可编程控制器-终极教案

1、第一章概述第一次课一、教学课题:1概述二、教学内容:1、可编程控制器的产生和历史2、可编程控制器的定义和特点3、可编程控制器的发展趋势三、教学目标:1、了解可编程控制器的产生和历史2、掌握可编程控制器的定义和特点、教学重点:可编程控制器的定义和特点五、教学难点:可编程控制器的定义和特点六、教学时数:2学时七、教学过程:一、复习旧知二、引入新课微机技术已经并继续在改变世界，在常见的以微处理器为控制中心的控制系统中，什么样的微处理系统可以适应工厂强电磁干扰、与工厂自动控制的面貌？三、新课讲解一1.1可编程控制器的历史与定义可编程控制器的产生历史在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导

2、地位，其控制系统都是按照预先设定好的时间或条件顺序地工作，通用性和灵活性很差。1968年，美国通用汽车公司首先提出PLC的概念。当时，根据汽车制造生产线的需要，希望用电子化的新型控制器替代继电器控制柜，要求比继电器控制系统更可靠、功能更齐全、响应速度更快，而且能够做到当汽车改型时，尽可能的减少重新设计和更换继电器控制系统与接线。以便降低成本，缩短周期。通用汽车公司对新型控制器提出10点具体要求：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接用115V交流输入；输出采用交流115V,能直

3、接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展时很方便；程序要能存储，存储器容量可扩展到4K字节。1969年，通用公司提出上述要求一年之后，美国数字设备公司(DEC)率先研制了全球第一台可编程序控制器，并试用于通用汽车公司的自动装配线上面并取得成功，从而开创了PLC应用于工业控制的新纪元。可编程控制器的定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机电设备或生产过程。可编程序控制器与其有关外围设备，都按易于同工业系统联成一个

4、整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC区别于一般微机控制系统的重要特征：1、具有丰富的输入、输出接口与较强的输出驱动能力。2、可直接应用于工业环境，具有很强的抗干扰能力，以与广泛的适应能力和应用X围。二1.2可编程控制器的特点可靠性高，抗干扰能力强编程简单，易于掌握组合灵活，使用方便功能强大，通用性好开发周期短，成功率高体积小、重量轻、功耗低安装简单，维修方便三1.3可编程控制器的分类按结构形式分类1整体式PLC将电源、CPU、存储器与I/O等各个功能部件都集成在一个机壳内，称为PLC主机或基本单元。如三菱的FX系列PLC。一个完整的PLC控制系统包括PLC主机以与相关扩展单元和各种特殊功能模

5、块。2模块式PLC它是将PLC的各个部分按功能做成独立模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块以与其它各种功能模块等，然后安装在同一底板或框架上。其特点是配置灵活、安装维护方便，一般的大、中型PLC采用这种结构形式。按控制规模分类1小型PLCI/O点数256点以下，存储容量2-8K步，用于逻辑控制、定时、计数、顺序控制等场合。2中型PLCI/O点数256点以上，2048点以下，存储容量8-32K步。具有逻辑运算、算术运算、数据传送、数据通信、模拟量处理等功能，可用于开关量、数字量与模拟量混合控制的较为复杂的控制系统。大型PLCI/O点数2048点以上I/O点数超过8192点的为超大型PLC），

6、存储容量32K步以上。具有数据运算、联网通信、监视记录打印等功能，可进行中断、智能控制、远程控制。可用于大规模过程控制、分布式控制以与自动化网络控制。按功能划分1低档机具备微型、小型PLC功能，主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。2中档机除具备低档机功能外，还具有模拟量处理、数值运算、数据处理、远程I/O与联网通信等功能。3高档机除具有中档机功能外，还可进行带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑以与其他特殊功能运算等，具有很强的联网通信能力，可构成大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化生产和控制。PLC的应用X围1用于开关量逻辑控制。开关量是电气控制中最基本的被

7、控量，对电气控制领域中各类开关量逻辑控制是PLC最基本、最常用的功能。2顺序控制：顺序控制是逻辑控制的灵活应用，也是可编程控制器最广泛应用的领域，取代了传统的继电器顺序控制，广泛应用于电梯控制、印刷机械、港口码头货物存取、组合机床、生产线等。3用于定时、计数控制。PLC最常用、最基本的功能之一。PLC通常能够提供几百上千个精度和X围很宽的计时器和计数器，广泛应用于生产线等对时序和数量要求较高的场合。4用于过程控制。在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力流量、液位、速度、电流和电压等，称为模拟量。可编程控制器有A/D和D/A转换模块，这样，可编程控制器可以作模拟量控制用于过程控制。5

8、用于数据处理、数字控制。现代PLC具有很强的数据处理能力，可以进行较复杂的函数运算和浮点运算。6用于数据通信和联网控制。现代PLC都具备很强的数据通信功能，通过专用的通信模块实现PLC与PLC之间、PLC与上位计算机之间的联网，从而可以实现远程I/O控制，构成以计算机为中心的集中管理和分散控制的分布式网络控制系统。PLC的发展方向1.PLC在功能和技术指标方面的发展方向1向高速、大容量方向发展2加强联网和通信能力3致力于开发新型智能I/O功能模块4增强外部故障的检测与处理能力5编程语言的多样化与标准化6软件PLC的出现2.在经济指标与产品制造方面发展方向研制大型PLC2大力发展简易、经济的超小

9、型、微型PLC3采用先进的制造工艺和安装技术4致力提高性价比九、布置作业十、教学后记（1）讲清可编程控制器的产生历史和定义，是讲清其与一般微机系统的区别的关键。（2）讲清可编程控制器的分类，是讲清其应用X围和领域的关键。第二章可编程控制器工作原理与结构特点第二次课一、教学课题:2.1工作原理二、教学内容:可编程控制器的工作过程、扫描方式三、教学目标:1掌握PLC的硬件构成2、掌握PLC的工作原理、扫描过程教学点:PLC的硬件构成教学难点:PLC的工作原理、扫描过程六、教学时:2学时七、教学过程:一、复习旧知可编程控制器的产生历史、定义、分类二、引入新课个完整的PLC控制系统有哪些部分组成？PL

10、C是怎样进行工作的？三、新课讲解一2.1可编程控制器的硬件构成1中央处理器(CPU)CPU是可编程控制器的核心，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不紊地进行工作。存储器可编程控制器的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器与工作数据存储器等三种。输入/输出接口输入/输出接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。另类是由电位器、测速发电机和各种变送器等来的模拟量输入信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀模拟量、调速装置模

11、拟量等。电源扩展接口通信接口智能I/O接口编程器其他部件二2.2可编程控制器的工作原理PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。可编程控制器整个工作过程可分三部分：第一部分是上电处理。可编程控制器上电后对PLC系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模块配置运行方式检查，停电保持X围设定与其他初始化处理等。第二部分是扫描过程。可编程控制器上电处理完成以后进入扫描工作过程。先完成输入处理，其次完

12、成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式时，还要完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否异常或出错，如检查出异常时，CPU面板上的LED与异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。PLC的工作过程如下图所示。寄存器輸入映像输入瑞子写程序处理读工:歸”输山输出处理存储存输已锁存输出端子反豆一个程序扫

13、描周期1输入映像存储器与其刷新对应于输入端子状态的数据区PLC中的CPU是不能直接从与外部接线端子打交道的。在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，经过输入调理电路光电隔离、电平转换、滤波处理等后进入输入缓冲器等待采样。没有CPU的采样“允许，外界的输入信号是不能进入内存的。当CPU采样时，输入信号便进入输入映像存储器刷新。接着进入程序的执行阶段，直至信号的输出。在此期间，输入映像存储器将现场与CPU隔离，无论输入信号如何变化，输入映像存储器中的内容保持到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新采样新的信号，即：输入映像存储器每周期刷新一次。这样，是否会影响对现场信息的反应速度？由于，PLC扫描周期

14、一般仅几十ms,两次采样之间的间隔时间很短，对一般的开关量而言，可以认为采样是连续的。2输出映像存储器与其刷新一PU数据处理的中间结果和最终结果的存放区域。同理，CPU不能直接驱动负载，处理的结果存放在输出映像存储器中，直至所有程序执行完毕，才将输出映像区的内容经输出锁存器称为输出状态刷新送到输出端子上驱动外部负载。即：输出映像存储器随时刷新。输出锁存器每周期刷新一次刷新后的输出状态一直保持到下一次刷新同样，两次刷新的间隔仅几十mS，即使考虑电路的电气惯性延迟时间，仍可认为输出是与时的。3输入/输出状态表状态RAM表I/O映像存储器的内容，在CPU中构成I/O状态表，其内容是CPU处理用户程序

15、与数据的依据。八、课堂小结1、PLC的硬件构成与其他微控制器系统类似，包括CPU、存储器、电源、I/O接口等部分。2、PLC的工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理等三个阶段。九、布置作业十、教学后记1讲清PLC的硬件构成，是讲清其工作原理的关键。第三章可编程控制器工作原理与结构特点第三次课一、教学课题:2.2PLC的软件构成2.3可编程控制器的结构特点二教学内容:PLC的软件环境、编程软器件三、教学目标:1、掌握PLC的软件构成2、掌握PLC的各种编程软器件的特点和功能3、掌握Excel2003工作表的页面设置和打印方法教学点:PLC的各种编程软器件的特点和功能教学难点:定时器、计数器的

16、特点和功能七、教学过程:六、教学时:2学时一、复习旧知PLC的硬件构成、PLC的工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理等三个阶段。二、引入新课可编程控制器是工业控制计算机设备，其具有计算机的属性，除了完备的硬件外，还必须有对应的软件支持其工作。其软件有那些？作用是什么？三、新课讲解一2.2PLC的软件构成监控程序1系统管理程序系统管理程序用于整个PLC的运行管理，管理程序又分为三部分:运行管理、存贮空间的管理、系统自检程序2.用户指令解释程序可编程控制器中采用梯形图编程，将人们易懂的梯形图程序变为机器能懂的机器语言程序，即将梯形图程序逐条翻译成相应的一串机器码，这就是解释程序的任务。标准程

17、序模块和系统的调用系统监控程序的第三部分就是标准程序模块和系统调用，这部分是由许多独立的程序块组成的，各自能完成不同的功能，有些完成输入、输出，有些完成特殊运算等。可编程控制器的各种具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少，就决定了可编程控制器性能的强弱。用户程序用户程序是用户根据控制要求，用PLC编程的软元件和编程语言如梯形图、指令表、高级语言、汇编语言等编制的应用程序，其助记符形式随可编程控制器型号的不同而略有不同。用户通过编程器或PC机写入到PLC的RAM内存中，可以修改和更新。当PLC断电时被锂电池保持。用户程序是线性地存贮在监控程序指定的存贮区间内，它的最大容量也是由监控程

18、序确定的。用户环境用户数据结构第一类为bit数据，即逻辑量，其值为“0或“1，它表示触点的通、断；线圈的得电与失电；标志的ON、OFF状态等。第二类为字数据，其数制、位长、形式都有很多形式。第三类为字与bit的混合，即同一个元件有bit元件又有字元件。元件PLC的编程软元件实质上是存储器单元，每个单元都有惟一的地址。为了满足不同的功用，存储器单元作了分区，因此，也就有了不同类型的编程软元件。1输入/输出继电器X，丫1输入继电器X0-X267PLC的输入端子是从外部开关接收信号的窗口，与输入端子连接的输入继电器X是光电隔离的电子继电器，其常开触点和常闭触点的使用次数不限，这些触点在PLC内可以自

19、由使用。输入继电器只能利用其触点，其线圈不能用程序驱动。2输出继电器Y0-Y267PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的外部输出触点继电器触点，双向可控硅SSR，晶体管等输出元件接到PLC的输出端子上。输出继电器的电子常开和常闭触点使用次数不限，其线圈由程序驱动，然而其外部输出触点输出元件与内部触点的动作有所不同。2辅助继电器M辅助继电器的线圈与输出继电器一样，由程序驱动。辅助继电器的电子常开和常闭触点使用次数不限，在PLC内可以自由使用。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载必须由输出继电器驱动。3状态元件4报警器5指针6定时器可编程控制器中的定时器相当于继电器系统中

20、的时间继电器。它有一个没定值寄存器一个字长、一个当前值寄存器一个字长和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器占二进制的一位。这3个存储单元使用同一个元件号。FX系列可编程控制器的定时器分为通用定时器和积算定时器。通用定时器T0T245举例TOT199为100ms定时器，定时X围为0.13276.7s，其中T192TI99为子程序和中断服务程序专用的定时器；T200T245为10ms定时器共46点，定时X围为0.01327.67s。2积算定时器T246T255举例1ms积算定时器T246T249的定时X围为0.00132.767s,100ms积算定时器T250T255的设定X围为0.13276.

21、7s。7计数器1内部计数器举例内部计数器用来对PLC内部信号X、Y、M、S等计数，属低速计数器。内部计数器输入信号接通或断开的持续时何，应大于可编程控制器的扫描周期。2高速计数器举例21点高速计数器C235C255共用可编程控制器的8个高速计数器输人端X0X7,某一输入端同时只能供一个高速计数器使用。这21个计数器均为32位加/减计数器,C235C240为一相无启动/复位输入端的高速计数器,C241C245为一相带启动/复位端的高速计敛器，C246C250为一相双计数输人加/减脉冲输入高速计数器。8数据寄存器9变址寄存器二可编程控制器的结构特点单元式单元式的特点是非常紧凑。它将所有的电路都装入

22、一个模块内，构成一个整体，这样体积小巧、成本低、安装方便。由于在一个单体内集中了CPU板、输入板、输出版、电源板等，对于某一个单体的输入输出就有一定的比例关系。基本单元(M):内有CPU与存贮器，为必备装置。扩展单元(E):是增加I/0点数时使用的装置。可利用扩展模块，以8为单位增加输入/输出点数。也可只增加输入数或只增加输出数，因而使输入/输出的点数比率改变。扩展模块与扩展单元不同。它内部无电源，须由基本单元或扩展单元供给电源，其端子排也非可卸式而是固定式。模块式模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统，在一块基板上插上CPU、电源、I/O模块与特殊功能模块，构成一个总I/O点数很多的大规

23、模综合控制系统。八、课堂小结1、PLC控制系统的软件构成2、PLC的编程软器件3、定时器、计数器九、布置作业习题P193195十、教学后记1讲清PLC控制系统的软件环境，是讲清其软件构成的关键。2讲清PLC的编程软元件，是讲清其基本指令的关键。第三章基本逻辑指令第四次课一、教学课题:1、逻辑取与输出线圈2、触点串联、串联电路块的并联二、教学内容:基本逻辑指令LD/LDI/OUT/AND/ANI/OR/ORI/ORB三、教学目标:1、掌握LD/LDI/OUT等指令的功能与用法2、掌握AND/ANI/ORB等指令的功能与用法四、教学重点:LD/LDI/OUT/AND/ANI/OR/ORI/ORB等

24、指令的功能与用法五、教学难点：ORB指令的用法六、教学时数:2学时七、教学过程:一、复习旧知PLC的编程软器件、定时器、计数器等软器件的特点二、引入新课可编程控制器常用指令有哪些？与一般计算机语言有什么异同？三、新课讲解一3.1逻辑取与输出线圈指令(LD、LD1、OUT)1指令用法举例LD:取指令，用于常开触点与母线连接。LDI:取反指令，用于常闭触点与母线连接。OUT：线圈驱动指令，用于将逻辑运算的结果驱动一个指定线圈。2指令用法说明1LD、LDI指令用于将触点接到母线上，操作目标元件为X、Y、M、T、C、S.LD、LDI指令还可以与ANB、ORB指令配合，用于分支回路的起点。OUT指令的目

25、标元件为Y、M、T、C、S和功能指令线圈F。OUT指令不能用于驱动输入继电器线圈。OUT指令可以连续使用若干次，相当于线圈并联，如图4-9中的“OUTMIOO,和“OUTT0，但是不可串联使用。在对定时器、计数器使用OUT指令后，必须设置常数K。4OUT指令后，通过接点对其它线圈使用OUT指令称为纵接输出或连续输出二32触点串联AND/ANI指令用法举例AND,与指令。用于单个常开接点的串联。ANI，与非指令。用于单个常闭接点的串联。指令用法说明AND与ANI都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制。AND、ANI这两条指令的目标元件为X、Y、M、S、T、C。三3.3触点并联OR/ORI

26、1指令用法举例OR，或指令，用于单个常开接点的并联。ORI,或非指令，用于单个常闭接点的并联。2指令用法说明OR与ORI指令都是一个程序步指令，它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。这两条指令都是并联一个接点。需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的ORB指令。OR、ORI是从该指令的当前步开始，对前面的LD、LDI指令并联连接。并联的次数无限制。两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结果用ORB指令。ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每个串联电路块后加ORB指令。举例八、课堂小结1、逻辑取与线圈驱动指令

27、LD、LDI、OUT2、接点串联指令AND、ANI3、并联指令OR、ORI4、串联电路块的并联连接指令ORB九、布置作业十、教学后记1讲清PLC的基本指令与其应用，是讲清编程实例的关键。2讲清梯形图和语句表与其格式，是讲清互相转换的关键。第三章基本逻辑指令第五次课一、教学课题:3.5并联电路块的串联3.6多重输出电路二、教学内容:基本逻辑指令ANB/MPS/MRD/MPP三、教学目标:1、掌握ANB指令的功能与用法2、掌握MPS/MRD/MPP指令的功能与用法、教学重点:MPS/MRD/MPP指令的功能与用法五、教学难点:MPS/MRD/MPP指令的功能与用法六、教学时数:2学时七、教学过程:

28、一、复习旧知逻辑取与线圈驱动指令LD、LDI、OUT、接点串联指令AND、ANI、并联指令OR、ORI、串联电路块的并联连接指令ORB二、引入新课可编程控制器常用指令有哪些？与一般计算机语言有什么异同？三、新课讲解一3.5并联电路块的串联ANB两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ANB指令。分支的起点用LD、LDI指令，并联电路块结束后，使用ANB指令与前面电路串联。ANB指令也简称与块指令，ANB也是无操作目标元件，是一个程序步指令。ANB指令的使用说明如图3.24所示。XQXI0EDXO1OEXILilX23mX3分支起点4LDK4415

29、AimX56OEBV串联电路块并底70111X68OB4-与冃U面电路块串联9OLXT10OUTY2區1324迪指令说明二3.6多重输岀电路MPS/MRD/MPPMPS，进栈指令MRD,读栈指令MPP，出栈指令它们用于多输出电路。将连接点先存储，用于连接后面的电路。而且连续使用应少于11次。MPS和MPP指令必须成对使用，234568910LDABDMFSAHIOUTMFFOUTLDNFSAHDOUTUX2S3Y0Y1X411MRD12ANDS613OUT1314MRD15OUTY416MFF17ANDKT1SOUT5层榄电路XO2X4XOX6Y3X5Y2MFSMFS7MFSMFF/MFF/M

30、FFU1234567IIIMFSABIiMFSABIiMFSABIiOUTXIX2X3YU8M*PdOUTMFFOUTMFFOUTY1Y2Y3图工29三层栈电路八、课堂小结1并联电路块的串联连接指令ANB2、多重输出指令MPS/MRD/MPP九、布作业十、教学后记1讲清MPS/MRD/MPP指令与其应用，是讲清多重输出电路的关键。2讲清梯形图和语句表与其格式，是讲清互相转换的关键。第三章基本逻辑指令第六次课一、教学课题:3.7主控触点3.8自保持与解除3.9计数器、定时器二、教学内容:MC/MCR、SET/RST、OUT/RST三、教学目标：1、掌握MC/MCR、SET/RST、OUT/RST

31、等指令的功能与用法四、教学重点:计数器、定时器指令的功能与用法五、教学难点:计数器、定时器指令的功能与用法六、教学时数:2学时七、教学过程:一、复习旧知ANB/MPS/MRD/MPP等指令的用法二、引入新课可编程控制器常用指令有哪些？与一般计算机语言有什么异同？三、新课讲解一3.7主控指令(MC/MCR)MC为主控指令，用于公共串联触点的连接，MCR为主控复位指令，即MC的复位指令。编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组触点控制。若在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将多占存储单元。应用主控触点可以解决这一问题。它在梯形图中与一般的触点垂直。它们是与母线相连的常开触点，是控制一组电路的总

32、开关。举例二3.8自保持与解除(SET/RST)SET为置位指令，使动作保持；RST为复位指令，使操作保持复位SET指令的操作目标元件为YM、S。而RST指令的操作元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。举例三3.9计数器、定时器(OUT/RST)OUT输出用于驱动定时器、计数器线圈，RST用于复位输出触点、使当前数据清零。举例1积算型定时器1ms定时器、100ms定时器2内部计数器高速计数器八、课堂小结1、MC/MCR可以嵌套使用。2、驱动计数器、定时器线圈时，一定要在其后指定一常数来设定计数值或计时值。九、布置作业十、教学后

33、记1讲清计数器、定时器指令与其应用，是讲清编程实例的关键。2讲清梯形图和语句表与其格式，是讲清互相转换的关键。第三章基本逻辑指令第七次课一、教学课题:3.15编程注意事项3.16编程实例二教学内容:各种PLC控制系统三、教学目标:1、掌握常用的几种编程注意事项2、掌握各种基本指令的编程应用教学重点:编程实例教学难点:计数器、定时器等基本指令的编程七、教学过程:六、教学时:2学时一、复习旧知MC/MCR/SET/RST/OUT（T、C）/RST（T、C）等指令的用法二、引入新课可编程控制器的基本指令在实际的控制系统中怎样编程？三、新课讲解一3.15编程注意事项程序应按自上而下，从左到右的方式编程

34、。适当的编程顺序可减少程序步数举例重新安排不能编程的电路举例。二3.16编程实例简单程序延时断定时器举例分析振荡电路举例分析。3.脉冲输出电路举例分析实例抢答显示系统举例分析1控制要求2本例目的3选定输入输出设备4外部接线5画出梯形图6写出指令表料箱盛料过少报警系统举例分析1控制要求2本例目的3画出梯形图4写出指令表按钮人行道1控制要求2本例目的3绘制时序图4设计逻辑电路5写出指令表八、课堂小结1、延时断定时器、振荡电路等都是T、C的具体应用2、PLC控制系统编程是以过去的继电器控制系统为基础的，两者存在很多相似处九、布置作业十、教学后记1讲清计数器、定时器指令与其应用，是讲清编程实例的关键。

35、2讲清梯形图和语句表与其格式，是讲清互相转换的关键。3讲清继电器控制逻辑基础，是讲清PLC编程的关键第四章步进顺控指令第八次课一、教学课题:4.1状态转移图二、教学内容:简单流程状态图、选择性与并行型分支与汇合三、教学目标:1、掌握简单流程状态图的编程、选择性与并行型分支与汇合的编程、教学重点:计数器、定时器指令的功能与用法五、教学难点:计数器、定时器指令的功能与用法六、教学时:2学时七、教学过程:一、复习旧知基本指令的编程应用、编程注意事项二、引入新课可状态转移图是使用什么语言编程，它与梯形图语言有什么区别。三、新课讲解一4.1状态转移用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于

36、一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制系统，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行。另外，在梯形图上如果不加注释，这种梯形图的可读性也会大大降低。为了解决这个问题，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC11313标准的SFCSequentialFunctionChart语言，用于编制复杂的顺控程序。IEC11313中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令STL，意为StepLadder;RET，意为返回，同时辅之以大量状态元件，就可以使用状态转移图方式编程。状态的功能称为“状态的软元件是构成状态转

37、移图的基本元素。FX2N共有1000个状态元件，其分类、编号、数量与用途如表4-1所示。表4-1FX2N的状态元件类别元件编号个数用途与特点初始状态S0S910用作状态转移图的起始状态返回状态S10S1910用1ST指令时，用作返回原点的状态通用状态S20S499480用作SFC的中间状态掉电保持状态S500S899400具有停电保持功能，停电恢复后需继续执行的场合，可用这些状态兀件信号报警状态S900S999100用作故障诊断或报警元的状态简单流程的状态转移图举例分析：机械手工作系统，分析其详细的动作过程选择性分支与汇合举例分析：大、小球分类传送系统，分析其详细的工作过程并行型分支/汇合举例

38、分析：按钮式人行道的工作流程八、课堂小结1、状态转移图可用于复杂控制系统的编程。2、每一个状态都有特定的输出。九、布置作业十、教学后记1讲清状态转移图的功能，是讲清步进顺控指令编程的关键。2讲清每一个具体的工作状态，是讲清步进顺控指令编程关键。第四章步进顺控指令第九次课一、教学课题:4.2编程方法二教学内容:各种步进顺控编程方法三、教学目标：1、掌握步进顺控图的特点和功能2、掌握选择性分支、汇合的编程3、掌握并行分支/汇合的编程以与分支、汇合的组合四、教学重点:计数器、定时器指令的功能与用法五、教学难点:计数器、定时器指令的功能与用法六、教学时数：2学时七、教学过程：一、复习旧知选择性分支与汇

39、合大、小球分类传送系统并行型分支/汇合按钮人行道二引入新课状态转移图编程有着非常明显的优势，特别适合比较复杂的控制系统编程。那么怎样应用步进顺控指令和状态转移图进行编程？、新课讲解一4.2编程方法4.2.1步进顺控的程序例步进顺控图是用继电器顺控电路表达的状态转移图。从状态转移图中有代表性地抽出一个状态，每个状态具有驱动负载、指定转移条件和指定转移目标三个功能。程序用状态转移图或者步进顺控图表达都可以运行。编程顺序为先进行负载的驱动处理，接着进行转移处理。没用负载的状态不必进行负载驱动处理。FX2N系列PLC的步进指令有两条：步进接点指令STL和步进返回指令RET。1STL:步进接点指令梯形图

40、符号为TSTL指令的意义为激活某个状态。在梯形图上体现为从母线上引出的状态接、点。STL指令有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。步进返回指令梯形图为卡肝|RET指令用于返回主母线。使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET指令。注意:1状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序，其优点是可以让编程者每次只考虑一个状态，而不用考虑其他的状态，使编程更容易。STL电路不能用于MC指令。3MPS指令也不能紧接着STL触点后使用。4.2.2初始状态的编程初始状态编程例P80如图4-10所示状态转移图的起始位置的状态

41、为初始状态：S0-S9，编程时初始状态在其他状态之前。初始状态可由其他状态元件驱动。除初始状态之外的一般状态元件必须在其他状态后加入STL指令才能驱动，不能脱离状态而用其他方式驱动。选择性分支、汇合的编程选择性分支举例见P81图4-11编程时，先进行驱动处理，然后设置转移条件，从左到右逐个编程。2选择汇合举例见P81图4-12编程时，先进行汇合前状态的处理，然后朝汇合状态转移，从左至右汇合转移。注意：分支、汇合的转移处理程序中，不能用MPS/MRD/MPP/ANB/ORB等指令。4.2.4并行型分支/汇合1并行分支举例见P82图4-13先进行驱动处理，然后进行转移处理，从左到右依次进行。并行汇

42、合举例见P82图4-13汇合前先对各状体的输出处理分别编程，然后从左到右进行汇合处理。分支、汇合的组合应用举例见P83图4-15。如果程序连续直接从汇合点转移到下一次分支，而没有中间状态的话，必须如图4-15加入一个中间状态。跳转处理、复位处理见P85图4-17分支数的限制对所有的初始状态S0-S9，每一状态下的分支电路总和不能大于16个，并且每一分支点分支数不能大于8个。如图4-19注意：直接从汇合线或汇合前状态向其他远处状态的跳转处理或复位处理是不允许的，此时必须设定虚拟状态以执行上述状态转移远距离跳转或复位。2.分离程序流具有多个初始状态的状态转移图的程序，要按各初始状态分开编程。举例如

43、图4-20同一信号作为多个状态之间转移条件的处理方法方法1：在每个状态中设置一个阻挡元件，以防止“走通现象。举例如图4-22方法2:利用脉冲触点指令LDPLDF,ANP等与M2800-M3071辅助继电器配合可得到方法1同样的结果，如图4-23所示。八、课堂小结1、状态转移图的每一个状态都有特定的输出，具有驱动负载、指定转移条件和转移目标三个功能。2、选择性分支、汇合分支、并行分支、汇合的编程方法和举例。九、布置作业十、教学后记1讲清状态转移图的功能，是讲清步进顺控指令编程的关键。2讲清选择分支、汇合分支、并行分支、汇合等编程方法，是讲清应用步进顺控指令进行复杂编程关键。第四章步进顺控指令第十

44、次课一、教学课题:4.3状态的详细动作4.4操作方式二教学内容:STL指令的动作、操作方式的概念与应用举例三、教学目标:1、掌握STL指令的动作过程以与对状态的各种指令的处理。2、理解操作方式的概念。3、掌握初始状态指令与其相关的编程举例。教学点:STL指令的详细动作教学难点:工件移送机构举例七、教学过程:六、教学时:2学时一、复习旧知选择性分支、汇合分支、并行分支、汇合的编程方法二、引入新课对于一个投入实际应用的PLC控制系统，怎样根据安全可靠的原则设置其操作方式？三、新课讲解一4.3状态的详细动作STL指令的动作STL触点接通，与此连接的电路就运行；STL触点断开，与此连接的电路就停止运行

45、，在其负载复位后一个扫描周期这部分线路的指令就被跳过，不再执行。状态元件时绝对不能重复使用的。STL指令的动作示例如图4-24所示。4.3.2对状态的各种指令的处理举例分析：图4-25对于STL指令后的状态S，OUT指令与SET指令具有同样的功能，都能使转移源自动复位，另外还有停电保持功能。但是，OUT指令在状态转移图中，只用于向分离的状态转移，而不是向相邻状态转移。STL触点后不能紧接着使用MPS指令。二4.4操作方式4.4.1操作方式的概念设备的操作方式可分为手动方式和自动方式，它们又可再分为其他运行方式。图4-27所示的操作面板，其运行与紧急停止的按钮与PLC程序无关。4.4.2初始状态

46、指令工件移送机构举例举例分析图4-32所示的机械手移动工件的机械系统，其相应的状态转移图如图4-33所示。八、课堂小结1、STL指令的动作过程以与对状态的各种指令的处理2、操作方式的概念。九、布置作业4-2十、教学后记1讲清状态转移图的功能，是讲清步进顺控指令编程的关键。2讲清每一个具体的工作状态，是讲清步进顺控指令编程关键。第五章功能指令第十一次课一、教学课题:5.1功能指令通则5.2程序流控制二、教学内容:1、功能指令的表现形式、执行方式2、条件跳转、子程序、中断等功能指令的用法三、教学目标:1、掌握功能指令的表现形式、执行方式。2、掌握条件跳转、子程序、中断等功能指令的用法。六、教学时:

47、2学时教学重点:条件跳转、中断指令教学难点:中断指令的应用举例七、教学过程:一、复习旧知1、STL指令的动作过程以与对状态的各种指令的处理2、操作方式的概念。二、引入新课PLC指令系统中，要实现其他各种更复杂的功能，该怎样去编程？三、新课讲解一5.1功能指令通则功能指令的表现形式1、每条功能指令都有一个指令助记符。图中P是脉冲执行功能,16表示只能做16位操作。2、有的功能指令只需指定功能编号即可，3、更多的功能指令在指定功能编号的同时还需指定操作元件。操作元件由1到4个操作数组成。下面将操作数说明如下：S是源操作数。若使用变址功能时，表示为S.形式。源操作数不止一个时，可用SI.、S2.表示

48、。D是目标操作数。若使用变址功能时，表示为D.、形式。目标操作数不止一个时，可用DI.、D2.、表示。m与n表示其他操作数。十进制K和十六进制H。需注释的项目较多时可采用m1、m2等方式。4、功能指令的功能号和指令助记符占一个程序步。每个操作数占两个或4个程序步做16位操作是两个程序步，32位操作是4个程序步。数据长度与指令的执行方式1.16bit和32bit助记符MOV之前的D表示处理32位32bit数据，这时相邻的两元件组成元件对，该指令将D11、D10中的数据传送到D13、D12。处理32位数据时，为了避免出现错误，建议使用首地址为偶数的操作数没有D时表示处理16位数据。2.脉冲执行/连

49、续执行MOV后面的P表示脉冲执行，即仅在X1由OFF“0状态-ON“T状态时执行一次。如果没有P，在XI为ON的每一扫描周期指令都要被执行，称为连续执行。某些指令如INC加1、DEC减I和XCH数据交慎指令一般应使用脉冲执行。如果不需要每个周期都执行指令，使用脉冲方式可缩短处理时间。符号P和D可同时使用。位元件位元件和字元件只有ON/OFF状态的元件称为位bit元件。2位元件的组合每相邻的4bit位元件组合成一个单元，它由Kn加首位元件号来表示，其中的n为组数，16位操作数时n=1-4,32位操作数时n二I-8。二5.2程序流控制条件跳转条件跳转指令CJ和CJ(P)指令用于跳过顺序程序中的某一

50、部分，这样可以减少扫描时间，并使“双线圈操作成为可能。应用实例如图5-8所示。跳转与主控区应用实例如图5-12所示。子程序子程序调用指令CALLSubRoutineCall的功能指令编号为FNC01操作数为P0-P127不包恬P63，占用3个程序步，允许用变址寄存器修改。子程序可以嵌套调用，最多嵌套5级。予程序返回指令SRETSubRoutineReturn的功能指令编号为FNC02，无操作数。中断中断指令中断返回指令IRET的功能指令编号为FNC03；允许中断指令EI的功能指令编号为FNC04；禁止中断指令DI的功能指令编号为FNC05。以上3条指令均无操作数，分别占用一个程序步。中断的种类

51、输入中断、定时中断、高速计数器中断。中断程序实例输入中断程序例：图5-15图5-20定时中断程序例：图5-21图5-22高速计数器中断例：图5-23主程序结束FEND警戒时钟WDT循环FOR/NEXT八、课堂小结1、条件跳转、子程序、中断等功能指令的用法2、中断的分类与编程举例。九、布置作业十、教学后记1讲清条件跳转指令，是讲清子程序与返回指令的关键。2讲清中断的种类和用法，是讲清中断指令指令编程的关键第五章功能指令第十二次课一、教学课题:5.3传送和比较5.4四则运算与逻辑运算二、教学内容:传送和比较指令、四则运算与逻辑运算指令的用法三、教学目标:1、掌握传送和比较功能指令的用法。2、掌握四

52、则运算与逻辑运算功能指令的用法。、教学重点:传送、比较、加、减指令五、教学难点:BCD变换、BIN加、减、乘、除七、教学过程:六、教学时:2学时一、复习旧知1、条件跳转、子程序、中断等功能指令的用法2、中断的分类与编程举例二、引入新课PLC指令系统中，要实现数据传送、逻辑运算、数据处理等复杂的功能，该怎样去编程？三、新课讲解一5.3传送和比较5.3.1比较CMPFNC10比较两个数的大小源操作数K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z目标操作数YM、S3个连续元件CMP指令有三个操作数：两个源操作数S1.和S2.，一个目标操作数D.，该指令将S1.和S2.进行比较，结果送到D

53、.中。区间比较指令ZCPZCP操作数同比较指令CMP功能：把一个数与两个数比较ZCP指令是将一个操作数S.与两个操作数S1.和S2.形成的区间比较，且S1.不得大于S2.，结果送到D.中。5.3.33.传送指令MOV功能把一个存储单元的内容传送到另一个存储单元目标操作数KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZMOV指令将源操作数的数据传送到目标元件中，即S.jD.。取反传送CMLFNC14移位传送SMOVFNC13BCD变换BCDFNC18该指令将源元件中的二进制数转换为BCD码并送到目标元件中。如果BCD指令执行的结果超过0-9999的X围，将会出错。如果DBCD指令执行的结果超过0-99

54、999999的X围，也会出错。BIN变换BIN变换指令的指令助记符为BINBinary，功能指令编号为FNC19，该指令将源元件中的BCD码转换为二进制数井送到目标元件中。二5.4四则运算与逻辑运算5.4.1BIN加法ADD指令是将指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中，每个数据的最高位为符号位0为正，1为负。BIN减法减法指令SUBSubtraction的功能指令编号为FNC21,减法指令将S1指定的元件中的数减去S2指定的元件中的数，结果送到D指定的目标元件。每个标志的功能、32位运算元件的指定方法、连续执行和脉冲执行的区别等均与加法指今中的相同。BIN乘法乘法指令MULM

55、ultiplication的功能指令编号为FNC22,每个数据的最高位为符号位0为正，1为负。16位乘法指令将源元件中的二进制数相乘，结果32bit送到指定的目标元件。BIN除法除法指令DIVDivsion的功能指令编号为FNC23，用S1指定被除数，S2指定除数，商送到D指定的目标元件，余数送到D的下一个元件。与、或、异或字逻辑运算指令包括WAND字逻辑与、WOR字逻辑或、WXOR字逻辑异或和NEG求补指令尼们的功能指令编号分别为FNC26-FNNC29。WAND、WOR和WXOR指令的S1和S1均可以取所有的数据类型，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。16位运算占7

56、个程序步，32位运算占13个程序步。求补求补NEG,Negation指令只有目标操区作数，可取KnY、KnY、KnS、T、C、D、V和Z。16位运算占3个程序步,32位运算占5个程序步。求补指令将D指定的数的每一位取反后该数再加1,结果存于同一元件，求补指令实际上是绝对值不变的变号操作。FX系列可编程序控制器的负数用2的补码形式来表示，最高位为符号位，正数时该位为0，负数时为1，将负数求补后得到它的绝对值。八、课堂小结1、加法指令ADD、乘法指令MUL、除法指令DIV、减法指令、与、或、异或2、传送、比较等功能指令的用法九、布置作业十、教学后记1讲清PLC的功能指令与其用法，是讲清PLC复杂编

57、程的关键。第五章功能指令第十三次课一、教学课题:5.5循环移位与移位5.6数据处理二、教学内容:循环移位与移位、数据处理指令的用法三、教学目标:1、掌握循环移位与移位功能指令的用法。2、掌握数据处理指令的用法。教学重点:循环移位指令的用法教学难点:循环移位指令的用法七、教学过程:六、教学时:2学时一、复习旧知1、传送、比较等功能指令的用法2、加法指令ADD、乘法指令MUL、除法指令DIV、减法指令SUB、与、或、异或二、引入新课PLC指令系统中，要实现循环移位、移位、编解码等复杂功能，该怎样去编程？三、新课讲解一5.5循环移位与移位5.5.1循环移位循环移位与移位指令的功能指令编号为FNC30

58、-FNC39。ROR，ROL分别是右、左循环移位指令,RCR,RCL分别是带进位的右、左循环移位指令。SFTR、SFTL分别是移位寄存器右、左移位指令。WSFR，WSFL分别是字右移、字左移指令，SFWR，SFRD分别是先人先出FIFO写人和移位读出指令。5.5.2带进位的循环移位指令带进位的右、左循环移位指令的助记符分别为RCRRotationRightwithCarry和RCLRotationLeftwithCarry它们的功能指令编号分别为FNC32和FNC33。它们的目标操作数、程序步数和n的取值X围与循环移位指令相同。移位左/右位右移SFTRShiftRight与位左移SFTLShi

59、ftLeft指令的功能相令编号分别为FNC34和FNC35。它们的源操作数可取X、Y、M、S，目标操作数可取Y、M、S。它们只有16位运算，占9个程序步。字左移/字右移字右移WSFRWordShiftRight、字左移WSFLWordShiftLeft的功能指令编号分别为FNC36和FNC37。它们的源操作数可取KnX、KnY、KnM、KnS、T、C和D，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C和D。字移动指令只有16位运算，占9个程序步。字右移和字左移指令以字为单位，将nl个字右移或左移n2个字n2sn1s512。先入先出FIFO写入FIFO写人指令SFWRShiftRegisterWr

60、ite的功能指令编号为FNC38,源操作数可取所有的数据类型，目标操柞数可取KnY、KnM、KnS、T、C和D。只有16位运算，占7个程序步。先入先出FIFO读入FIFO读出指令SFRDShiftRegisterRead的功能指令编号为FNC39,源操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C和D,目标操柞数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和乙只有16位运算，占7个程序步。二5.6据处理5.6.1区间复位区间复位指令ZRSTZoneReset将D1、D2指定的元件号X围内的同类元件成批复位，它的功能指令编号为FNC40，目标操作数可取T、C和D字元件或Y、M、S位元件。该指令只有16位运