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课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务任务1 初识初识PLC 任务任务2 硬件安装与接线硬件安装与接线 任务任务3 编程软件安装与使用编程软件安装与使用 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务任务1 初识初识PLC 学习目标学习目标 1了解常用PLC品牌及其特点，能区分PLC的品牌种类并描述其主要特点。2掌握PLC的分类、技术指标、特点及功能。3了解PLC的编程语言及程序结构。4掌握PLC控制系统的组成及与继电器控制系统的区别，能区分PLC与继电器控制方式并描述PLC的控制形式。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 工作任务工作任务 初步认识PLC。具体要求为：（1）直观了解PLC在实际生产、生活中的应用。（2）直观认识PLC，包括PLC的实物外形、品牌、种类、主要技术指标及特点。（3）通过PLC与继电器控制系统的实际安装与运行，比较PLC与继电器控制方式，直观认识PLC的控制形式。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务分析任务分析 按照“实践认识再实践再认识”的认知规律实施。过程：看录像、现场参观，直观了解PLC实物外形、品牌、种类、应用 阅读有关资料，了解PLC的主要技术指标及特点 实际安装、运行相同控制要求的继电器控制线路和PLC控制线路。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 相关知识相关知识 一一、PLCPLC的定义及名称演变的定义及名称演变 1PLC的定义 可编程序控制器可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2PLC的名称演变 可编程序控制器的早期名称为“Programmable Logic Controller”（可编程序逻辑控制器），简称为PLC。1980年，美国电气制造商协会给他一个新的名称“Programmable Controller”，简称为PC。我 国 为 避 免 与 个 人 计 算 机（PC,Personal Computer）的代名词混淆，仍沿用早期的简写名称PLC。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 二二、PLC的特点的特点、主要技术指标及分类主要技术指标及分类 1PLC的特点（1）可靠性高、抗干扰能力强（2）功能完善、通用性强、使用方便（3）编程方法简单、容易掌握（4）设计容易、安装快捷、维护方便（5）体积小、重量轻、功耗低（6）各公司的PLC互不兼容 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2PLC的主要技术指标（1）输入/输出点数（I/O点数）（2）存储容量（3）扫描速度（4）编程指令的种类和条数（5）扩展能力和功能模块种类 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 3PLC的分类（1）按结构形式分类整体式、模块式（2）按数字量I/O点数分类小型、中型、大型（3）按功能分类高档机、中档机、低档机（4）按用途分类顺序逻辑控制、闭环过程控制、多级分布式、集散控制系统、数字控制、机器人控制（5）按流派分类美国流派、欧洲流派、日本流派 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 三三、常用常用PLC介绍介绍 1美国的PLC产品 著名的有AB公司、GE公司、Modicon公司、TI公司、西屋电气公司等。2欧洲的PLC产品 著名的有德国的西门子公司、AEG公司和法国施耐德公司旗下的TE（Telemecanique）公司。3日本的PLC产品 日本PLC产品在小型机领域颇具盛名，约占70%的份额。著名的有三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 四四、PLC的编程语言及程序结构的编程语言及程序结构 1编程语言 国际电工委员会（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可编程序控制器语言标准）详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：顺序功能图（Sequential Function Chart）、梯形图（Ladder Diagram）、功能块图（Function Black Diagram）、指令表（Instruction List）、结构文本（Structured Text）。S7系列PLC称指令表为语句表（Statement List，简称STL）。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2与梯形图相关的几个基本概念 （1）软继电器（即映像寄存器）编程元件（2）能流（Power Flow）（3）母线（Bus Bar）（4）梯形图的逻辑运算“从左到右、从上到下”顺序进行 梯形图 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 3程序结构（1）主程序 程序的主体，每个项目只能有一个。（2）子程序 可选的指令集合，仅在被调用时执行。（3）中断程序 指令的一个可选集合，在中断事件时被PLC的操作系统调用。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 五、五、PLC与继电器控制系统的区别与继电器控制系统的区别 1PLC控制系统的硬件组成 由控制电器、保护电器和电动机等组成。2PLC与继电器控制系统的区别（1）控制方式不同（2）组成的器件不同（3）触头的数量不同（4）工作方式不同（5）可靠性和可维护性不同 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务实施任务实施 一一、观看观看PLC在工厂自动化中的应用录像在工厂自动化中的应用录像 记录PLC的品牌及型号，并查阅相关资料，了解PLC的主要技术指标及特点，填写于下表中。观看PLC在工厂自动化中的应用录像记录表 序号 品牌及型号 主要技术指标 特点 1 2 3 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 二二、参观工厂参观工厂、实训室实训室 记录PLC的品牌及型号，并查阅相关资料，了解PLC的主要技术指标及特点，填写于下表中。参观工厂、实训室记录表 序号 品牌及型号 主要技术指标 特点 1 2 3 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 三三、观看观看PLC与继电器控制系统演示与继电器控制系统演示 1电动机正转启动控制线路（1）继电器控制方式 1）按照如图所示的电动机正转启动控制线路，以线槽配线方式用软导线进行安装接线。电动机正转启动控制电路图 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2）完成控制线路安装后，检查正确后再通电试车。注意观察实际运行的结果，并填写于下表中。电动机正转启动控制线路运行记录表 控制方式 操作步骤 电动机运行情况 继电器 按下SB1 按下SB2 PLC 按下SB1 按下SB2 运行结果是否相同 课题一课题一 PLC基础知识基础知识（2）PLC控制方式 电动机正转启动PLC控制电路图 1）根据如示电动机正转启动PLC控制线路，以线槽配线方式用软导线进行快速安装。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2）完成控制线路安装后，检查正确后才能通电试车。3）编写如图所示的梯形图程序，并编译、下载、运行和调试程序。注意观察实际运行的结果，并填写于电动机正转启动控制线路运行记录表中。电动机正转启动PLC控制梯形图程序 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2带延时要求的电动机正转启动控制线路（1）继电器控制方式 1）按照如图所示的带延时要求的电动机正转启动控制线路，以线槽配线方式用软导线进行安装接线。带延时要求的电动机正转启动控制电路图 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2）完成控制线路安装后，检查正确后再通电试车。注意观察实际运行的结果，并填写于下表中。带延时要求的电动机正转启动控制线路运行记录表 控制方式 操作步骤 电动机运行情况 继电器 按下SB1 按下SB2 PLC 按下SB1 按下SB2 运行结果是否相同 课题一课题一 PLC基础知识基础知识（2）PLC控制方式 1）用图示安装的PLC控制线路，不需要重新安装。2）修改或重新编写软件程序 在电动机正转启动PLC控制梯形图程序基础上略作修改，或者直接重新编写为如图所示的程序，并编译、下载、运行和调试程序。带延时要求的电动机正转 启动PLC控制梯形图程序 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 3比较继电器控制方式和PLC控制方式 观看上述两种控制线路，分别以继电器控制方式和PLC控制方式安装与运行演示，比较分析，将结果填写于表中。继电器控制方式与PLC控制方式的比较 控制方式 相同点 不同点 优点 缺点 继电器控制 PLC控制 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 知识拓展知识拓展 PLCPLC的功能及应用领域的功能及应用领域 可编程序控制器已经成功地应用到机械、汽车、冶金、石油、化工、轻工、纺织、交通、电力、电信、采矿、建材、食品、造纸、军工、家电等各个领域，其使用情况大致可归纳为如下几类：1开关量逻辑控制 2运动控制 3闭环过程控制 4数据处理 5通信连网 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务任务1 初识初识PLC 学习目标学习目标 任务任务2 硬件安装与接线硬件安装与接线 1理解PLC的组成和工作原理。2掌握PLC的选型方法，能根据控制要求进行PLC的选型。3熟悉S7-200PLC硬件组成，能认识S7-200CPU模块的外形特征。4熟悉S7-200CPU模块的基本型号及其特点。5会安装S7-200CPU模块并进行外部接线端子的接线。6能完成一个简单的PLC控制任务的设计、安装与调试。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 工作任务工作任务 如图所示为电动机点动正转控制电路图。电动机点动正转控制电路图 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 使用PLC来完成图示电路的功能，即使用PLC控制电动机点动正转。任务要求：（1）按下启动按钮SB，接触器KM线圈得电，电动机M启动运转。松开启动按钮SB，接触器KM线圈失电，电动机M失电停转。（2）具有短路保护等必要的保护措施。（3）用PLC控制方式实现。工作任务工作任务 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 任务分析任务分析 本任务的主要目的就是通过对电动机点动正转控制电路的PLC改造，初步掌握S7-200PLC的硬件安装与接线能力。过程：确定PLC的外部元件（即输入、输出元件），选择PLC机型，并分配I/O地址 绘制PLC控制电路图和设计梯形图程序，并安装和检测电路 把梯形图程序下载给PLC，运行和调试程序，直至系统运行成功。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 相关知识相关知识 一一、PLC的组成的组成 PLC由硬件和软件两大部分组成。1PLC硬件 PLC硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出单元（I/O接口）、扩展接口、通信接口及电源等组成。PLC硬件结构 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 1）输入接口 作用：将用户输入设备产生的信号（开关量输入或模拟量输入），经过光电隔离、滤波和电平转换等处理，变成CPU能够接收和处理的信号，并送给输入映像寄存器。PLC输入接口电路种类：有直流输入、交流输入和交流/直流混合输入三种。输入接口的电源：可以由外部提供，也可以由PLC内部提供。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2）输出接口 作用：将经过CPU处理的信号通过光电隔离和功率放大等处理，转换成外部设备所需要的驱动信号（数字量输出或模拟量输出），以驱动如接触器、指示灯、报警器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等各种执行机构。输出接口电路就是PLC的负载驱动回路。输出接口的形式：继电器输出型、场效应管（MOSFET）或大功率晶体管输出型及双向晶闸管输出型。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 2PLC软件 PLC软件由系统程序和用户程序组成。（1）系统程序（2）用户程序 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 二二、PLC工作原理工作原理 1PLC的扫描工作方式 PLC执行程序的方式称为循环扫描工作方式，整个扫描工作过程执行一遍所需的时间称为扫描周期。2PLC的扫描工作过程 PLC扫描工作过程：输入采样、程序执行、通信操作、内部处理、输出刷新五个阶段。PLC的扫描工作过程 课题一课题一 PLC基础知识基础知识 三三、PLC的选型方法的选型方法 主要从PLC的机型、容量、I/O模块、电