教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時第一章可編程控制器概述§1—1PLC基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)提問：繼電器控制系統(tǒng)工作原理新課導(dǎo)入：PLC的產(chǎn)生20世紀(jì)60年代末，在可編程控制器出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時間或條件順序地工作，若要改變控制順序就要改變控制系統(tǒng)的硬件接線，通用性和靈活性較差。當(dāng)時，計算機(jī)技術(shù)也開始應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，但由于價格高、編程難度大以及難于適用惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得推廣。20世紀(jì)60年代末，美國汽車制造工業(yè)競爭十分激烈。為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷的更新，要求尋找一種比繼電器控制更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器，盡可能減少控制系統(tǒng)的設(shè)計制造時間和成本，以滿足市場競爭需求。1968年美國最大的汽車制造商――通用汽車公司（GM）從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。主要內(nèi)容是：（1）編程方便，可現(xiàn)場修改程序；（2）維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；（3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；（4）體積小于繼電器控制盤；（5）數(shù)據(jù)可直接送入計算機(jī)管理；（6）成本可與繼電器控制盤競爭；（7）輸入可為市電；（8）輸出可為市電，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動接觸器、電磁閥等；（9）擴(kuò)展系統(tǒng)時，原系統(tǒng)變更少；（10）用戶存儲器大于4KB。這些條件實際上是將繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)與計算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，并將繼電器控制的硬件接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)的軟件邏輯的設(shè)想。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）成功研制出了世界上第一臺可編程控制器PDP-14，用于通用汽車公司生產(chǎn)線，取得了滿意的效果。一、PLC的發(fā)展PLC的出現(xiàn)引起了世界各國的普遍重視。日本日立公司從美國引進(jìn)了PLC技術(shù)，于1971年試制成功了日本第一臺PLC；1973年德國西門子公司獨(dú)立研制成功了歐洲第一臺PLC；我國從1974年開始研制PLC，1977年開始工業(yè)應(yīng)用。從PLC產(chǎn)生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了四次換代。其過程如下：第一代PLC（1969-1972）：采用1位機(jī)開發(fā)，用磁芯存儲器存儲，只具有單一邏輯控制功能，機(jī)種單一，沒有形成系列化。第二代PLC（1973-1975）：采用8位微處理器及半導(dǎo)體存儲器，增加了數(shù)字運(yùn)算、傳送、比較等功能，能實現(xiàn)模擬量的控制，開始具備自診斷功能，初步形成系列化。第三代PLC（1976-1983）：采用高性能8位微處理器及位片式微處理器，處理速度有所提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、表處理、脈寬調(diào)制輸出等，自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展PLC的產(chǎn)生PLC的發(fā)展51010教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時二、PLC的應(yīng)用（1）開關(guān)量邏輯控制應(yīng)用于注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）閉環(huán)過程控制應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。（3）運(yùn)動控制應(yīng)用于金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、電梯等場合。（4）數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5）通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。三、PLC的分類（1）按控制規(guī)模分類PLC按控制規(guī)模（即I/O點(diǎn)數(shù)）可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)3類。I/O點(diǎn)總數(shù)在256點(diǎn)以下的為小型機(jī)。適合用于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制。I/O點(diǎn)總數(shù)在256點(diǎn)-1024點(diǎn)之間的為中型PLC。適用于中型或大型控制系統(tǒng)的控制。I/O點(diǎn)總數(shù)在1024點(diǎn)以上的為大型PLC。不僅可以用于對設(shè)備進(jìn)行直接控制，可以對多個下一級的PLC進(jìn)行監(jiān)控，還可以完成現(xiàn)代化工廠的全面管理和控制任務(wù)。(2)按結(jié)構(gòu)分類PLC按結(jié)構(gòu)分，可以分為整體式和模塊式兩大類。整體式結(jié)構(gòu)的PLC把電源、CPU、存儲器和I/O系統(tǒng)都集成在一個單元內(nèi)，該單元叫做基本單元。一個基本單元就是一臺完整的PLC。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，容易裝配在設(shè)備的內(nèi)部，適合于設(shè)備的單機(jī)控制。其缺點(diǎn)是主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也不夠方便。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是把PLC系統(tǒng)的各個組成部分按功能分成若干個模塊特點(diǎn)是CPU、輸入和輸出均為獨(dú)立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點(diǎn)選型自由，并且安裝調(diào)試、擴(kuò)展和維修方便。模塊式PLC的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高。(3)按功能分類PLC按功能分，可以分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)3類。（4）按產(chǎn)地分類按產(chǎn)地分，可分為日系、歐美、韓臺、大陸等。其中日系具有代表性的為三菱、歐姆龍、松下、光洋等；歐美系列具有代表性的為西門子、A-B、通用電氣、德州儀表等；韓臺系列具有代表性的為LG、臺達(dá)等；大陸系列具有代表性的為合利時、浙江中控等；PLC的應(yīng)用PLC的分類1520教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時四、PLC定義1985年，國際電工委員會（IEC）專門為可編程控制器下了嚴(yán)格的定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計?！北菊n小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的定義及產(chǎn)生過程，要求牢記可編程控制器的定義。布置作業(yè)：自編PLC定義255教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—5PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較復(fù)習(xí)提問：繼電器控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)新課導(dǎo)入：一、PLC控制與繼電器控制的比較（復(fù)習(xí)繼電器控制系統(tǒng)、講解下圖，總結(jié)區(qū)別）***強(qiáng)調(diào)***常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)線圈（1）器件組成不同（2）工作方式不同（3）實施控制的方式不同PLC控制與繼電器控制的比較53015教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時功能改變時（4）系統(tǒng)開發(fā)周期（設(shè)計、施工與調(diào)試）（5）觸點(diǎn)數(shù)量（6）PLC自檢與監(jiān)控功能比繼強(qiáng)（7）PLC適用范圍廣（8）PLC可靠性高二、PLC與微機(jī)系統(tǒng)的不同1）PLC抗干擾性能比微機(jī)高2）PLC編程比微機(jī)簡單，易學(xué)易用3）PLC設(shè)計調(diào)試周期短4）PLC的輸入/輸出響應(yīng)速度慢，有較大的滯后現(xiàn)象，而微機(jī)的響應(yīng)速度快5）PLC易于操作，易于維修，人員培訓(xùn)時間短，而微機(jī)操作、維修較困難，人員培訓(xùn)時間長本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器與微機(jī)比較的優(yōu)缺點(diǎn)，可編程控制器與繼電器控制系統(tǒng)比較的優(yōu)缺點(diǎn)。布置作業(yè)：P11--4355教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—1PLC基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)提問：可編程控制器的定義新課導(dǎo)入：一、GM十條1968年，美國通用汽車公司(GM)以用戶身份新一代工業(yè)控制器應(yīng)具備十大條件后，再度掀起了開發(fā)熱潮。這十大條件是：(1)編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；(2)維護(hù)方便，最好是插件式；(3)可靠性高于繼電器控制柜；(4)體積小于繼電器控制柜：(5)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機(jī)：(6)在成本上可與繼電器控制器競爭；(7)輸入可以是交流115V：(8)輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；(9)在擴(kuò)展時，原有系統(tǒng)只要很小變更：(10)用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4KB。二、發(fā)展過程1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC公司）成功研制出世界上第一臺可編程控制器PDP-14,在GM公司的汽車自動裝配線上首次使用并獲得成功。接著，美國MODICON公司也研制出084控制器，從此，這項新技術(shù)迅速在世界各國得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國引進(jìn)了這項新技術(shù)，很快研制出日本第一臺可編程控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。三、可編程控制器的發(fā)展趨勢PLC目前的主要發(fā)展趨勢是：首先是向體積更小、速度更快、功能（尤其是運(yùn)算功能、數(shù)據(jù)處理功能、通信功能）更強(qiáng)、價格更低的微型化PI．C發(fā)展，以適用于單機(jī)、數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的控制要求；其次是向控制、管理一體化發(fā)展，使之成為具備更完善的通信網(wǎng)絡(luò)功能的高檔大型PLC，與計算機(jī)組成美國通用汽車公司GM十條發(fā)展過程發(fā)展趨勢5302030教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時單元控制系統(tǒng)。1．發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代快2．開發(fā)各種智能化模塊，不斷增強(qiáng)過程控制功能3．PLC與個人計算機(jī)的結(jié)合4．通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強(qiáng)5．發(fā)展新的編程語言，增強(qiáng)容錯功能本課小結(jié)：本次課介紹可編程控制器的發(fā)展趨勢以及發(fā)展趨勢的特點(diǎn)。布置作業(yè)：自編5教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—2PLC的組成及硬件配置復(fù)習(xí)提問：可編程控制器的發(fā)展趨勢新課導(dǎo)入：一、PLC的組成及硬件配置目前PLC制造廠家很多，市場上有品種、規(guī)格繁多的PLC，且各廠家均獨(dú)具特色，但一般來說，PLC的基本組成主要由中央處理單元（CPU模塊）、輸入模塊（或部件）、輸出模塊（或部件）、電源模塊（或部件）和編程器等五大部分組成。1、中央處理單元又稱CPU模塊或中央控制器，它由微處理器和存儲器組成，是可編程控制器的核心，其作用類似于人類的大腦。CPU模塊的工作電壓一般是5V。2．輸入／輸出模塊（I/O模塊）輸入模塊一般由輸入接口、光電耦合器、PLC內(nèi)部電路輸入接口和驅(qū)動電源4部分組成。輸入模塊可以用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一種是由按鈕、開關(guān)等提供的開關(guān)量輸入信號；另一種是由電位器、熱電偶等提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。輸出模塊（O模塊）一般由PLC內(nèi)部電路輸出接口、光電耦合器、輸出接口和驅(qū)動電源等四大部分組成。輸出模塊可以控制接觸器、電磁閥、電磁鐵和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)裝置等執(zhí)行對象，并反映外部負(fù)載工作狀態(tài)，如指示燈、數(shù)字顯示器與報警裝置等。五大部分組成中央處理單元輸入模塊的組成及作用輸出模塊的組成及作用510151520教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時3．編程器編程器用于用戶程序的編制、調(diào)試檢查和監(jiān)視，還可通過鍵盤調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。4．電源電源為PLC內(nèi)部電路提供能源。為了防止因外部電源發(fā)生故障，造成PLC內(nèi)部重要數(shù)據(jù)丟失，PLC備有后備電源。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器基本的組成及硬件配置布置作業(yè)：P11--2205教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—3PLC的工作原理復(fù)習(xí)提問：可編程控制器的組成及硬件配置新課導(dǎo)入：一、PLC的工作原理1、工作方式繼電器控制系統(tǒng)：并行。若這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)無論在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。PLC控制系統(tǒng)：串行。順序邏輯掃描用戶程序的方式。2、掃描過程PLC投入運(yùn)行后，工作過程一般分為輸入采樣、執(zhí)行程序、處理通訊請求、CPU自診斷和輸出刷新五個階段。完成上述五個階段稱為一個掃描周期。典型值1-100ms。輸入采用階段以掃描方式依次讀入狀態(tài)和數(shù)據(jù)存入輸入映像寄存器。采樣后，轉(zhuǎn)入下幾個階段，在下幾個階段將不讀取輸入，即使輸入有變化，輸入映像寄存器內(nèi)容也不變，因此，要求輸入信號寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下該輸入均能被讀入。執(zhí)行用戶程序階段PLC用戶程序由若干條指令組成。該階段，PLC總是從第一條指令開始，逐條順序的執(zhí)行用戶程序。處理通訊請求階段處理從通訊口和智能模塊接收到的信息。CPU自診斷階段自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位等。輸出刷新階段CPU按輸出映像寄存器刷新輸出鎖存器，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)外設(shè)。I/O響應(yīng)時間：由輸入延遲、輸出延遲和程序執(zhí)行三部分決定。PLC的工作原理四個階段53520教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時原因：PLC采用掃描工作方式，且對輸入、輸出信號只在每個掃描周期的固定時間集中輸入和輸出，所以會產(chǎn)生輸出信號相對輸入信號滯后的現(xiàn)象。掃描周期越長，滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重。3、工作原理1）讀輸入：S7-200將物理輸入點(diǎn)上的狀態(tài)復(fù)制到輸入過程映像寄存器。2）執(zhí)行程序：S7-200執(zhí)行程序指令并將數(shù)據(jù)存在變量存儲器中。3）處理通訊請求及執(zhí)行CPU自診斷：執(zhí)行通訊任務(wù)，檢查硬件、程序存儲器和擴(kuò)展模塊是否工作正常。4）寫輸出：將輸出映像寄存器中存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到物理輸出點(diǎn)。PLC運(yùn)行時，CPU不能同時去執(zhí)行多個操作，只能按分時操作原理運(yùn)行，即每一時刻執(zhí)行一個操作，完成一個動作，隨著時間的自然延伸，一個動作接一個動作地順序執(zhí)行下去。這種分時操作過程叫做CPU對程序的掃描。PLC的工作過程就是CPU掃描程序的執(zhí)行過程。這些操作過程大致分為以故障診斷處理為主的公共操作、聯(lián)系工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入和輸出的操作、執(zhí)行和服務(wù)于外部設(shè)備命令的操作（若外部設(shè)備有中斷請求）等四大類。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的工作原理，四步工作過程，要求熟練掌握。布置作業(yè)：P11——4工作過程305教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時數(shù)據(jù)輸入／輸出操作也稱為I/O狀態(tài)刷新。它完成采樣輸入信號（即刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容）和輸出處理結(jié)果（即按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路）兩種操作，實現(xiàn)采樣一處理一輸出一控制對象的整個工作過程的控制。3、執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序是在監(jiān)控定時器工作正常的條件下，CPU開始執(zhí)行掃描程序，將存放在存儲器中的用戶程序，按順序從零步開始，逐條解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行END指令才結(jié)束對用戶程序的掃描。4．執(zhí)行外設(shè)命令每次執(zhí)行完用戶程序后，就進(jìn)入通信服務(wù)外設(shè)命令的操作。二、輸入/輸出映像寄存器在PLC的內(nèi)部寄存器中，設(shè)置了一定數(shù)量的用來存放輸入信號和輸出信號狀態(tài)的寄存器，分別稱為輸入映象寄存器和輸出映象寄存器。PLC梯形圖中的編程元件也有對應(yīng)的映象存儲區(qū)域，它們統(tǒng)稱為映象寄存器。三、與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段(1)輸入處理階段PLC把外部輸入信號的接通／斷開(ON/OFF)狀態(tài)讀人到輸入映象寄存器中。(2)程序執(zhí)行階段PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令按步序號順序排列存放在存儲器中。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，CPU只能從第一條指令開始逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束(END)處。(3)輸出處理階段CPU將輸出映象寄存器的通／斷狀態(tài)傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，驅(qū)動外部的負(fù)載。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的工作原理，四步工作過程，與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段，要求熟練掌握。布置作業(yè)：自編與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段15255教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時數(shù)據(jù)輸入／輸出操作也稱為I/O狀態(tài)刷新。它完成采樣輸入信號（即刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容）和輸出處理結(jié)果（即按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路）兩種操作，實現(xiàn)采樣一處理一輸出一控制對象的整個工作過程的控制。3、執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序是在監(jiān)控定時器工作正常的條件下，CPU開始執(zhí)行掃描程序，將存放在存儲器中的用戶程序，按順序從零步開始，逐條解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行END指令才結(jié)束對用戶程序的掃描。4．執(zhí)行外設(shè)命令每次執(zhí)行完用戶程序后，就進(jìn)入通信服務(wù)外設(shè)命令的操作。二、輸入/輸出映像寄存器在PLC的內(nèi)部寄存器中，設(shè)置了一定數(shù)量的用來存放輸入信號和輸出信號狀態(tài)的寄存器，分別稱為輸入映象寄存器和輸出映象寄存器。PLC梯形圖中的編程元件也有對應(yīng)的映象存儲區(qū)域，它們統(tǒng)稱為映象寄存器。三、與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段(1)輸入處理階段PLC把外部輸入信號的接通／斷開(ON/OFF)狀態(tài)讀人到輸入映象寄存器中。(2)程序執(zhí)行階段PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令按步序號順序排列存放在存儲器中。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，CPU只能從第一條指令開始逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束(END)處。(3)輸出處理階段CPU將輸出映象寄存器的通／斷狀態(tài)傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，驅(qū)動外部的負(fù)載。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的工作原理，四步工作過程，與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段，要求熟練掌握。布置作業(yè)：自編與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段15255教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—3PLC的工作原理復(fù)習(xí)提問：可編程控制器的工作原理新課導(dǎo)入：一、PLC的工作原理PLC運(yùn)行時，CPU不能同時去執(zhí)行多個操作，只能按分時操作原理運(yùn)行，即每一時刻執(zhí)行一個操作，完成一個動作，隨著時間的自然延伸，一個動作接一個動作地順序執(zhí)行下去。這種分時操作過程叫做CPU對程序的掃描。PLC的工作過程就是CPU掃描程序的執(zhí)行過程。這些操作過程大致分為以故障診斷處理為主的公共操作、聯(lián)系工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入和輸出的操作、執(zhí)行和服務(wù)于外部設(shè)備命令的操作（若外部設(shè)備有中斷請求）等四大類。1．公共操作公共操作是在每次掃描程序前的又一次自檢，若發(fā)現(xiàn)故障，除通過指示燈顯示出故障外，還自動判斷故障性質(zhì)。一般性故障只報警不停機(jī)，等待處理；對于嚴(yán)重故障，則停止用戶程序的運(yùn)行，關(guān)閉PLC的一切輸出信號并切斷相關(guān)的輸出聯(lián)系。2、數(shù)據(jù)輸入／輸出操作PLC的工作原理公共操作52515教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時數(shù)據(jù)輸入／輸出操作也稱為I/O狀態(tài)刷新。它完成采樣輸入信號（即刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容）和輸出處理結(jié)果（即按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路）兩種操作，實現(xiàn)采樣一處理一輸出一控制對象的整個工作過程的控制。3、執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序是在監(jiān)控定時器工作正常的條件下，CPU開始執(zhí)行掃描程序，將存放在存儲器中的用戶程序，按順序從零步開始，逐條解釋和執(zhí)行，直到執(zhí)行END指令才結(jié)束對用戶程序的掃描。4．執(zhí)行外設(shè)命令每次執(zhí)行完用戶程序后，就進(jìn)入通信服務(wù)外設(shè)命令的操作。二、輸入/輸出映像寄存器在PLC的內(nèi)部寄存器中，設(shè)置了一定數(shù)量的用來存放輸入信號和輸出信號狀態(tài)的寄存器，分別稱為輸入映象寄存器和輸出映象寄存器。PLC梯形圖中的編程元件也有對應(yīng)的映象存儲區(qū)域，它們統(tǒng)稱為映象寄存器。三、與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段(1)輸入處理階段PLC把外部輸入信號的接通／斷開(ON/OFF)狀態(tài)讀人到輸入映象寄存器中。(2)程序執(zhí)行階段PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令按步序號順序排列存放在存儲器中。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，CPU只能從第一條指令開始逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束(END)處。(3)輸出處理階段CPU將輸出映象寄存器的通／斷狀態(tài)傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，驅(qū)動外部的負(fù)載。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的工作原理，四步工作過程，與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段，要求熟練掌握。布置作業(yè)：自編與用戶程序執(zhí)行過程的三個階段15255教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§1—4PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用復(fù)習(xí)提問：可編程控制器與用戶程序執(zhí)行過程相關(guān)的三個階段？新課導(dǎo)入：一、PLC的特點(diǎn)PLC把計算機(jī)控制技術(shù)和繼電器控制技術(shù)融合在一起，兼具有計算機(jī)的功能完備、靈活性強(qiáng)、通用性好以及繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、維修方便的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（1）編程簡單，使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，。（2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。（3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價格比高可編程序控制器內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。（4）控制系統(tǒng)設(shè)計及施工的工作量少，維修方便可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。可編程序控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。一般可用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破鞯墓收下屎艿停矣型昀斡汸LC的特點(diǎn)1035教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。（5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器是為現(xiàn)場工作設(shè)計的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等，例如，西門子公司S7-200系列PLC內(nèi)部EEPROM中，儲存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個較長時間段（190小時），所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個超級電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存200天。軟件措施如故障檢測、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時鐘，加強(qiáng)對程序的檢測和校驗。從而提高了系統(tǒng)抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程序控制器已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（6）體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。二、PLC的應(yīng)用（1）開關(guān)量邏輯控制應(yīng)用于注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）閉環(huán)過程控制應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。（3）運(yùn)動控制應(yīng)用于金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、電梯等場合。（4）數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5）通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用，要求牢記可編程控制器的應(yīng)用。布置作業(yè)：自編PLC的應(yīng)用PLC在運(yùn)動控制中的應(yīng)用1020205教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時第二章可編程控制器的指令系統(tǒng)§2—1PLC常用編程語言復(fù)習(xí)提問：可編程控制器的特點(diǎn)新課導(dǎo)入：一、PLC常用編程語言用于編程的自然語言有梯形圖(LadderDiagram)、指令表(InstructionList)、功能圖(FunctionBlockDiagram)、高級語言和邏輯方程式（或布爾代數(shù)式）等5種二、梯形圖編程語言定義梯形圖語言是一種圖形語言，是在繼電器控制原理圖的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種直觀、形象的邏輯編程語言，它沿用繼電器的觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，并增加了一些繼電器控制的控制符號。被廠家作為第一編程語言。通常把梯形圖叫做電路或程序，把梯形圖的設(shè)計叫做編程。二、指令表語言（或助記符語言）指令表語言就是助記符編程語言，用來彥示PLC的各種操作功能或控制邏輯，有的廠家將指令稱為語句，兩條及其以上指令的集合叫做指令表，亦稱語句表。通常一條指令由指令助記符和作用器件編號兩部分組成。三、功能圖定義功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是反映編制順序控制程序的基本算法。功能圖又稱轉(zhuǎn)移圖、狀態(tài)圖或流程圖。功能圖主要由步（口）、轉(zhuǎn)換(+)、轉(zhuǎn)換條件（+旁邊的文字條件），有向連線（一）和動作或命令等5大部分組成。PLC常用五種編程語言指令表語言定義功能圖的組成5251020教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時四、功能圖的基本結(jié)構(gòu)功能圖的基本結(jié)構(gòu)有單序列、選擇序列和并行序歹三大類，它們是組成功能圖的基本構(gòu)成模式。五、梯形圖的主要特點(diǎn)(1)PLC梯形圖沿用了繼電器觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，形象直觀，易于接受。但它們不是真實的物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件（即軟件繼電器）。(2)梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，借用繼電器電路圖的分析方法，把左側(cè)母線假想成電源的“火線”，右側(cè)母線假想成“零線”，“能流”只能從左向右流動，當(dāng)各觸點(diǎn)閉合時，輸出線圈接通。(3)梯形圖中各編程元件的動合觸點(diǎn)和動斷觸點(diǎn)均可以反復(fù)使用，次數(shù)不限。(4)梯形圖程序運(yùn)行時其執(zhí)行順序是按從左到右，從上到下的原則。本課小結(jié)：本次課講解了可編程控制器常用的五種編程語言，要求熟練掌握他們的特點(diǎn)及應(yīng)用。布置作業(yè)：自編梯形圖的主要特點(diǎn)255教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—1PLC常用編程語言復(fù)習(xí)提問：可編程控制器常用的五種編程語言？新課導(dǎo)入：一、繪制梯形圖的基本原則(1)梯形圖每一行都是從左母線開始，畫到右母線為止，觸點(diǎn)放在左邊，輸出線圈放在最右邊。(2)梯形圖程序的書寫順序是先左后右，自上而下。在把梯形圖程序改寫成指令表程序時也應(yīng)按此順序進(jìn)行。(3)在梯形圖中可以多個觸點(diǎn)串聯(lián)或并聯(lián)使用，各編程元件的觸點(diǎn)數(shù)量不受限制，可多次重復(fù)使用。(4)輸出線圈不能直接與左母線相連。(5)梯形圖中允許多個線圈并聯(lián)輸出，但不允許串聯(lián)輸出。（6)禁止使用“雙線圈輸出”。在一個程序中各輸出處同一編號的輸出線圈若使用兩次，容易引起誤動作，應(yīng)禁止使用。(7)程序結(jié)束時，通常畫出結(jié)束符號。(8)梯形圖每一行都是從左邊的母線開始，所有觸點(diǎn)靠近左邊母線的一側(cè)，線圈接在右邊的母線上，線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)出現(xiàn)。(9)線圈不能直接接在左母線上，若真需要的話，可通過一個不動作的動斷觸點(diǎn)后再連接線圈。(10)在梯形圖中不能存在有電流流動的寄生電流回路，只允許從左到右的單方向流動。(11)在梯形圖中串、并聯(lián)觸點(diǎn)數(shù)從原理上講不受限制，但受到屏幕尺寸的制約，因此，可采用中間繼電器使超限的大塊程序分成若干子塊，然后由各子塊的觸點(diǎn)按原邏輯關(guān)系重新進(jìn)行連接。二、梯形圖（LadderDiagram）程序設(shè)計語言梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)繪制梯形圖的基本原則梯形圖語言53020教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖與操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待。LAD圖形指令有3個基本形式：bitbitbitbit常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)（1）觸點(diǎn)：觸點(diǎn)符號代表輸入條件如外部開關(guān)，按鈕及內(nèi)部條件等。CPU運(yùn)行掃描到觸點(diǎn)符號時，到觸點(diǎn)位指定的存儲器位訪問（即CPU對存儲器的讀操作）。該位數(shù)據(jù)（狀態(tài)）為1時，表示“能流”能通過。計算機(jī)讀操作的次數(shù)不受限制，用戶程序中，常開觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)可以使用無數(shù)次。bit（2）線圈：（）線圈表示輸出結(jié)果，通過輸出接口電路來控制外部的指示燈、接觸器等及內(nèi)部的輸出條件等。線圈左側(cè)接點(diǎn)組成的邏輯運(yùn)算結(jié)果為1時，“能流”可以達(dá)到線圈，使線圈得電動作，CPU將線圈的位地址指定的存儲器的位置位為1，邏輯運(yùn)算結(jié)果為0，線圈不通電，存儲器的位置0。即線圈代表CPU對存儲器的寫操作。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以在用戶程序中，每個線圈只能使用一次。（3）指令盒：指令盒代表一些較復(fù)雜的功能。如定時器，計數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等。當(dāng)“能流”通過指令盒時，執(zhí)行指令盒所代表的功能。梯形圖按照邏輯關(guān)系可分成網(wǎng)絡(luò)段，分段只是為了閱讀和調(diào)試方便。在本書部分舉例中我們將網(wǎng)絡(luò)段省去。本課小結(jié)：本次課講解了梯形圖語言的特點(diǎn)及繪圖方法，要求熟練掌握并應(yīng)用。布置作業(yè)：自編305教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—2PLC的功能圖與步進(jìn)梯形圖復(fù)習(xí)提問:梯形圖語言的特點(diǎn)及繪圖方法?新課導(dǎo)入：一、功能圖功能表圖又稱做狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計plc的順序控制程序的有力工具。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是—種通用的技術(shù)語言，可以用于進(jìn)一步設(shè)計和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流。各個PLC廠家都開發(fā)了相應(yīng)的功能表圖，各國家也都制定了功能表圖的國家標(biāo)準(zhǔn)。我國于1986年頒布了功能表圖的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB6988.6-86）。如圖1所示為功能表圖的一般形式，它主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作（命令）組成。圖1

功能表圖的一般形式1．步與動作（1）步

在功能表圖中用矩形框表示步，方框內(nèi)是該步的編號。如圖1所示各步的編號為ｎ-1、n、n+1。編程時一般用PLC內(nèi)部編程元件來代表各步，因此經(jīng)常直接用代表該步的編程元件的元件號作為步的編號，如M300等，這樣在根據(jù)功能表圖設(shè)計梯形圖時較為方便。（2）初始步

與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步。初始狀態(tài)一般是功能圖定義功能圖組成52020教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時系統(tǒng)等待起動命令的相對靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個功能表圖至少應(yīng)該有一個初始步。（3）動作

一個控制系統(tǒng)可以劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)，例如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，數(shù)控裝置是施控系統(tǒng)，而車床是被控系統(tǒng)。對于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動作”，對于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”，將動作或命令簡稱為動作，并用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)的步的符號相連。如果某一步有幾個動作，可以用如圖2所示的兩種畫法來表示，但是圖中并不隱含這些動作之間的任何順序。圖2

多個動作的表示（4）活動步

當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步為“活動步”。步處于活動狀態(tài)時，相應(yīng)的動作被執(zhí)行。若為保持型動作則該步不活動時繼續(xù)執(zhí)行該動作，若為非保持型動作則指該步不活動時，動作也停止執(zhí)行。一般在功能表圖中保持型的動作應(yīng)該用文字或助記符標(biāo)注，而非保持型動作不要標(biāo)注。2．有向連線、轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件（1）有向連線

在功能表圖中，隨著時間的推移和轉(zhuǎn)換條件的實現(xiàn)，將會發(fā)生步的活動狀態(tài)的順序進(jìn)展，這種進(jìn)展按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行。在畫功能表圖時，將代表各步的方框按它們成為活動步的先后次序順序排列，并用有向連線將它們連接起來?；顒訝顟B(tài)的進(jìn)展方向習(xí)慣上是從上到下或從左至右，在這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應(yīng)在有向連線上用箭頭注明進(jìn)展方向。（2）轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)來完成的，并與控制過程的發(fā)展相對應(yīng)。10教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時（3）轉(zhuǎn)換條件

轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯條件，轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。轉(zhuǎn)換條件X和分別表示在邏輯信號X為“1”狀態(tài)和“0”狀態(tài)時轉(zhuǎn)換實現(xiàn)。3．功能表圖的基本結(jié)構(gòu)（1）單序列

單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步，如圖3a所示。圖3

單序列與選擇序列a）單序列

b）選擇序列開始

c）選擇序列結(jié)束（2）選擇序列

選擇序列的開始稱為分支，如圖3b所示，轉(zhuǎn)換符號只能標(biāo)在水平連線之下。如果步2是活動的，并且轉(zhuǎn)換條件e=1，則發(fā)生由步5步6的進(jìn)展；如果步5是活動的，并且f=1，則發(fā)生由步5步9的進(jìn)展。在某一時刻一般只允許選擇一個序列。選擇序列的結(jié)束稱為合并，如圖5-22c所示。如果步5是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件m=1，則發(fā)生由步5步12的進(jìn)展；如果步8是活動步，并且n=1，則發(fā)生由步8步12的進(jìn)展。（3）并行序列

并行序列的開始稱為分支，如圖4a所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件的實現(xiàn)導(dǎo)致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列。當(dāng)步4是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件a=1、3、7、9這三步同時變?yōu)榛顒硬剑瑫r步4變?yōu)椴换顒硬健榱藦?qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實現(xiàn)，水平連線用雙線表示。步3、7、9被同時激活后，每個序列中活動步的進(jìn)展將是獨(dú)立的。在表示同步的水平雙線之上，只允許有一個轉(zhuǎn)換符號。功能表圖的基本結(jié)構(gòu)20教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時當(dāng)直接連在雙線上的所有前級步都處于活動狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)換條件b=1時，才會發(fā)生步3、6、9到步10的進(jìn)展，即步3、6、9同時變?yōu)椴换顒硬?，而?0變?yōu)榛顒硬?。并行序列表示系統(tǒng)的幾個同時工作的獨(dú)立部分的工作情況。（4）子步

如見圖5所示，某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換，通常這些序列表示整個系統(tǒng)的一個完整的子功能。子步的使用使系統(tǒng)的設(shè)計者在總體設(shè)計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，用更加簡潔的方式表示系統(tǒng)的整體功能和概貌，而不是一開始就陷入某些細(xì)節(jié)之中。設(shè)計者可以從最簡單的對整個系統(tǒng)的全面描述開始，然后畫出更詳細(xì)的功能表圖，子步中還可以包含更詳細(xì)的子步，這使設(shè)計方法的邏輯性很強(qiáng)，可以減少設(shè)計中的錯誤，縮短總體設(shè)計和查錯所需要的時間。4．轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則（1）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件

在功能表圖中，步的活動狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)來完成的。轉(zhuǎn)換實現(xiàn)必須同時滿足兩個條件：1）該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步；2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。如果轉(zhuǎn)換的前級步或后續(xù)步不止一個，轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)稱為同步實現(xiàn)，如圖6所示。本課小結(jié)：本次課講解了功能圖的繪圖特點(diǎn)和注意事項以及步進(jìn)梯形圖的特點(diǎn)，要求熟練掌握。布置作業(yè):自編轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則105教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—2FX2系列PLC性能簡介復(fù)習(xí)提問：功能圖的繪圖特點(diǎn)新課導(dǎo)入：一、FX2系列PLC的組成FX2系列PLC是日本三菱公司近年推出的高性能小型整體式PLC。它由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊和特殊適配器組成。系統(tǒng)配置的最多I/O點(diǎn)數(shù)為128，64個輸入，64個輸出，通過增設(shè)擴(kuò)展模塊，可只增加輸入點(diǎn)數(shù)，也可只增加輸出點(diǎn)數(shù)，改變系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的比例，可以滿足不同應(yīng)用所需的控制要求。基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊可根據(jù)用戶實際需要，分別選擇不同的輸出方式，見表。擴(kuò)展單元單元I/O點(diǎn)數(shù)型號混合4/4FX-8ER輸出0/8FX-8EY0/16FX-16EY8/0FX-8EX輸入16/0FX-16EX特殊16／8FX-24EI基本單元單元I/O點(diǎn)數(shù)型號基本單元24/24FX2-48M32/32FX2-64M二、型號的含義PLC型號的含義說明如下：口口一口口口口FX2系列PLC的組成FX2系列PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配52525教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時FX2系列的輸出電路有繼電器型、雙向晶閘管型和晶體管型三種。第二個字母：R為繼電器輸出、S為晶閘管輸出、T為晶體管輸出第一個字母：M表示基本單元、E為擴(kuò)展部分?jǐn)?shù)字部分：表示I/O的總點(diǎn)數(shù)產(chǎn)品系列名例如，F(xiàn)l-40MR表示產(chǎn)品系列名為Fl，I/O的總點(diǎn)數(shù)為40，繼電器輸出的基本單元型可編程序控制器。又如，F(xiàn)X2-48MS表示產(chǎn)品系列名為FX2，I/O的總點(diǎn)數(shù)為48，雙向晶閘管輸出的基本單元型可編程控制器。本課小結(jié)：本次課講解了FX2系列PLC型號的含義，F(xiàn)X2系列PLC輸入輸出觸點(diǎn)的分配。布置作業(yè)：自編型號的理解305教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—3FX2系列PLC內(nèi)部各類繼電器的編號及功能復(fù)習(xí)提問：FX2系列PLC型號的含義？新課導(dǎo)入：一、FX2系列PLC內(nèi)部繼電器的編號FX2系列PLC梯形圖中的編程元件的名稱由字母和數(shù)字兩大部分表示，它們與PLC內(nèi)部各器件及其編號均為一一對應(yīng)關(guān)系。其中字母部分表示元器件的類型，數(shù)字部分表示元器件的內(nèi)部分配地址編號，如X117，Y063等。元器件的編號用八進(jìn)制數(shù)表示，在八進(jìn)制數(shù)中只有0~7這8個數(shù)字符號，且遵循“逢八進(jìn)一”的運(yùn)算規(guī)則。FX2系列PLC內(nèi)部各類繼電器的編號見表。FX2系列PLC內(nèi)部繼電器的編號輸出繼電器Yooo~177（八進(jìn)制）128輔助繼電器M000N10231024特殊輔助繼電器M8000～8255256定時器T000N245,246~255256246點(diǎn)為10一】OOms通用型定時器10點(diǎn)為積算式定時器狀態(tài)寄存器S000～9991000‘計數(shù)器C000～255256200點(diǎn)為加計數(shù)器，35點(diǎn)為加／減計數(shù)器，21點(diǎn)為高速計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器D000～511512不含特殊寄存器指針P000～06364二、FX2系列PLC內(nèi)部主要元器件的功能1．輸入繼電器輸入繼電器專門用于接收外部元件發(fā)來的控制信號，與輸入端子相連，供編程時使用，但在編程時注意，輸入繼電器只能由外部信號驅(qū)動，不能在程序內(nèi)部用指令驅(qū)動，其觸點(diǎn)也不能直接輸出帶動負(fù)載。2．輸出繼電器輸出繼電器專門用于將輸出信號傳給外部負(fù)載，具有一定的負(fù)載能力，不能直牢記內(nèi)部繼電器編號525教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時接由外部信號驅(qū)動，而只能在程序內(nèi)部用指令驅(qū)動。它有繼電器輸出、雙向晶閘管輸出和晶體管輸出等3種結(jié)構(gòu)類型。3．輔助繼電器輔助繼電器與輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動，而不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，專供PLC內(nèi)部編程時用，其作用相當(dāng)于繼電器控制電路中的中間繼電器。它有通用型、保持型兩類。4．移位寄存器移位寄存器是由相鄰的幾個輔助繼電器組成，第一個輔助繼電器的編號就是該移位寄存器的編號。當(dāng)移位寄存器的位數(shù)不足時，可以將兩個移位寄存器串聯(lián)使用，組成高低位結(jié)構(gòu)用低位溢出的數(shù)據(jù)作為高位的輸入數(shù)據(jù)。5．特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器和通用輔助繼電器一樣，均為內(nèi)部使用繼電器，但前者只向用戶提供使用觸點(diǎn)，而不允許用戶用各種方式驅(qū)動工作線圈。它主要用于電池電壓監(jiān)控、掃描周期和工作狀態(tài)監(jiān)控保護(hù)等。6．定時器定時器是PLC內(nèi)部提供的不同延時的觸點(diǎn)，供用戶在編程時選用或設(shè)定，它相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的延時繼電器。7．計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)次數(shù)的設(shè)置，是用戶根據(jù)設(shè)計要求而自行選定或設(shè)定的，它是按積算定時方式計數(shù)工作的。8．狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器是在編制步進(jìn)順序控制程序時使用的基本單元，常與步進(jìn)梯形指令STL配合使用，主要用于編程過程中的初始化和電池電壓監(jiān)控保護(hù)。本課小結(jié)：本次課講解了FX2系列PLC11個內(nèi)部寄存器的代號、作用及應(yīng)用。布置作業(yè)：自編區(qū)分移位寄存器與輔助繼電器特殊輔助繼電器狀態(tài)寄存器2020155教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—3FX2系列PLC內(nèi)部各類繼電器的編號及功能復(fù)習(xí)提問：FX2系列PLC型號的含義？新課導(dǎo)入：一、FX2系列PLC編程元件的分類及編號FX2N系列PLC編程元件的編號分為兩個部分：第一部分是代表功能的字母。如輸入繼電器用“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。第二部分為數(shù)字，數(shù)字為該類器件的序號。FX2N系列PLC中輸入繼電器及輸出繼電器的序號為八進(jìn)制，其余器件的序號為十進(jìn)制。二、編程元件的基本特征一般地可認(rèn)為編程元件和繼電接觸器的元件類似、具有線圈和常開常閉觸點(diǎn)。而且觸點(diǎn)的狀態(tài)隨著線圈的狀態(tài)而變化，即當(dāng)線圈披選中（通電）時，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，當(dāng)線圈失去選中條件時，常閉接通，常開斷開。從實質(zhì)上來說，某個元件被選中，只是代表這個元件的存儲單元置1，失去選中條件只是這個存儲單元置0，由于元件只不過是存儲單元，可以無限次地訪問。三、編程元件的功能和作用（一）數(shù)值的處理FX2N系列PLC根據(jù)不同的用途和目的，使用5種類型的數(shù)值，分別為：1．十進(jìn)制數(shù)（K）2．十六進(jìn)制數(shù)（H）3．二進(jìn)制數(shù)（B）4．八進(jìn)制數(shù)（O）5．BCD碼6．其他數(shù)值（浮點(diǎn)數(shù)）（二）輸入輸出繼電器輸入端子是PLC從外部開關(guān)接受信號的窗口。在PLC內(nèi)部，與PLC輸入端子相連的輸入繼電器是一種光電隔離的電子繼電器，有無數(shù)的電子常開觸點(diǎn)和編程元件的基本特征編程元件的功能和作用52020教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時常閉觸點(diǎn)，可在PLC內(nèi)隨意使用。這種輸入繼電器不能用程序驅(qū)動。輸出端子是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號的窗口。輸出繼電器的外部輸出用觸點(diǎn)（繼電器觸點(diǎn)，晶閘管、晶體管等輸出元件）在PLC內(nèi)與該輸出端子相連，有無數(shù)的電子常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，可在PLC內(nèi)隨意使用。PLC外部輸出用觸點(diǎn)，按照輸出用軟元件的響應(yīng)滯后時間動作（三）輔助繼電器PLC內(nèi)有許多輔助繼電器，這類輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)的各種軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動。（四）狀態(tài)器狀態(tài)器是對工序步進(jìn)控制簡易編程的重要軟元件，經(jīng)常與步進(jìn)梯形指令結(jié)合使用。五、特殊輔助繼電器的作用特殊輔助繼電器共256點(diǎn)，用于表示PLC的某些狀態(tài)，提供四種時鐘脈沖（10ms，100ms，ls和1min）和標(biāo)志，設(shè)定PLC的運(yùn)行方式，用于步進(jìn)順控、禁止中斷、設(shè)定計數(shù)器是加計數(shù)或減計數(shù)等運(yùn)行方式控制。六、狀態(tài)寄存器(S)的作用狀態(tài)寄存器用于表示PLC各類運(yùn)行的具體狀態(tài)，常與STL指令一起使用。七、指針(P/I)的分類及作用指針包括分支指令用的PO~P54（共55點(diǎn)）和中斷用的指針（共9點(diǎn)）兩部分，總共64點(diǎn)。用PO~P63表示跳轉(zhuǎn)指令(JUMP)的跳步目標(biāo)和子程序調(diào)用指令(CALL)調(diào)用的子程序標(biāo)號，執(zhí)行到子程序中的SRET指令時返回執(zhí)行主程序。中斷用指針共9點(diǎn)，用于指出某一中斷源的中斷入口程序標(biāo)號，執(zhí)行到IRET指令返回到中斷指針的下一條指令。八、定時器的分類及作用定時器分非積算定時器和積算定時器兩類。非積算定時器沒有積算功能，只是在線圈斷電或PLC停電時復(fù)位操作。九、計數(shù)器計數(shù)器可通過常數(shù)K直接設(shè)定方式或指定數(shù)據(jù)寄存器的元件間接設(shè)定方特殊輔助繼電器的作用指針(P/I)的分類及作用1510教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時任式，來指定數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)值。32位加減計數(shù)器C200~C234的加／減計數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200~M8234設(shè)定，當(dāng)對應(yīng)的M接通時為減計數(shù)，斷開時為加計數(shù)。21點(diǎn)高速計數(shù)器C235~C255公用PLC的6個高速計數(shù)器的輸入端XO~X5，十、數(shù)據(jù)寄存器(D)的分類及作用數(shù)據(jù)寄存器為16位（最高位為符號位），兩個合并起來可構(gòu)成32位。通用數(shù)據(jù)寄存器DO~D511，共512點(diǎn)，用于存儲運(yùn)算最終結(jié)果或中間結(jié)果。特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000~D8255，共256點(diǎn)，用于監(jiān)控PLC的運(yùn)行狀態(tài)，例如電池電壓、掃描時間、正在動作的狀態(tài)編號等。文件寄存器Dl000一D2999，共2000點(diǎn)，用于存儲大批量數(shù)據(jù)。變址寄存器V/Z用于改變或修改編程元件的當(dāng)前元件號，例如當(dāng)V=8時，數(shù)據(jù)寄存器編號D5V相當(dāng)于當(dāng)前數(shù)據(jù)寄存器編號為D13（即5+8=13）。本課小結(jié)：本次課講解了FX2系列PLC11個內(nèi)部寄存器的代號、作用及應(yīng)用。布置作業(yè)：P33--4數(shù)據(jù)寄存器(D)的分類及作用155教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時§2—4FX2系列PLC的基本邏輯指令及其編程方法復(fù)習(xí)提問：數(shù)據(jù)寄存器(D)的分類及作用？新課導(dǎo)入：一、基本邏輯指令及使用簡介FX2系列PLC的基本指令形式、功能和編程方法。1.LD、LDI、OUT指令1）程序舉例：圖4-82）例題解釋：當(dāng)X0接通時，Y0接通；當(dāng)X1斷開時，Y1接通。3）指令使用說明：①LD和LDI指令用于將常開和常閉觸點(diǎn)接到左母線上；②LD和LDI在電路塊分支起點(diǎn)處也使用；③OUT指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)繼電器、定時器、計數(shù)器的線圈驅(qū)動指令，不能用于驅(qū)動輸入繼電器，因為輸入繼電器的狀態(tài)是由輸入信號決定的。④OUT指令可作多次并聯(lián)使用⑤定時器的計時線圈或計數(shù)器的計數(shù)線圈，使用OUT指令后，必須設(shè)定值（常數(shù)K或指定數(shù)據(jù)寄存器的地址號）。2.AND、ANI指令3.OR、ORI指令1）指令說明：LD、LDI、OUT指令連續(xù)輸出指令51015教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時①OR、ORI指令用作1個觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令；②OR、ORI指令可以連續(xù)使用，并且不受使用次數(shù)的限制；③OR、ORI指令是從該指令的步開始，與前面的LD、LDI指令步進(jìn)行并聯(lián)連接；④當(dāng)繼電器的常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)與其他繼電器的觸點(diǎn)組成的混聯(lián)電路塊并聯(lián)時，也可以用這兩個指令。4.串聯(lián)電路塊并聯(lián)指令ORB、并聯(lián)電路塊串聯(lián)指令A(yù)NB1）指令說明：①ORB、ANB無操作軟元2個以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為串聯(lián)電路塊；②將串聯(lián)電路并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令；③ORB、ANB指令，是無操作元件的獨(dú)立指令，它們只描述電路的串并聯(lián)關(guān)系；④有多個串聯(lián)電路時，若對每個電路塊使用ORB指令，則串聯(lián)電路沒有限制，如上舉例程序；⑤若多個并聯(lián)電路塊按順序和前面的電路串聯(lián)連接時，則ANB指令的使用次數(shù)沒有限制；⑥使用ORB、ANB指令編程時，也可以采取ORB、ANB指令連續(xù)使用的方法；但只能連續(xù)使用不超過8次，在此建議不使用此法。5.分支多重輸出MPS、MRD、MPP指令MPS指令：將邏輯運(yùn)算結(jié)果存入棧存儲器；MRD指令：讀出棧1號存儲器結(jié)果；MPP指令：取出棧存儲器結(jié)果并清除。6.置位指令SET、復(fù)位指令RSTRST指令稱為復(fù)位指令：功能為清除保持的動作，以及寄存器的清零。并聯(lián)指令的特點(diǎn)塊指令無操作元件分支多重輸出MPS、MRD、MPP指令101515教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時7.上升沿微分脈沖指令PLS、下降沿微分脈沖指令PLFPLS指令：上升沿微分脈沖指令，當(dāng)檢測到邏輯關(guān)系的結(jié)果為上升沿信號時，驅(qū)動的操作軟元件產(chǎn)生一個脈沖寬度為一個掃描周期的脈沖信號。PLF指令：下降沿微分脈沖指令，當(dāng)檢測到邏輯關(guān)系的結(jié)果為下降沿信號時，驅(qū)動的操作軟元件產(chǎn)生一個脈沖寬度為一個掃描周期的脈沖信號。本課小結(jié)：本次課要求學(xué)生理解FX2系列PLC的前七條基本邏輯指令及其編程方法。布置作業(yè)：P33--6脈沖指令的用法155教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時（2）定時器的正確使用定時器計時時間到時產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖。1）1ms定時器錯誤正確1ms定時器，在使用錯誤方法時，只有當(dāng)定時器的刷新發(fā)生在T32的常閉觸點(diǎn)執(zhí)行以后到T32的常開觸點(diǎn)執(zhí)行以前的區(qū)間內(nèi)，Q0.0才能產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，而這種可能性是極小的。2）10ms定時器錯誤正確10ms定時器T33，使用錯誤方法時，Q0.0永遠(yuǎn)產(chǎn)生不了這個脈沖。因為當(dāng)定時器時間到時，定時器在每次掃描開始時刷新，該例中T33被置位，但執(zhí)行到定時器指令時，定時器將被復(fù)位。2）100ms定時器正確最好100ms定時器在執(zhí)行指令時刷新。1ms定時器10ms定時器100ms定時器1010教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時二、解決方案1、I/O分配輸入輸出I1.0：系統(tǒng)啟動I0.1：正轉(zhuǎn)Q0.1：正轉(zhuǎn)I0.0：停止I0.2：反轉(zhuǎn)Q0.2：反轉(zhuǎn)2、程序例3.7：使用接在I0.0的光電開關(guān)檢測傳輸帶上有無產(chǎn)品通過，有產(chǎn)品通過時I0.0為ON，若10s內(nèi)沒有產(chǎn)品通過，由 Q0.0發(fā)出報警信號，用I0.1解除報警信號。解決方案10教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時三、計數(shù)器指令：對輸入信號上升沿進(jìn)行計數(shù)。1、分類（1）加計數(shù)器（CTU）CTUCхх，PV（2）加減計數(shù)器（CTUD）CTUDCхх，PV（3）減計數(shù)器（CTD）CTDCхх，PV2、編號計數(shù)器編號范圍為C0~C255。不同類型的計數(shù)器不能共用。PV：1~32767。3、使用說明（1）加計數(shù)器（ＣＴＵ）ＬＤＩ０．０ＬＤＩ０．２ＣＴＵＣ４，４ＬＤＣ４＝Ｑ０．０分類編號ＣＴＵ1515教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時開始計數(shù)：①Ｒ端斷開②ＣＵ端接通計數(shù)器位：當(dāng)前值≥ＰＶ時，置１；復(fù)位：Ｒ端接通或用復(fù)位指令；首次掃描時，計數(shù)器為ＯＦＦ。（２）減計數(shù)器（ＣＴＤ）ＬＤＩ０．０ＬＤＩ０．１ＣＴＤＣ１，３ＬＤＣ１＝Ｑ０．０開始計數(shù)：①ＣＤ上升沿②ＬＤ為ＯＦＦ，計數(shù)器從當(dāng)前值減１；復(fù)位：ＬＤ端ＯＮ或復(fù)位指令；計數(shù)器ＯＮ：當(dāng)前值減為０；首次掃描時，計數(shù)器位為ＯＮ，當(dāng)前值為０。ＣＴＤ1515教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時（３）加減計數(shù)器（ＣＴＵＤ）ＬＤＩ０．０ＬＤＩ０．１ＬＤＩ０．２ＣＴＵＤＣ４８，４ＬＤＣ４８＝Ｑ０．０例：１、用計數(shù)器設(shè)計長延時電路ＳＭ０．４：周期為1min脈沖定時時間３０００min。２、用計數(shù)器擴(kuò)展定時器定時范圍ＣＴＵＤ1515教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時任務(wù)四需要掌握的其他指令S7-200PLC使用一個堆棧來處理所有邏輯操作，它和計算機(jī)中的堆棧結(jié)構(gòu)相同。堆棧：是一組能夠存儲和取出數(shù)據(jù)的暫存單元，特點(diǎn)是：“先進(jìn)后出”。進(jìn)棧，新值入棧頂，棧底值丟失；出棧，棧頂值彈出，棧底值補(bǔ)進(jìn)隨機(jī)數(shù)。邏輯堆棧指令，用來完成對觸點(diǎn)進(jìn)行的復(fù)雜連接。西門子公司系統(tǒng)手冊中把ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、LDS指令都?xì)w納為棧操作指令。1、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接串聯(lián)電路塊：兩個以上觸點(diǎn)串聯(lián)形成的支路。OLD：或塊指令。用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)。無操作數(shù)。例：LDI0.0AM0.0LDI0.1ANM0.1OLDLDNI0.2AM0.2OLDAM0.3=Q0.0OLD2020教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時練習(xí)：2、并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接并聯(lián)電路塊：兩條以上支路并聯(lián)形成的電路。ALD：與塊指令。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)。無操作數(shù)。例：LDI0.0OI0.1LDM0.0AM0.1LDM0.2ANM0.3OLDALD=Q0.03、入棧LPS（LogicPush）：分支電路開始指令從梯形圖分支結(jié)構(gòu)中可以看出，它用于生成一條新母線，其左側(cè)為原來的主邏輯塊，右側(cè)為新的從邏輯塊，從堆棧使用上來講，LPS指令作用：把棧頂值復(fù)制后壓入堆棧。4、LRD（LogicRead）：讀棧在梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)新母線左側(cè)為主邏輯塊時，LPS開始左側(cè)的第一個從邏輯塊編程，LRD開始第二個以后的從邏輯塊編程。從使用上講，LRD讀取最近的LPS壓入堆棧的內(nèi)容。ALDLPSLRD2010教學(xué)內(nèi)容注意點(diǎn)配時5、LPP（LogicPop）：出棧（分支電路結(jié)束指令）在梯形圖分支結(jié)構(gòu)中，LPP用于LPS產(chǎn)生的新母線右側(cè)的最后一個從邏輯塊編程。從堆棧使用上來講，LPP把堆棧彈出一級，堆棧內(nèi)容依次上移。例題：（1）LDI0.0OLDLPSALDLDM0.0=Q0.1OM0.1LPPALDAM1.0=Q0.0=Q0.2LRDLDM1.1LDM0.2ONM1.2AM0.3