合点与母线连接是（ a ）

A、LD B、CDI C、OUT D、ANI 2、动断点与母线连接是（ b ）

A、LD B、LDI C、OUT D、ANI 3、动合点串联是（ a ）

A、AND B、ANI C 4、动断点串联是（ b ）

A、AND B、ANI C 5、动合点并联是（ a ）

A、OR B、ORI C 6、动断点并联是（ b ）

A、OR B、ORI C 7、并联电路块的并联是（ c ）

A、ORI B、ORB C 8、串联电路块的并联是（

1

前 言

一、可编程控制器概况

可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流

PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要

《可编程控制器》试题答案

一、（10分）下图为报警闪光灯电路,当发生故障时事故继电器KA的常开触点闭合,信号灯L发出闪光信号。指出信号灯发光时间由哪个计时器确定,熄灭时间由哪个计时器确定,以及两个时间继电器类型及其触点的详细名称。

解：改系统由KT1控制报警信号灯发光时间，KT2控制报警信号灯熄灭时间；

其中KT1为通电延时型，其触头为常开延时闭合触头； 其中KT1为断电延时型，其触头为常闭延时闭合触头； 二、（15分）根据下面的控制要求，把电气原理图补充完整。

动力头Ⅰ和动力头Ⅱ动作顺序为:首先动力头Ⅰ由a到b停下,然后动力头Ⅱ由d到c停下,然后动力头Ⅰ回到a,同时动力头Ⅱ回到d。SQ为行程开关。

解：KM1、KM2、KM3、KM4、为接触器，分别控制动力头Ⅰ正转、动力头Ⅱ正转、动力头Ⅰ反转、动力头Ⅱ反转；SB1为系统启动按钮、SB2为系统停止按钮； U V W SQ2 SB1 SB2 KM1 KM1

KM1 KM4 KM2 SQ2 SQ3 SB2 KM3 KM2

SQ3 SQ1 SB2 KM3

KM3

M1 M2 SQ4 SB2 KM4

KM4

三、电气原理图设计（15分）

运用低压电气元件的知识，

网络教育学院

《可编程控制器》大作业

题 目： 十字路口交通灯设计

学习中心：江苏扬州江都学院奥鹏学习中心[17]VIP 层 次： 高中起点专科 专 业： 电力系统自动化技术 年 级： 2013年 03 春/秋 季 学 号： 131137128507 学生姓名： 蔡健效

1 设计背景 1.1 背景概述

随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，比如增加转弯或人行道交通信号，原有系统的制约性就更加明显了。为了弥补原交通信号灯系统存在的以上缺点，我们引入了基于PLC控制的交通信号灯控制系统。

本文对十字路口交通信号灯控制系

《电气控制与可编程控制器》教案

课题：1.1 概述

1.2常用低压电器 1.3基本控制线路 需2课时

教学目的要求：掌握常用低压电器的基本构成和构成原理 教学重点：常用基本控制线路的工作原理 教学难点：各种控制线路的工作过程分析 教案编写日期：

教学内容与教学过程： 前言：电气控制系统实际上是继电接触器控制系统。继电接触器控制是一门重要的控制技术，尤其在电力拖动等领域中，应用的十分广泛。 1.1概述：

我国从20世纪50年代开始对新建的工业控制采用这种控制方式，随着电力拖动、自动控制的发展，继电器接触器控制方式得到迅速推广，对当时我国工业建设起到了巨大的推动作用，直至20世纪80年代我国大部分自动控制仍采用这种方式。 1.2常用低压电器： 1.低压电器的分类

（1）按工作方式可分为手控电器和自控电器。手控电气是依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮等。自控电器是依靠指令或物理量（如电流、电压、时间、速度等）变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。

（2）按用途可分为低压控制电器和低压保护电器。低压控制电器主要适用于低压配电系统及动力设备中起控制作用，如刀开关、低压断路器等。低压保护电器主要用于低压配电系统及动力设备中起

一、 PLC的工作原理

由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。

PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。

1．输入刷新阶段

在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。

2．程序执行阶段

在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存