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中职PLC教材教案稿(新)2013-11


可编程序控制器 讲

稿
冯 青 华 新 疆 工 程 学 院

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第一讲

《绪论》及可编程控制器的结构和工作原理

教学目的: 通过本讲的学习,使学生了解 PLC 系统的组成,各组成部分的作用和工 作形式及 PLC 工作原理, 并了解 PLC 在自动控制中的应用及发展方向及 PLC 基本功能及应用。 思想教育: 一、强调课堂纪律(包括考勤、课堂秩序、课堂记录等) ; 二、强调实训制度(包括统一服装、写实训心得等) ; 三、明确可编程控制器的结构及工作原理在本课程中的重要意义; 四、实训当中反复强调用电安全及操作安全等。 教学方法: 一、通过与实物相结合的方法,使学生对 PLC 有一个初步的认识; 二、安排一定的时间,通过演示让学生进行适当的操作,以便对所学的 理论知识有较深的认识。 重 点:PLC 的组成及各组成部分的作用和意义。 难 点:PLC 的工作原理及编程语言。 教 具:三菱 FX2N 系列可编程控制器及配套装置。 教学过程: 一、组织教学(起立、点明等) ,并进行自我介绍(仅在第一次课上) ; 二、分组及课前教育(强调品德、素质的重要性及学习目的) ; 讲授新课:

《绪论》PLC 发展概况及特点
一、可编程控制器(PLC)的发展概况: 1、 统继电控制盘的缺点: (1)系统运行的可靠性差; (2)效率低; (3)功能局限性大; (4)体积大、耗能多。 二、可编程序控制器的功能及特点: 1、PLC 具有以下功能: (1) 条件控制:具有逻辑运算功能 ; (2)定时控制:运行时定时数值可修改或读出;
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(3)计数控制:编成可设定计数值可修改或读出 ; (4)步进控制:较复杂电路可进行步进顺序控制; (5)数据处理:四则运算,字操作,数字转换,译码及数据管理; (6)通讯联网:多台 PLC 之间可进行同位链接一台计算机与多台 PLC 可构 成集中管理,分散控制网络; (7)对控制系统的监控——可以进行监控运行并可改变设定值。 2、可编程序控制器的优点: (1)可靠性高; (2)编程方便; (3)对环境要求低; (4)与其它装置配置连接方便。 3、 PLC 的输入量: (1)开关量:有触点开关,无触点开关; (2)模拟量:只需要模拟信号电平在一定范围内(10mA 或 20mA)自由设置 转换特性。 4、 PLC 的输出驱动外围电路: (1)继电器形式; (2)晶闸管形式; (3) 晶体管形式。 三、学习本课程的目的: 通过本课程的学习,应了解可编程序控制器的基本构成和工作特点,熟悉 基本指令及其编程方法,了解以可编程序控制器为核心的控制系统的组成和 编程技巧,结合实验操作,对 PLC 系统的组成及运行等有较全面的了解,巩 固和加深对课堂所学知识的理解,提高实际操作和分析问题、解决问题的能 力,以适应科学技术的发展对技术工人的要求。

第一章可编程控制器的结构及工作原理
1--1 可编程控制器的结构 可编程序控制器由五大部分组成: (1)CPU(中央处理器) (2) 存储器 (3)输入接口 (4)输出接口 (5) 电源 ( 一)中央处理器 中央处理器—简称为(CPU),CPU 是核心,在整机中起到类似于人的神中枢 的作用

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(二)存储器 1.系统程序存储器:用来存放制造商为用户提供的监控程序、模块化应用功 能子程序、命 令解释程序、故障诊断程序及其他各种管理程序. (1)系统程序直接影响着 PLC 的整机性能.系统程序需要永久保存在 PLC 中, (2)制造商都将系统程序固化在只读存储器 ROM 中,作为机器的一部分提供 给用户,用户无法改变系统程序的内容. 2.用户存储器:用户存储器是专门提供给用户存放程序和数据的存储器和数 据存储器两个部分. 用户存储器有 RAM、 EPROM、 EZPROM 三种类型 (三)输入接口电路 输入输出信号有三类:开关量、模拟量、 数字量 (四)输出接口电路 1.可编程控制器的输出有三种形式 继电器输出型:是利用继电器线圈与输出触点,将 PLC 内部电路与外部负载电 路进行电气隔离 晶闸管输出型:是采用光控晶闸管,将 PLC 的内部电路与外部负载电路进行电 气隔离; 晶体管输出型:是采用光电耦合器将 PLC 内部电路与输出晶体管进行隔离的 2.输出接口电路的主要技术参数 (l)响应时间:响应时间是表示 PLC 输出器件从 ON 状态转变为 OFF 状态,或从 OFF 状态转变 为 ON 状态所需要的时间 继电器输出响应时间——输出继电器的线圈通电或断电到输出触点 ON 或 OFF 的响应时间均 为 10 ms; 光控晶闸管输出响应时间——获得驱动信号或失去驱动信号到晶闸管完全导
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通或完全截止的 时间在 lins 以下; 晶体管输出响应时间——光耦获得驱动信号或失去驱动信号到输出晶体管完 全导通或完全截 止的时间在 0.2 ms 以下(24 V、200 d 时). (2)输出电流(a)继电器型具有较大的输出电流的电路驱动纯电阻负载的能 力 (b)晶闸管型和晶体管型输出电流都较小 3.输出公共端 PLC 的输出端子有两种接法 (1)输出端无公共端,每一路输出都是各自独立的; ( 2 )若干路输出构成一组 , 共用一个公共端 , 各组的公共端用编号区分如 COM1 COM2 COM3 各组公共端间相互隔离. 可使用不同的电压类型和电压等级.如假设输出端每四个分为一端, YO 一 Y3 共用 COM1, Y4~Y7 共用 COM2 Y10~Y13 使用的电压可以为 AC 220 V, Y14~Y17 使用的电压可以为 DC 24 V. (五)电源 有些 PLC 中的电源,是与 CPU 模块合二为一的,有些是分开的,其主要 用途是为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提 供 24V 的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流 220VAC 或 110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为 24V。 PLC 对电源的基本要求是: (1)能有效控制、消除电网电源带来的各种噪声. (2)不会因电源发生故障而导致其他部分产生故障. (3)能在较宽的电压波动范围内保持输出电压稳定.(4)电源本身的功耗应尽可能低,以降低整机的温升. (5)内部电源及 PLC 向外提供的电源与外部电源间应完全隔离. (6)有较强的自动保护功能. 目前 PLC 都采用开关电源,性能稳定.可靠.对数据存储器常采用狸电池 作断电保护后备电源,钾电池的工作寿命大约为 5 年存器状态。 1-2 可编程控制系统的组成 一、可编程控制系统的组成 可编程控制器为核心单元的控制系统称为可编程控制系统 .可编程控制系 统一般由控制器、编程器、信号输人部件、输出执行部件等组成 二、可编程控制系统中各部分的作用 1、控制器是控制系统的核心:逻辑运算 算术运算、顺序控制,定
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