PLC工作任务教案.docx

任务一、让PLC工作起来一、认识PLC1、PLC产生和应用：2、PLC定义：国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布的PLC标准草案（第三稿）中对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，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械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。”图1-1、PLC硬件结构示意图3、PLC的基本结构：PLC基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器 、输入/输出接口（I/O）电路、电源及编程设备等。各部分均通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接。图1-2、PLC系统结构示意图4、PLC的工作原理： PLC采用“循环扫描”的工作方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。5、PLC编程环境安装及认识二、让PLC工作起来1、任务描述：按下启动按钮，点亮一盏灯，按下停止按钮灯灭。2、起保停控制一盏灯工作流程（1）、I/O分配输入输出启动按钮X0灯Y0停止按钮X1（2）创建新工程，选择与设备相对应的PLC系列、类型。具体创建过程如图1-3、1-4所示。图1-3 执行“工程”-“创建新工程”命令图1-4 创建新工程（3）、在图1-5所示界面中编写梯形图程序，程序编写好后点击菜单栏中变换按钮，将编写好的程序变换后下载到PLC中，变换后的程序编辑界面有灰色变成白色界面。下载前点击菜单栏中在线-传输设置项，双击传输设置窗口中左上角的串行/USB图标，打开PC串口详细设置对话框，如图1-6所示，在该对话框中设置COM口及波特率与电脑上的COM口和波特率一致。查看电脑上串口及波特率方法，右击桌面计算机-属性，打开设备管理器窗口，在设备管理器窗口中打开端口-通讯端口-右键单击通讯端口-属性-在通讯端口属性窗口中查看端口设置中的串口及波特率情况。PLC中串口及波特率要与电脑串口及波特率设置一致，否则下载通讯会不成功。图1-5 程序编辑界面图1-6 串口设置界面（4）、熟悉上述流程后编写如图1-7所示程序并下载到PLC中。图1-7 起保停程序3、按图1-8所示电路图在PLC设备上进行硬件接线接线。接线时注意根据现场指示灯的情况选择220V交流电或者24V直流电。图1-8 按钮控制小灯硬件接线图4、通电调试程序及设备。任务二、彩灯循环控制一、节日彩灯循环控制要求任务要求：现有三个彩灯A、B、C，按下启动按钮，三个灯间隔5S依次点亮，循环3次后三个灯同时熄灭。在彩灯循环过程中如果按下停止按钮，三个灯全部熄灭。试编制PLC程序并在设备上进行硬件接线完成控制要求。二、任务实施1、输入输出及内部软元件地址分配输入输出内部触点启动按钮X0彩灯AY0A灯定时器T0停止按钮X1彩灯BY1B灯定时器T1彩灯CY2C灯定时器T2计数器C02、节日彩灯循环控制硬件接线图图2-1 三个彩灯循环硬件接线图3、程序设计（1）、定时器实现彩灯循环控制：（2）、计数器实现循环三次自动停止4、下载程序，并调试完成任务要求。三、相关知识1、辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载,采用十进制编号。（1）、通用辅助继电器（M0到M499） （2）、断电保持辅助继电器（M500到M3071 ）（3）、特殊辅助继电器M8000M8255（256点）只能利用其触点的特殊辅助继电器M8000：运行监控用，PLC运行时M8000接通。M8002：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。M8012：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。2、定时器T（T0-T255）PLC内有256个定时器，定时器实际是内部脉冲计数器，根据内部时钟脉冲的累积计时的。可对内部1ms、10ms和100ms时钟脉冲进行加计数，当所计时间到达设定值时，其输出触点动作。定时器有一个设定值寄存器（一个字长）、一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点状态的映像寄存器（占二进制的一位），这三个单元使用同一个元件号。设定值：132767。 定时器可以用用户程序存储器内的常数K或H作为设定值，也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。（1）、普通定时器（T0T245）100ms定时器T0T199共200点，设定范围0.13276.7s；10ms定时器T200T245共46点，设定范围0.01327.67s。（2）、积算定时器（T246T255）1ms定时器T246T249共4点，设定范围0.00132.767s；100ms定时器T250T255共6点，设定范围为0.13276.7s。3、计数器（C）计数器可分为通用计数器和高速计数器。（1）、16位通用加计数器，C0C199共200点，设定值：132767。（2）、32位通用加/减计数器，C200C234共135点，设定值：-2147483648+2147483647。四、顺序功能图编程方法介绍1、顺序控制相关知识（1）、顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有顺序地进行操作。（2）、顺序功能图是一种通用的技术语言。主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。（3）、步：将系统的一个工作周期，按输出量的状态变化，划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步。“步”用编程元件（如辅助存储器M和状态继电器S）表示。与系统的初始状态对应的步叫“初始步”，用双线方框表示。当正系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步处于“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的动作被停止执行。2、顺序控制设计法的设计基本步骤（1）、步的划分：步是根据PLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。在每一步内PLC各输出量状态均保持不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。（2）、转换条件的确定：转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。步与转换条件的规则：步与步不能直接相连，必须用转移分开；转移与转移不能直接相连，必须用步分开；步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头；一个功能图至少应有一个初始步。（3）、顺序功能图的绘制3、用顺序功能图完成彩灯循环控制任务要求（1）、彩灯循环顺序功能图图2-2 彩灯循环顺序功能图（2）、根据顺序功能图用起保停方法编写彩灯循环程序（3）、根据要求循环五次的顺序功能图图2-3 循环五次顺序功能图（4）、根据顺序功能图，用起保停方法编写循环五次停止的程序。五、步进指令编程方法介绍1、状态流程图图2-4 彩灯循环步进指令图2、步进指令编程步骤（1）、新建工程，在程序类型中选择SFC如图2-5所示，确定后进入如图2-6所示SFC块界面。双击图中块标题0中的黑色框，在弹出的块信息设置对话框如图2-7会面所示中设置块标题名称，在块类型中选择梯形图块后点击执行，进入图2-8所示界面。图2-5 创建工程画面图2-6SFC块画面图2-7“块信息设置”对话框图2-8 程序初始化梯形图编程界面3、在图2-8所示界面中输入初始化脉冲指令M8002及置位指令SET S0，并变换，如图2-9所示。4、双击图2-9所示界面中左侧的 “管理窗口”栏中的“程序”下“MAIN”按钮，出现如图2-10所示界面。图2-9 初始化梯形图编程界面图2-10 状态流程图（SFC）的界面5、在图2-10所示界面中，双击块标题栏中的“No.1”黑色框，出现“No.1”的块信息设置对话框，在块标题项内输入标题名称后单击执行按钮，进入图示2-11。图2-11 状态流程图界面图2-12 SFC块的编程界面6、在图2-12所示SFC块的编程界面中4、7、10等行中可以输入步STEP符号，第2、3、5、6等行中可以输入转移TR符号。将光标移至第2行蓝色框内双击，出现如图2-13所示“SFC符号输入对话框”，在图标号中选择“TR”，单击确定按钮进入到图2-14界面中，在图2-14界面中输入转移条件，并变换。图2-13 “SFC符号输入对话框”图2-14 转移条件输入界面图2-15 步符号输入界面7、在图2-15所示界面变换完后双击第4行蓝色框，出现如图2-15所示“SFC符号输入”点击确定进入到如图2-16所示界面，在图2-16界面中输入步完成的功能指令并变换。图2-16 步指令输入界面8、按以上步骤将状态流程图中每一个步及转移指令都输入完，最后一步转移指令中的步符号选择“JUMP”并指定跳转到的步号。图2-17 跳转指令输入界面图2-18 输入步和转移符号完成后的SFC画面9、SFC所有步、转移条件都输入完后的状态图如图2-18所示，将该图所有梯形图输入完后，在界面左侧的管理窗口中选择“程序”下的“MAIN”，在其上单击鼠标右键在弹出的对话框中选择“改变程序类型”子菜单，上述过程参考图2-19所示。在出现的改变程序类型对话框中选择梯形图逻辑并单击确定，然后双击界面左侧的管理窗口中选择“程序”下的“MAIN”即可出现利用SFC块编程方法编写的梯形图程序。图2-19 SFC块向梯形图的转换操作画面图2-20 SFC块向梯形图的转换操作画面10、用SFC编写转换的完整的梯形图程序如下：11、根据上述方法画出彩灯循环五次后停止的顺序功能图并用SFC编程方法编写出可实现控制要求的程序，在设备上调试运行。图2-21 SFC编写彩灯循环程序任务三、洗衣机控制任务一、洗衣机控制任务要求：控制要求：当按下启动按钮后，进水电动机进水5秒，之后浸泡5秒。清洗电机先正转5秒后，停2秒，然后再反转5秒后，停2秒，如此重复5次，清洗程序自动转到脱水过程，脱水时间持续5秒。进水清洗脱水过程重复3次后再启动甩干程序，甩干时间10秒。整个程序结束。在程序运行过程中按下停止按钮程序停止。请设计出梯形图程序，并接线运行。二、任务实施：1、 根据任务描述进行I/O地址分配。输入输出启动按钮X0进水电动机Y0停止按钮X1正转电动机Y1反转电动机Y2脱水电动机Y3甩干电动机Y4内部辅助软元件使用列表进水时间T0浸泡时间T1正转时间T2正转停止时间T3反转时间T4反转停止时间T5脱水时间