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PLC教案


教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

教学 内容

项目一

任务一:分析 PLC 的结构域工作原理

教学 目标

1、了解 PLC 的硬件组成及组成部分的功能。

2、了解 PLC 的工作原理、等效电路和特点。 3、熟悉 PLC 的性能指标和分类。

教学重 点、难 点 一、知识导引 通过视频,了解 PLC 在实际生活中的应用实例。从而了解相关的知识。 (10 分钟) 二、PLC 的结构组成(硬件+软件) PLC 硬件组成:中央处理单元、输入/输出(I/O 单元) 、电源、存储器。 1、中央处理单元 CPU 组 成:控制器、运算器和寄存器 PLC 的组成及工作原理

主要功能:检查硬件状态、诊断软件语法、执行程序、中断处理。 2、存储器 存储器分类:系统程序存储器、用户程序存储器、数据存储器。 PLC 存储类型:RAM(读/写) 、ROM(只读) 、EPROM(可擦除只读) 、EEPROM 教 学 过 程 (电可擦除只读) ■ 思考题:计算机中病毒了,有时要重装系统,这是主要对哪个存储器进行操作? 答: EPROM

PLC 的存储空间区域:系统程序存储区、系统 RAM 存储区、用户程序存储区 3、输入/输出 (1) 、输入接口:接收各种控制信号,与限位开关、传感器输出等(开关量)连接, 输入接口将这些信号转换成 CPU 能够识别和处理的信号,并存入输入映像寄存器。 ★ PLC 的输入类型有直流输入、交流输入和交直流输入三种。 (交流输入必须外加 电源)

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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

(2) 输出接口: 、 输出接口用于将 PLC 处理后的内部标准输出信号转换成执行机构 所需的控制信号,输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号, 以驱动接触器、电磁阀、指示灯、报警喇叭等。 4、扩展单元 扩展单元是对基本单元的输入、输出接口进行扩展。扩展单元一般需和基本单 元配合使用,不能单独使用。 5、电源 PLC 一般使用 220V 的交流电源或 24V 的直流电源作为工作电源。在 PLC 中, 为了避免干扰影响运行的稳定,输入接口与输出接口电路的电源应彼此相互独立。 6、通信接口 PLC 通信接口主要是为了实现“人-机”或“机-机”之间的对话, PLC 通过通信接口可以 与打印机、计算机、扫描仪、触摸屏等外部设备相连,也可以与其他 PLC 相连。 7、其他部件 根据需要,有的 PLC 还可以配存储器卡、电池卡等。 三、PLC 的工作原理 1、PLC 的工作原理 (1)用继电器直接控制的电路 如下图中所示, 按下启动按钮 SB1,交流接触器 KM 线圈得电吸合, 主触点 闭合,电动机得电运行, 同时接触器的常开辅助触点 闭合形成自锁回路。当按下 停止按钮 SB2 时,交流接触器 KM 线圈断电,主触点及常开辅助触点断开, 电动 机失电停止运行。


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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

学 过 程

(2) 、用 PLC 控制的电路

当输入到存储单元的逻辑状态为 1 时,则表示相应继电器的线圈通电,其常开 触点闭合,常闭触点断开;而当输入到存储单元的逻辑状态为 0 时,则表示相应继 电器的线圈断电,其常开触点断开,常闭触点闭合。 2、PLC 的工作方式 PLC 扫描的 5 个阶段:内部处理阶段、通信处理阶段、输入处理阶段、程序执行阶 段、输出处理阶段、 OLC 的扫描工作过程示意图:

四、FX2N 系列 PLC 编程元件 1、输入继电器:输入映像寄存器地址范围:X000~X267,共 184 个 2、输出继电器:输出映像寄存器地址范围:Y000~Y267,共 184 个 3、辅助继电器:存储器地址范围:M0~M1023,共 1024 个

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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

4、状态(S) :经常与 STL 结合使用,常用作工序号 5、定时器(T) 6、计数器(C) 五、PLC 的分类和性能指标 1、PLC 的分类 (1)按 PLC 的结构形式分: ① 整体式 PLC ②模块式 PLC

(2) 按 PLC 的输入/ 输出(I/O)点数分:PLC 以其输入/输出(I/O)点数不同可以 分为小型机、中型机、大型机。 2、PLC 的性能指标 (1)、输入/输出点数 (2)、 PLC 的存储容量 (3)、 扫描速度 教 学 过 程 (4)、指令系统 (5) 、扩展能力 六、FX2N 系列可编程控制器的技术指标 FX2N 系列可编程控制器的技术指标包括一般技术指标、电源技术指标、输入 技术指标和输出技术指标。

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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

教学 内容

项目一

任务二:认识 PLC 的外部结构与接线

教学 目标

1、进一步认识 FX2NPLC 的外部结构。 2、掌握 FX2NPLC 系列结构特点,能够正确安装并接线。 3、掌握 PLC 在工程实际中安装与接线的要求。

教学重 点、难 点 一、FX2N 系列 PLC 的外部结构特征 1、从正面观察 2、从背面观察 二、PLC 的安装 1、安装 FX2N PLC 的空间要求 PLC 常常安装在控制柜(箱)里, 为了能很好地使用 PLC,安装空间上应考虑以 下几个方面: (1)、 FX2N PLC 的 CPU 和扩展模块在每个单元的上方和下方都必须留有 50mm 的空间。 (2)、PLC 应水平贴装在控制柜底板元件固定板上,一般不允许吊在控制柜顶或 平放在控制柜底, 也不推荐竖直安装。如果安装在竖直导轨上,应该使用 DIN 导 教 学 过 程 轨固定端子。 (3)、必须使控制柜面板距 PLC 安装背板 75mm 以上。 (4)、要留出足够的空间容纳 I/O 线以及通信电缆。 2、PLC 的安装形式 FX2N 可安装在控制柜背板上或标准导轨上;也可水平安装或垂直安装。 三、PLC 的外部接线 1、I/O 线、电源线、接地线的连接 (1)、I/O 端子接线 PLC 通过 I/O 端子连接外部信号源和执行机构,PLC 的各个 I/O 接线端子都 有号码,而且输入、输出端子是分组排列的,如图 1-2-4 所示的 FX2N 的 I/O 端子
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安装与接线

教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

接线图。

针对不同的输入/输出元件接线时需注意以下几点: ① 按钮、继电器触点、行程开关等无源触点(也称干接点)的元件及两线制传感 器等元件,接线时可按照图 1-2-5 接线。

② 对于有源触点的传感器、仪表等元件接线时要考虑电源“+”“-”极,如图 1-2-6 所 示。

图 1-2-6 三线制传感器接线 ③ 输入端接线时,可用 PLC 本身提供的 DC24V 电源,也可用外部提供的 DC24V 电源。但因 PLC 本身提供的 DC24V 电源容量有限,故若带传感器等耗能元件过多 时,应使用外加电源。 ④输出端接元件接线时要使用外部电源, 应根据 PLC 输出接口电路的类型选择电源 种类。严禁用 PLC 本身提供的 DC 24 V 电源作为负载电源。

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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

★为保护 PLC 设备的输出端,常在其外部采用一些保护措施:为避免瞬间大电流的 作用而损坏输出端,需在输出公共端接熔断器,当负载为交流感性负载时,可在负 载两端并联压敏电阻,或者并联阻容吸收电路,当负载为直流感性负载时,可在负 教 学 过 程 (a) (b) 图 1-2-8 PLC 输出端的保护 (2)、PLC 的电源接线 对于 PLC 的工作电源接线,应根据 PLC 工作电源类型及电压等级选择电源, 用导线接入即可。 (3)、接地线的连接 接地端子导线为直径 1.25 mm 以上的黄绿双色线,采用第一种接地(即专用接 地方法) ,不能与其他设备串联接地。 载两端并联续流二极管或齐纳二极管(可满足更快地关断速度要求)加以抑制。

2、PLC 与计算机的连接与通信 (1)、PLC 与计算机的连接 (2)、PLC 与计算机的通信

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学期:2013 年秋季

教学 内容

项目一 任务三 学习 PLC 的编程软件

1、认识 PLC 的编程语言。 教学 目标 2、掌握 GX Developer 编程软件的安装于使用方法。 3、熟悉编程软件界面各部分的功能。 4、掌握梯形图编程语言,能利用鼠标和键盘两种输入方式编写梯形图。

教学重 点、难 点 一、任务引入 将三菱的 GX Developer 编程软件装入电脑,用数据线 SC-09 连接计算机与 PLC。 利用编程软件编写出三相异步电动机正反转控制的 PLC 程序,如图 1-3-1 所示。然 后将程序下载到 PLC 里,并进行程序的编辑、运行、调试及监视。 GX Developer 的运用

教 学 过 程 图 1-3-1 梯形图程序 二、PLC 的编程语言 1、梯形图(LD,Ladder Diagram 梯形图是最早使用的一种 PLC 的编程语言,也是现在最常用的编程语言。

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教师姓名:侯春娥

学科:PLC 编程与应用

班级:12 电子

学期:2013 年秋季

图 1-3-2 梯形图 2、顺序功能图(SFC,Sequential Function Chart) 顺序功能图亦称功能图是一种真正的图形化的编程方法,对于解决复杂的顺序控制 问题非常方便。 二、PLC 的编程软件 1、GX Developer 编程软件简介 2、GX Developer 编程软件的主要功能 教 学 过 程 3、GX Developer 的窗口组件及各部分功能 (1)、菜单条 (2)、工具栏 (3)、元件操作 (4)、工程数据列表 (5)、工具条 三、任务实施 SETP1 SETP2 SETP3 :GX Develpoper 编程软件的安装 :硬件的链接 :程序的创建、编辑、运行、调试及监视

以电动机正反转控制程序来介绍 GX Develpoper 编程软件来编写和运行程序。PLC 梯形图如图 1-3-17 所示。

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教师姓名:侯春娥

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班级:12 电子

学期:2013 年秋季

1、建立一个程序文件 2、程序的编辑:方法一:在“元件操作”中直接点击需要的选项 方法二:使用想要的快捷键组合,如直接 F5. 3、程序的检查:在“工具”——“程序检查”——“执行” 4、程序的变换:点击“变换” 5、程序的下载:单机下载按钮,或者点击“在线”——“PLC 写入”——“是否在 执行远程 STOP 操作后,写入”选中“是” 6、程序的运行 7、程序的监视:打开监视: “在线”—— “监视”——“监视模式” 监视停止: “在线”——“监视”——“监视停止” 监视再开: “在线”——“监视”——“监视开始” 8、其他有关操作 (1) 、编程语言的转换 (2)上载 四、任务拓展 根据本项目所学知识与技能, 完成电动机 Y-△启动的 PLC 控制, 包括外围接线、 PLC 编程软件安装、程序编写、调试运行等。 六、任务评价 (本次任务完成时间为 90 分钟)

任务拓展完成后,按照课本 P47 页表 1-3-4 对所作内容进行检测评价。 七、学后测评 1、在程序编辑器窗口中输入编程元件(即编程程序) ,有哪几种输入方法? 2、把用户程序下载发哦 PLC 之前,应将 CPU 置于“STOP”状态,如何操作? 3、如何在程序中增加或者删除一个网路?

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