《电器与PLC控制》教案2

湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 12 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 5 日 教学单元（章节）：第四章 概述 目的要求：1. 了解PLC的定义、产生及发展。 2. 了解PLC的功能特点及现在世界领域内的生产状况。 知识要点：1. PLC的定义 2. PLC的功能特点 技能要点：根据结构辨别不同类型的PLC 教学步骤：1. 介绍PLC的定义、产生及发展 2. 介绍PLC的功能特点、性能指标及分类。 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、图示。 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 第四章 4.1 可编程控制器的产生与发展 PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ) 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用PLC 这个名称。 1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（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。 （1）容易编程 （2）采用模块式结构 （3）成本可与继电器控制系统相竞争 （4）具有数据通讯功能 （5）输入输出电源使用市电 （6）能在恶劣环境下工作 （7）存储设备可扩充至4K个存储字节 （8）系统扩展时原系统只需很小的改动 （9）可靠性高于继电器控制系统 （10）设备体积小于继电器控制柜 1969年美国数字设备公司（DEC）根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。 70年代中后期，由于计算机技术的发展，PLC采用通用微处理器为核心，功能扩展到各种算术运算，PLC运算过程控制并可与上位机通讯、实现远程控制。 1980年美国电气制造协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称 PC。 PLC的定义 1987年美国电气制造协会给出的可编程序控制器的定义为： 可编程序控制器是以微处理器为基础，带有指令存储器和数字或模拟I/O接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。 教 学 内 容 板书或旁注 PLC的发展 1969年美国研制出世界上第一台PLC以后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的PLC。 70年代中期，PLC进入了实用化阶段。 70年代末和 80年代初，PLC进入了成熟阶段。 PLC的发展趋势 （1）向高速度、大存储容量方向发展 （CPU处理速度nS级；内存2M字节） （2）向多品种方向发展和提高可靠性 （超大型和超小型） （3）产品更加规范化、标准化 （硬件、软件兼容的PLC） （4）分散型、智能型、与现场总线兼容的I／0 （5）加强联网和通信的能力 （6）控制的开放和模块化的体系结构OMAC （open Modular Architecture for Control） PLC著名品牌 · 1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家： · 美国 A－B公司 （Allen－Bradley） · 德国西门子公司（Siemens） · 美国GE－Fanuc公司 · 美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司 · 日本欧姆龙公司（OMRON） · 日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI） · 日本富士电机株式会社（Fuji Electric） · 日本东芝公司（TOSHIBA） · 日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE） · 日本松下电工株式会社（MEW）：Matsushita Electric Works Ltd） 根据美国 Automation Research Co．（ARC）的商情调查，在1994年PLC市场上，最大的5家PLC制造商是: · SIEMENS， · Allen－Bradly，（Rockwell) · AEG Schneider， · 三菱电机, · OMRON 教 学 内 容 板书或旁注 PLC的应用领域 PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应 用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明， 80 ％以上的工业控制可以使用PLC来完成。PLC控制已成为工业控制的重要手段之一，与CAD/CAM，机器人技术一起成为实现现代自动化生产的三大支柱。 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC来取代。 PLC的主要功能 1. 逻辑控制 2. 定时控制 3. 计数控制 4. 步进控制 5. A/D、D/A转换 6. 数据处理 7. 通信与联网 8. 监控控制系统 PLC的主要优点 · 通用性强，使用方便 · 功能强，适应面广 · 可靠性高，抗干扰能力强 · 编程方法简单，容易掌握 · PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的柔性。 · 体积小、重量轻、功耗低 PLC的缺点 · 主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：如专用总线、专家通信网络及协议，I/O 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。 · 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。 · SIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为基础，在Windows平台下，结合IEC1131－3国际标准的新一代开放体系结构的PLC。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 13 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 5 日 教学单元（章节）：第五章 可编程控制器的基本结构与工作原理 目的要求：1. 了解PLC的基本结构 2. 了解PLC的工作原理 3. 了解PLC的性能指标及分类 4. 通过与其它控制系统的比较 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf PLC控制系统的优点 知识要点：1. PLC的基本结构 2. PLC的基本工作原理 3. PLC的性能指标及分类 技能要点：根据不同的形式能够给PLC分类 教学步骤：1. 介绍PLC的性能指标及分类 2. 根据PLC的基本结构介绍其工作原理 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、图示 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 5.1 PLC的分类与基本结构 5.1.1 PLC的分类 1.按结构形式分类 （1）整体式 将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构。 （2）模块式 将PLC各部分分成若干个单独的模块，如 CPU模块、I／0模块、电源模块和各种功能模块等。这些模块插在机架底板上，组装在一个机架内。一般大、中型PLC采用模块式结构。 （3）整体模块混合式 将CPU、电源模块、通信模块和一定数量的I/O单元集成到一个机壳内。当使用I/O模块不够时，再进行扩展。 2. 按I/O点数和存储容量分类 （1）小型 小型PLC的输入输出点数在256点以下（所谓输入输出点数就是输入开关和输出继电器的个数），用户程序存储器容量在2K字以下。 （2）中型 中型PLC的输入输出点数在256～2048之间，用户程序存储器容量一般为2～8K字。 （3）大型 大型PLC的输入输出点数在2048以上，用户程序存储器容量达8K字以上。 5.1.2 PLC的基本结构 1. CPU 2. 存储器 3. I/O电路 4. 电源模块 5. 通信接口 6. 特殊功能单元 7. 编程器 PLC结构示意图如图5－2所示 PLC各组成部分介绍 1. CPU芯片 1) CPU的作用： (1) 从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2) 将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端 (4) 响应各种外部设备的请求 教 学 内 容 板书或旁注 2) CPU的类型： (1) 通用处理器：8086、80286、80386 (2) 单片机芯片：8031、8096 (3) 位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU 大型PLC多采用高速位片式微处理器 2. 存储器 （1）系统程序存储器 主要用于存放系统正常工作所必须的程序，这些程序与用户无直接关系，由厂家直接固化进EPROM中。系统程序是厂家赋予PLC功能的程序。有了系统程序，单片机组成的系统就成了PLC。 （2）用户程序存储器 主要用于用户按控制要求所编制的程序，可通过编程器修改。 （3）数据 包括PLC运行中的各种数据。例如：I/O、定时、计数、保持、模拟量、各种标志等。一般用户程序和数据放在后备电池支持的RAM中。 3. I/O电路 I/O电路是PLC与现场工业设备连接的电路。 现场的开关量（如：行程开关、传感器等）信号通过I/O电路输入PLC PLC输出的开关（如：继电器、晶体管等）信号从PLC输出到工业设备（如：电磁铁、电机等） 4. 电源模块 PLC电源的输入电压有直流12V、24V、48V和交流110V、220V，根据需要选择。电源模块的输出一般为直流5V和24V，它们向PLC的CPU、存储器等提供工作电源。 5. 通信接口 一般PLC的CPU模块上至少有一个RS232或是RS485通信接口，PLC可以通过通信接口与上位计算机通信，还可以和PLC配套的编程器通信。 PLC上还有通信模块，通过这些模块，可以组成网络或上、下位的分散控制系统。 6. 特殊功能单元 包括模糊单元、温度传感单元、温度控制单元、凸轮控制单元、位置控制单元、高速计数单元、语音单元等。 教 学 内 容 板书或旁注 7. 编程器 编程器是PLC必不可少的外部设备。用户通过编程器编写控制程序，并通过通信单元（编程器接口）将程序装入PLC。编程器还可以监控PLC的运行。 计算机配编程软件后，成为一个功能强大的编程器。在计算机上可以对PLC进行设置、编程、调试、监控、显示、打印等工作。 5.2 PLC的性能指标 1. 编程语言（梯形图、助记符） 2. 指令种类数和总条数 3. I/O点数（开关量和模拟量） 4. PLC内部继电器种类和点数 5. 用户程序存储量（有的PLC是用编程的步数来表示） 6. 扫描速度（单位：ms/K字或ms/1000步、us/步） 7. 特殊功能单元 8. 可扩展性（I/O点数、存储容量、联网功能、模块） 9. 工作环境 10. 其它（I/O方式、硬件型号等） 5.3 PLC的基本工作原理 一、PLC的组成部分 输入部分：收集被控设备的信息或操作指令。 （接线方式：分隔式、汇点式） 输出部分：驱动外部负载。 （接线方式：分隔式、汇点式） 内部控制电路：对输入部分得到的信息进行运算、处理，并判断哪些功能应输出。 （“软”接点、“软”接线，通过编程软件实现） 二、PLC的工作过程 PLC：循环扫描。 CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。 PLC 的工作特点 输入信号集中批量处理、输出信号集中批量处理、程序集中执行 5.4 PLC与其它工业控制系统的比较 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 14 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 5 日 教学单元（章节）：第六章 F1系列可编程控制器的内部继电器 第一节 F1系列PLC的型号、单元和输入输出方式 目的要求：1. 掌握F1系列PLC的型号表示方法 2. 了解PLC输入输出方式的分类方法 知识要点：1. F1系列PLC的型号 2. 输入方式的分类 3. 输出方式的分类 技能要点：能辨别F1系列PLC的型号 教学步骤：1. 介绍F1系列PLC的型号表示方法 2. 介绍PLC的各种输入和输出方式 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、图示、举例。 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 日本三菱公司先后推出的小型机有F、F1、F2、FX1、FX2、FX2C、FX0、FX0N、FX2N等系列，中大型机有A1N、A2N、A3N、A2A、A2AS等系列。 FP1系列是松下公司生产的小型PLC产品，有C16～C72多种规格，已行程系列化。 欧姆龙公司的C系列。（本教材中有关于C系列P型的介绍） 西门子公司的S7系列，有S7-200（小型）、S7-300（中型）和 S7-400（大型）。 6.1 F1系列PLC的型号、单元和I/O方式 一、F1系列PLC的型号 举例：F1－20 M R－E 二、基本单元、扩展单元和特殊单元 基本单元（主机）：表6－1 扩展单元（扩展机）：表6－2 特殊单元（高速计数器、计时器、模拟量单元、通信接口等） FX2N系列I/O继电器元件号 三、输入输出方式 （一）输入方式 PLC输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。 按回路电流分：干接点输入（直流）、直流输入和交流输入。 按输入模块与外部设备的接线形式分：汇点式、分隔式。 （二）输出方式 PLC输出电路用来驱动被控负载（电磁铁、继电、接触器线圈等）。 按负载使用的电源（用户电源）分：直流输出、交流输出和交直流输出。 按输出开关器件分：晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出。 按输出模块与外部输出设备的接线形式分：汇点式、分隔式。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 15 次课 班 级： 05电气1－5班 编制日期：20 07 年 4 月 5 日 教学单元（章节）：第六章 F1系列可编程控制器的内部继电器 第二节 F1系列PLC内部继电器的编号及功能 目的要求：1. 掌握各种内部继电器的功能及编号 知识要点：1. 输入、输出继电器 2. 辅助继电器 3. 定时器 4. 计数器 技能要点：掌握各种内部继电器的用法 教学步骤：1. 介绍各种内部继电器的编号及功能 2. 介绍各种内部继电器的使用范围 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例。 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 6.2 F1系列PLC内部继电器编号及功能 一、输入继电器编号与功能 输入继电器X是PLC接收来自外部输入设备开关信号的接口。 1、输入继电器X的线圈与PLC输入端相连，每个继电器有一对常开和一对常闭接点，可反复使用。 2、输入继电器由外部信号驱动（外接开关控制）。 3、编号采用3位八进制数编写（表6－3）。 型 号 编 号 F1－60MR X000~X013，X400~X413，X500~X513 F1－60ER X014~X027，X414~X427，X514~527 二、输出继电器的编号与功能 输出继电器Y是PLC向外部负载传送信号的器件。 1、其输出接点连接到PLC的输出端子上。 2、继电器接点的通和断是由程序执行结果来决定的。 3、输出继电器有一对专用的外部输出常开接点，另外还有一对常开和一对常闭“软”接点可供在编程中反复使用。 4、输出继电器编号采用3位八进制数编写。 基本单元 扩展单元 Y030~Y037 Y040~Y047 Y430~Y437 Y440~Y447 Y530~Y537 Y540~Y547 三、辅助继电器与特殊辅助继电器的编号及功能 辅助继电器M供中间转换环节使用，有时也称中间继电器。 1、必须由PLC中其它器件的接点接通驱动M的线圈后，接点才能动作，和继电接触控制中的中间继电器相似。 2、各有一对常开和常闭接点，可反复使用。 3、不能直接驱动外部负载，必须通过输出继电器才行。 （一）辅助继电器 1、普通辅助继电器（无后备电源支持）M100~M177、M200~M277 2、保持辅助继电器（有后备电源支持）M300~M377 （二）特殊辅助继电器 1、M70 运行监视继电器 （PLC运行时，M70自动接通；停止时，断开） 2、M71 初始化脉冲继电器 （PLC运行时，M71接通；常用作计数器、移位寄存器和保持辅助继电器等的初始化信号，即开机复位或清零。） 教 学 内 容 板书或旁注 3、M72 100ms时钟脉冲发生器 （驱动计数器或移位寄存器，执行监视定时器功能。） 4、M73 10ms时钟脉冲 5、M74和M75 PLC开机后始终接通 6、M76 电压下降到一定程度时接通 7、M77 输出禁止（M77接通时，所有Y自动断开。） 8、M470 内部计数或外部高速计数方式选择 （C660和C661一对计数器，C660低3位，C661高3位；M470接通时，对外部计数；M470断开时，为内部计数方式。） 9、M471 加/减计数选择 （M471接通时，C660/C661加法计数；断开时，减法计数） 10、M472 高速计数器计数起动信号 （只有M470接通，M472才有效。） 11、M473 标志 12、M570 错误标志 13、M571 进位标志；M572 零位标志；M573 借位标志 14、M574 状态转移标志 15、M575 状态转移起动 （三）移位寄存器 每16个辅助继电器为一组，构成一个移位寄存器，移位寄存器的编号就是构成移位寄存器的第一个辅助继电器的编号。当辅助继电器作移位寄存器时，不能再作其它用途。 M100（M100~M117），M120（M120~M137） M140（M140~M157），M160（M160~M177） M200（M200~M217），M220（M220~M237） M240（M240~M257），M260（M260~M277） M300（M300~M317），M320（M320~M337） M340（M340~M357），M360（M360~M377） 其中M300~M360这四个移位寄存器有断电保持功能。 四、定时器T 定时器T，用于延时控制。 F1系列PLC有24个0.1～999s的定时器和8个0.01～99.9s定时器 定时器编号 定时范围 带小数点 不带小数点 T050~T057 0.1~999s K0.1=0.1s K1=1s T650~T657 0.01~99.9s K0.1=0.1s K1=0.01s 使用方法如图6－15。 教 学 内 容 板书或旁注 使用定时器时必须注意： 1）为减法计数时，即为倒计时，计时时间到，K值为0。 2）使用定时器时，必须设K值，不能漏。 3）同一定时器在同一程序中一般只能用一次，但其常开与常闭接点可反复使用。 4）当输入条件接通定时器线圈回路时，开始计时；当输入条件断开定时器线圈回路时，立即停止计时，且回到原来设定值，其常开接点断开，常闭接点闭合。 5）F1系列PLC中的32个定时器均为接通延时定时器。 6）如需获得断开延时型电路（参照图6－16接法）。 五、计数器C 计数器C，用于计数。 F1系列PLC共32个计数器C（均有电池支持，断电保护。） C060~C067，C460~C467，C560~C567，C660~C667 除C660和C661外，其余30个计数器的范围为0～999，计数值 的大小通过编程设定。C660和C661可构成“计数器对”，计数范围 为6位十进制0～999999，并可通过设定其工作方式构成加法或减 法计数器，也可构成最高频率为2kHz的高速计数器。 一般计数器具体用法（图6－17所示）。 注意：计数器复位输入相对计数输入有优先执行权，使用计数器时必须设置计数次数K值。 六、状态继电器S F1系列PLC提供40个状态继电器S，通常与步进指令一起使用，用于顺序程序的控制，也可当作辅助继电器来使用。 1、有后备电池支持，有断电保护功能。 2、有线圈，有步进常开触点，还提供普通常开和常闭接点。 S600~S607，S610~S617，S620~S627S630~S637，S640~S647 七、数据寄存器D F1系列PLC设有64个数据寄存器，用于算术运算、数据比较 和传送等，可存放二进制、八进制和十进制数据。 D700~D707，D710~D717，D720~D727，D730~D737 D740~D747，D750~D757，D760~D767，D770~D777 八、功能指令线圈 F1系列PLC提供近90条功能指令，主要用来实现输入输出的高速计算、算术运算、数据传送等。 这些功能指令的实现是用功能线圈F670~F677来完成的。其中F671~F675为设定线圈，用于设定条件；F670为执行线圈，用于设定功能。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 16 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 10 日 教学单元（章节）：第七章 F1可编程控制器的基本指令及编程方法 第一节 PLC的常用编程语言 第二节 基本指令及编程方法 目的要求：1. 了解PLC常用的几种编程语言 2. 掌握F1可编程控制器的基本指令及编程方法 知识要点：1. 梯形图、助记符编程语言 2. LD、LDI、OUT等指令的用法 技能要点：掌握基本指令的用法 教学步骤：1. 介绍常用的梯形图、助记符编程语言 2. LD、LDI、OUT等基本指令的用法 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：2007 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 7.1 PLC的常用编程语言 一、梯形图编程语言 主要特点： 1）图形语言；沿用了继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，并有所增加；自上而下，从左到右。 2）接点只有常开和常闭接点，通常是PLC内部继电器接点或内部寄存器、计数器等的状态。 3）继电器线圈包括输出继电器、辅助继电器线圈，其逻辑动作只有线圈接通后，才能使接点动作。 4）接点可以任意串连或并联，但线圈只能并联不能串联。 5）内部继电器、计数器、移位寄存器等均不能直接控制外部负载，只能作中间结果供PLC使用。 6）同一周期中，输出结果可以作条件使用。 7）END标志。 二、助记符编程语言 用表示PLC各种功能的助记符缩写符号和相应的器件编号组成的程序表达方式。例如 LD X400。 梯形图与助记符编程语言之间可以互相转换。 三、逻辑功能图 这种方式基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑框图表达。 SFC顺序功能图就用于编制复杂的顺序控制程序。 四、高级语言 有些大型的PLC为了完成比较复杂的控制，也采用一些计算机高级语言来编程，使PLC功能更加强大。 7.2 F1可编程序控制器的基本指令及编程方法 1. LD LDI OUT 指令 LD(Load): 常开触点与母线连接指令（取指令）。 LDI(Load Inverse): 常闭触点与母线连接指令。（取反指令） OUT(Out): 驱动线圈的输出指令 LD、LDI指令使用的器件：X、Y、M、T、C、S的接点。 LD、LDI指令在梯形图电路块分支起点处，应与ANB指令一起使用。 OUT指令使用器件：Y、M、T、C、S的线圈和功能线圈。 教 学 内 容 板书或旁注 2. AND ANI 指令 AND(And): 与指令，常开接点串联连接指令。 ANI(And Inverse): 与非指令， 常闭接点串联连接指令。 这两条指令使用器件：X、Y、M、T、C、S的接点。 这两条指令串联接点的数量理论上不限。 3. OR ORI指令 OR(Or): 常闭接点的并联连接指令。 ORI(Or Inverse): 常闭接点的并联连接指令。 这两条指令使用器件：X、Y、M、T、C、S的接点。 这两条指令是用于并联连接含有一个接点支路的指令，支路并联的 数量理论上不受限制。 4 . ORB指令 ORB(Or Block): 块或指令，或称串联电路块并联连接指令。 适用于两个或两个以上接点串联连接电路块的并联。 并联支路块都是从LD或LDI指令开始，该支路的终点都要用ORB 指令，且ORB指令后不带数据（独立指令）。 并联电路块的个数理论上没有限制。 5. ANB指令 ANB(And Block): 块与指令，或称并联电路块串联连接指令。 适用于两个或两个以上并联电路块的串联连接。 并联电路块都是从LD或LDI指令开始。 每完成两个并联电路块串联连接后要用ANB指令，ANB指令后不 带数据。 在使用ANB指令前，应先完成并联电路块的程序编制。 多个并联电路块串联连接时，可多次使用ANB指令。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 17 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 10 日 教学单元（章节）：第七章 F1可编程控制器的基本指令及编程方法 第二节 F1可编程控制器的基本指令及编程方法 目的要求：1. 掌握F1可编程控制器基本指令及编程方法 知识要点：RST、PLS、SFT等指令的用法 技能要点：掌握可编程控制器基本指令的用法 教学步骤：1. 介绍RST、PLS、SFT等基本指令的用法 2. 介绍这些指令使用的器件 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 第二节 F1可编程控制器的基本指令及编程方法 6. S、R指令 S(Set): 置位指令，使线圈接通并保持其状态。 R(Reset): 复位指令，使线圈断开并保持其状态。 指令适用器件：Y、M200~M377、S的线圈。 特点：（1）两条指令均有“记忆”功能。 （2）S与R指令程序区间内可插入其它程序。 （3）任何情况下，R指令都优先执行。 （4）S和R指令必须成对使用，且器件号相同。 例：图7－11 7. RST指令 RST(Reset): 计数器和移位寄存器的复位指令，将计数器的当前值回复到设定值或清除移位寄存器中所有位的信息。 指令适用器件：C060~C667，M100~M377。 计数器用法特点： （1）有计数输入和复位输入两个输入端。 （2）RST指令总是优先执行。 （3）RST指令要与特殊辅助继电器M71产生的初始化脉冲连用。 例：图7－7 8. SFT指令 SFT(Shift): 移位指令，将移位寄存器中的内容作移位操作。 例：图7－9 指令适用器件：M100~M360 移位寄存器三个输入端： 1）数据输入端IN 2）移位信号输入端CP 3）复位信号输入端R 移位寄存器的“串联”：由两个16位移位寄存器构成32位移位寄存器。 例：图7－10 教 学 内 容 板书或旁注 9. PLS指令 PLS(Pulse): 脉冲指令，在输入信号的上升沿产生微分脉冲信号，用于计数器、移位寄存器的复位输入。 本指令能使辅助继电器接点接通产生一个宽度等于一个扫描周期的脉冲。 指令适用器件：M100~M377的线圈 例：图7－8 10. MC、MCR指令 MC (Master Control): 主控指令或公共触点串联连接指令 （在相同控制条件下多路输出）。 MCR(Master Control Reset): 主控复位指令，用于MC指令的复位指令。 这一对指令的使用器件：M100~M177 注意：1）MC和MCR是一对指令，必须成对使用。 2）MC指令后面均由LD或LDI指令开始。 例：图7－12 11. CJP、EJP指令 （一）指令的功能与基本用法 CJP(Condition Jump): 转移开始（条件转移）指令。 EJP(End of Jump): 转移结束（转移目的地）指令。 CJP、EJP后面的编号用3位八进制数700～777表示，共64个。 基本用法：例图7－13 图7－14 （二）有相同转移目标的多条转移指令 在同一程序中，如多个CJP指令转移到相同的目的地，则用相同的编号。 具体用法：例图7－15 （三）多重转移指令 即为CJP、EJP指令的嵌套用法。 多个CJP指令嵌套使用的情况下，外围的跳转指令起作用，内围的不起作用。 例：图7－16 （四）主控指令和转移指令配合使用 1）从MC外部到MC外部的转移 2）从MC外部到MC内部的转移 3）从MC内部到MC内部的转移 4）从MC外部到MC外部的转移 5）从MC内部到其它MC内部的转移 例：图7－17 教 学 内 容 板书或旁注 （五）使用转移指令应注意的问题 1. CJP、EJP指令 必须成对使用；CJP指令在前，EJP指令居后；成对使用的指令后面的编号应一致。 2. 双线圈与指令 参照：例图7－18 3. 在转移指令中含有定时器 参照：例图7－19 12. NOP、END指令 NOP(Non Processing): 空操作指令，NOP后面无须任何数据。 指令用途： 1）用户存储器清零。 2）短接电路中某些接点。 例：图7－20a、b 3）删除某些接点。 例：图7－20c END: 程序结束指令，后面无须任何数据。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 18 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 10 日 教学单元（章节）：第七章 F1可编程控制的基本指令及编程方法 第三节 C660/C661“计数器对”的用法 第四节 编程的基本规则与技巧 目的要求：1. 了解C660/C661“计数器对”的用法 2. 了解编程的基本规则与技巧 知识要点：1. C660/C661构成6位加/减计数器 2. C660/C661构成6位高速计数器 3. 编程的基本规则与技巧 技能要点：掌握C660/C661“计数器对”的用法 搞清楚编程的基本规则与技巧 教学步骤：1. 介绍C660/C661“计数器对”的用法 2. 重点掌握编程的基本规则与技巧 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 7.3 C660/C661“计数器对”的用法 一、C660与C661构成6位加/减计数器 C660与C661构成一个6位十进制加/减计数器，C661为高3位计数器，C660为低3位的计数器。 普通计数器设置见图7－21。 二、C660与C661构成6位高速计数器 C660与C661构成6位高速计数器的设置方法如图7－22所示。 重点：掌握几种特殊辅助继电器在计数器中的用法。 7.4 编程的基本规则与技巧 1）梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列，每一行起于左母线，终于右母线。右母线与线圈之间不能连接其它元素。 2）同一梯形图中，双线圈输出一般情况下只能出现一次。 3）输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器和状态继电器的接点可多次使用。 4）梯形图中，每行串联、并联接点数理论上无限制。 5）输入继电器的线圈是由输入点上的外部输入信号控制驱动的，所以梯形图中输入继电器接点用以表示对应点上的输入信号。 6）串联接点最多的支路编排在上方。 7）并联接点最多的支路编排在最左边。 8）对桥式电路的编程处理。如图7－26所示。 9）对复杂电路的编程处理。例：图7－27。 10）对常闭接点输入的编程处理。例：电动机起停继电接触控制线路，如图7－28所示。 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 19 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 20 日 教学单元（章节）：第八章 F1可编程控制器步进与功能指令及编程方法 第一节 步进指令STL/RET及编程方法 第二节 多流程步进控制 目的要求：1. 了解步进指令及编程方法 2. 了解多流程步进控制的类型及控制方法 知识要点：1. 步进指令STL/RET 2. 多流程步进控制 技能要点：步进指令STL/RET的使用 教学步骤：1. 介绍步进指令在使用上的特点（与基本指令的区别） 2. 介绍多流程步进控制的类型及各种控制方法 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、举例 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 8.1 步进指令STL/RET及编程方法 一、功能图 SFC(Sequential Function Chart)顺序功能图，也称状态转移图，是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。 它由步、转换条件及有向连线组成。 1、步 将系统的工作过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为“步”。“步”是控制过程中的一个特定状态。步分为初始步和工作步，一个控制系统必须有一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。 2、转换条件 步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件。条件满足时，转换实现。步与步之间必须要有转换条件分隔。 二、步进指令 STL(step ladder): 步进接点指令； RET(return): 步进返回指令。 状态继电器是构成功能图的重要元件，STL/RET步进指令使用状态继电器S600~S647共40个，状态继电器均由电池支持。 注意： 1、步进接点只有常开接点，没有常闭接点，指令用STL表示，连接步进接点的其它继电器接点用LD或LDI表示。 2、由功能图可知，用状态继电器代表功能图的各步，每一步都有三种功能：驱动负载、指定转换条件、置位新状态（同时转移源自动复位）。例：图8－1a 三、使用步进指令的说明 1、步进接点须与梯形图左母线连接。使用STL指令后，凡是以步进接点为主体的程序，最后必须用RET指令返回母线。 2、STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置位或复位。 3、使用S指令后的状态继电器，才具有步进功能。此时，除了提供步进常开接点外，还可提供普通的常开接点与常闭接点。 4、只有步进接点闭合时，它后面的电路才能动作。如果步进接点断开，则其后面的电路将全部断开。 5、CPU只执行活动步对应的程序。 6、使用STL指令时允许双线圈输出。 教 学 内 容 板书或旁注 7、STL指令只能用于状态寄存器，在没有并行序列时， 一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。 8、使状态继电器复位的方法。 9、如果不用STL步进接点时，状态继电器S可作为普通辅助（中间）继电器M用，其功能与M相同。 10、在STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，可以使用CJP/EJP指令，当执行CJP指令跳入某一个STL 触点的电路块时，不管该STL触点是否接通，均执行对应的 EJP指令之后的电路。 11、可以对状态寄存器使用LD 、 LDI 、AND、 ANI、OR 、ORI、 S 、R 、 OUT等指令。 12、对状态寄存器置位的指令，如果不在STL触点驱动的电路块内置位时，系统程序不会自动将前级步对应的状态寄存器复位。 13、在时间顺序步进控制电路中，只要不是相邻步进工序，同一个定时器可在这些步进工序中使用，可节省定时器。 8.2 多流程步进控制的处理方法 一、 顺序功能图的基本结构 a)单流程 b)条件分支与连接 c)并联分支与连接 d)跳步与循环 二、多流程步进控制的处理方法 1、条件分支与联接步进流程的编程 2、并联分支与联接步进流程的编程 3、跳步与循环流程的编程 4、混合分支与联接 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 电器与PLC控制 2006 年至2007 年第 2 学期第 20 次课 班 级： 05电气1－4班 编制日期：20 07 年 4 月 20 日 教学单元（章节）：第八章 F1可编程控制器步进与功能指令及编程方法 第三节 F1可编程控制器功能指令及编程方法 目的要求：1. 了解F1可编程控制的功能指令及编程方法 知识要点：1. 功能指令的表示方法 2. 设定线圈的用法 3. 执行线圈的用法 技能要点：掌握设定和执行线圈的作用及用法 教学步骤：1.介绍功能指令的基本概念及表达方式 2.举例说明各种功能指令的用法 教具及教学手段：多媒体课堂教学；讲述、分析、 作业布置情况： 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日 教 学 内 容 板书或旁注 8.3 F1可编程控制器功能指令及编程方法 一、功能指令基本概念与表达方式 功能指令可以用来实现数据处理、算术运算、高速处理等。 表达方式： 1、功能指令用功能符号“F”表示，梯形图表示为功能线圈。 2、梯形图由三部分组成：输入条件、设定线圈、执行线圈。 3、输入条件用常开接点，输入条件接通时，设定线圈和执行线圈才有效。 二、输入/输出高速处理指令 输入、输出高速处理指令表 指令 功能摘要 指令使用器件 K00(K100) 刷新全部输入点 X000~X027,X400~X427 X500~X527 K02(K102) 刷新全部输出点 Y030~Y047,Y430~Y437 Y530~Y537 用执行线圈F670后面K的数据来设定执行功能，实现某种特定 操作。而用设定线圈F671~F675后面K的数据进一步说明指令执行 的具体条件。 例：图8－12 图8－13 三、复位指令 （一）F670 K26 指定范围内的映像寄存器复位：Y30~Y547,M100~M377, S600~S647 （二）F670 K10 M473复位 （三）F670 K11 “计数器对”C660/C661复位 （四）F670 K116 禁用X401输入信号作高速计数器的计数复位信号 （五）F670 K46 检验数据寄存器中的值是否为零。 （六）F670 K14~K19 用于标志位M571、M572、M573的置位或复位。 教 学 内 容 板书或旁注 四、数据传送功能指令 适用：对指定器件赋值，也适用于把运算结果送到指定器件中。 指令设定错误时，错误标志M570接通，且不执行传送。但传送功能指令不影响标志M571、M572、M573。（复习特殊辅助继电器的用法） 用法见表8－3。 举例：（一）F670 K27 用于把1～3位的十进制数传送到Y、M或S中。(图8－16) （二）F670 K37 用于把存放在数据寄存器中3位十进制数，传送到Y、M100~M377、S中。(图8－17) （三）F670 K33 用于把3位十进制数传送到定时器T，计数器C，数据寄存器D。(图8－1