《电气控制与PLC》教案

1、烟台机械工程学校教案课程名称：电气控制与PLC教师姓名：尹旭涛系别：机电一体化课程概况课程名称：电气控制与PLC总学时：52周学时：4教学起始周：第1周一一第13周授课班级及时间：班级：高二机电1班时间：教材概况（主编、出版社、版次等）：主编：吴丽出版社：高等教育出版社版次：2009年9月第2版教辅概况:课时授课计划一、授课具体时间：第1周二、授课课题：第3章PLC概述三、教学目的要求：(1)了解PLC的产生、PLC的特点、PLC的分类(2)掌握PLC的编程语言、PLC的应用领域及发展趋势一四、教学重点难点：(1)(重点)PLC的产生(2)(重点)PLC的特点(3)(重点)PLC的分类(4)(

2、难点)PLC的编程语言教学方法：多媒体教课教学用具：三角板六、教学过程(包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：第3章可编程控制器概述3.1 可编程控制器的产生3.1.1 PLC的由来可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicalController）简称PLG3.1.2 PLC的定义国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义。3.2 可编程控制器的特点1 .可靠性高，抗干扰强2 .功能强大，性价比高3 .编程简易，现场可修改4 .配套齐全，使用方便5 .寿命长，体积小，能耗低6 .系统的设计

3、、安装、调试、维修工作量少，维修方便3.3可编程控制器的分类1 .3.1按输入/输出点数分根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可将PLC分为以下3类。2 .小型机小型PLCI/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右。3 .中型机中型PLC的I/O总点数在2562048点之间，用户程序存储器容量达到8KB左右。4 .大型机大型PLC的I/O总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达到16KB以上。5 .3.2按结构形式分根据PLC结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。1 .整体式2 .模块式3 .3.3按生产厂家分它们是美国Rockwell自动化公司所属的A

4、-B(Allen6 Bradly)公司GE-Fanuc公司，德国的西门子(SIEMENS公司法国的施耐德(SCHNEIDBR自动化公司日本的欧姆龙(OMRON口三菱公司等7 .4可编程控制器的编程语言3.4.1PLC编程语言的国际标准PLC编程语言标准(IEC61131-3)中有5种编程语言，即顺序功能图(Sequentialfunctionchart),梯形图(Ladderdiagram),功能块图(Functionblockdiagram),指令表(Instructionlist),结构文本(Structuredtext)。其中的顺序功能图（SF。、梯形图（L&、功能块图（FBD是

5、图形编程语言，指令表（IL）、结构文本（ST）是文字语言。1 .顺序功能图（SF。2 .梯形图（LDD3 .功能块图（FBD4 .指令表（IL）5 .结构文本（ST）6 .4.2梯形图的主要特点（1） PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称（2）根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出图中各线圈对应的软元件的ON/OFF犬态，称为梯形图的逻辑运算。（3）梯形图中各软元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。（4）输入继电器的状态唯一地取决于对应的外部输入电路的通断状态，因此在梯形图中不能出现输入继电器的线圈。（5）辅助继电器相当于继电控制系统中的中间继电器，用来保存运算的中间结果

6、，不对外驱动负载，负载只能由输出继电器来驱动。3.5 可编程控制器的技术性能指标PLC的技术性能指标有一般指标和技术指标两种。一般性能规格是指使用PLC时应注意的问题，主要包括电源电压、允许电压波动范围、耗电情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压情况、抗噪声性能、耐机械振动及冲击情况、使用环境温度和湿度、接地要求、外形尺寸、质量等。具体性能规格是指PLC所具有的技术能力，如果只是一般地了解PLC的性能，了解如下的基本技术性能指标即可。1 .I/O点数如FX系列的I/O点数最多为256。2 .扫描速度小型PLC的扫描时间可能大于40ms3 .内存容量一般小型机的存储容量为1KB到几千字节，大型机则为

7、几十千字节，甚至1MB-2MB通常以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。4 .指令系统5 .内部寄存器6 .特殊功能模块3.6 可编程控制器的应用领域及发展趋势3.6.1 PLC的应用领域1 .开关量逻辑控制2 .运动控制3 .过程控制4 .数据处理5 .通信连网6 .6.2PLC的发展趋势(1)从技术上看，PLC会向运算速度更快、存储容量更大、功能更广、性能更稳定、性价比更高的方向发展。(2)从规模上看，PLC会进一步向超小型和超大型两个方向发展。(3)从配套性上看，PLC产品会向品种更丰富、规格更齐备的方向发展。(4)从标准上看，PLC的通用信息、设备特性、编程语言等向IEC1131标准的

8、方向发展。(5)从网络通信的角度看，PLC将向网络化和通信的简便化方向发展。教学后记：通过学习，了解PLC的基本情况。课时授课计划一、授课具体时间：第2周二、授课课题：第4章FX系列PLC及其编程工具三、教学目的要求：(1)了解FX系列PLC既述FX系列PLC(2)掌握PLC的基本组成，FX系列PLC的软元件四、教学重点难点：(1)(重点)FX系列PLC的种类(2)(重点)PLC的基本组成由那些构成(3)(重点)(4)(难点)FX系列PLC的软元件与传统相比较后的转换教学方法：多媒体教课教学用具：三角板六、教学过程(包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等)：第

9、4章FX系列可编程控制器4.1 FX系列可编程控制器概述4.1.1 三菱小型PLC的发展历史4.1.2 FX系列型号的含义FX系列PLC型号名称的含义如下：FXqq-口口-口(1) (2)(3)(4)(5)(1)系列序号：如1S,1N,2N等；(2) I/O总点数：10256;(3)单元类型：M为基本单元，E为I/O混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块；(4)输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出；(5)电源的形式：4.1.3 FX系列PLC的一般技术指标FX系列PLC的一般技术指标包括基本性能指标、输入技术指标及输出技术指标，其具体规定

10、如表4-1、表4-2及表4-3所示。4.2 FX系列可编程控制器的子系列4.2.1 FX1S系歹UPLC4.2.2 FX1N系列PLC4.2.3 FX2N系列PLC4.2.4 FX2NC系列PLC4.2.5 FX系列扩展单元、扩展模块4.3 FX系列可编程控制器的基本组成4.3.1 硬件PLC硬件主要由中央处理单元、存储器、输入单元、输出单元、电源单元、编程器、扩展接口、编程器接口和存储器接口组成,其结构框图如图4-1所示。E按钮继电器触点行程升美用户程序存储器系统样序存惭器编程器接制一器线底输入单元中央处理单元输出巾元电源-用编脚控制器电磁阀线强图4-1FX系列PLC的结枸框图4.3.2 软

11、件PLC是一种工业计算机，不光要有硬件，软件也必不可少。4.4 FX系列可编程控制器的软元件4.4.1 PLC的软元件概述PLC内部有许多具有不同功能的元件，实际上这些元件是由电子电路和存储器组成的。4.4.2 FX2N的软元件1 .输入继电器（X）2 .输出继电器（Y）3 .辅助继电器（MD4 .状态继电器S5 .定时器T6 .计数器C7 .数据寄存器（D）8 .变址寄存器9 .指针（P/I）指针（P/I）包括分支和子程序用的指针（P）以及中断用的指针。10 .常数常数K用来表示十进制常数，常数H用来表示十六进制常数。4.5FX系列可编程控制器的工作原理4.5.1 扫描工作方式PLC有运行（

12、RUN与停止（STOP两种基本的工作模式。1 .内部处理阶段2 .通信服务阶段3 .输入处理阶段4 .程序处理阶段5 .输出处理阶段图4-13PLC的扫描工作过程外部负载断电，停止工作。PLC的输入处理、程序处理和输出处理的工作方式如图4-13所/K。循环扫描的工作方式是PLC的一大特点，也可以说PLC是“串行”工作的，这和传统的继电器控制系统“并行”工作有质的区别，PLC的串行工作方式避免了继电器控制系统中触点竞争和时序失配的问题。图4135JC的扫描工作过程输入处理G）读X。XIX2反”个周期称为程灯扫描阚期.输HI*输出端子存储存输母锁存程序处理输H；处理寄存器输入映像写8读写Y。YIY

13、2输入端子4.5.2 扫描周期4.5.3 输入/输出滞后时间输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。教学后记：通过学习，了解PLC的软元件。课时授课计划第3、4周二、授课课题：第5章基本逻辑指令及其应用三、教学目的要求：(1)了解基本逻辑指令、PLC的工作原理(2)掌握常用基本电路的程序设计一PLC程序设计方法及技巧四、教学重点难点：(1)(重点)基本逻辑指令(2)(重点)PLC的工作原理(3)(重点)常用基本电路的程序设

14、计(4)(难点)PLC程序设计方法及技巧教学方法：多媒体教课教学用具：三角板六、教学过程(包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：第5章基本逻辑指令及其应用5.1 基本逻辑指令5.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT逻辑取及驱动线圈指令如表5-1所示表57逻辑取及胡动线圈指令表符号.名称功能电路表示操柞元件程序步LD取常开鼓点逻辑运算起用|"IHH(YWlJ3Yf见，LC,SLLDI取反常闭触点谡辑运算趣STHi的“K，Y.LT,&S1OCT输出线图驱动pHIi阿3Y,%LaSRM：b特姐3Ti3,C；1 .用法示例2 .使用注

15、意事项3 .双线圈输出4 .1.2触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI触点串、并联指令如表5-2所示。表A2触点串、并联指令表符号、名称功能电路表示操作元件程.考步“D与常开触点串联连揍1|一II(VUU5)X.¥,也SiT,C1AK工与非常用岫点串联连接1|步八)X，Y.M，5，T，C1怵或常开触点并联连搂II""-1»Y<K(fl1X.Y,M,&T.C1OR工或非常闭触点并联连接U(¥CM>31工¥?17T.C11.用法示例|ri6图A3触点事,并联指令用法图2 .使用注意事项3 .连续输出如图5-4(

16、a)所示，OUTM1指令之后通过X1的触点去驱动Y4,称为连续输出以）排乔电解0LDxm21ANIxooo2(M Ml3ANDXWl401 YOtMX'>I2T卜TI-0LDX0024OUTYCX41AM,建玷5MPP2MPS6tMirMl3AM)XO0I同不推样t端图5-4选堞输出电路5.1.3电路块连接指令ORB/ANB表5-3电路块连接指令表苻号、名称功能电路表示操作元件程序步力阳电路坟或律威思路的弁威连接ft(Y0M)无1HE启路境与讦冠曳路的串盆连接1iVflOS无11.用法示例电路块连接指令的应用如图5-5和图5-6所示。QLDJffiOO5LDIX0041ANDK很

17、“fiAM)XL乃21.DX(K)27ORH3ANDX如3XOLIYIXXj1DKR指令表:图5-5串联电路块并联0XI)，Hi6小联块并遇OftLDANDX001X002X003LD【AIM)7分支起点8ORANBORX003与曲面电路串联XDCUXR5图5310OUJYW7并联由路块串联5.1.4多重输出电路指令MPS/MPD/MPP1.用法示例多重输出电路指令的应用如图5-7和图5-8所示。图A7简单】层栈2.使用注意事项图整8复杂1层栈置位与复位指令如表5-5所示5.1.5置位与复位指令SET/RST(MTY0H4ANDX(MI5ANDNU，%OUTY<MV»MI+AN

18、E)X0U712ANBMFil)MRDAN>X(«)lANDMPPANDXtXMOUT5指少衣，5OUTY000RANDX00410ANDKO的ORDOLT¥001MPPANDX007OUTyno:X'.UOANBTkXWIX<H4tintsII4YOU5XiWiHF4Y0CI6XC7在4YOTiTXtXi'tKM4T卜mrdXOODXIJU2ANB7ir>L户4为rxin¥1W(¥001X005TkM)HI口<¥003表5置位与定位指令表符号r名轼功能电谙表示操作元件程序步SET置位令元件自保持|SET

19、Y0001*M,SM：1St特知2RSS复位令元件目俣持OFF或清除去据寻行器的内容|1|Rsr¥000j*kS,C+D,V；乙积IY,M：1；S,特乩J积T：2:D,V,乙：301 Dxooo1SIHYOtM).LDxm3RSTvooo4LDX0025SKTMOOO6LDxoo?7RSIMOOO8,DX0049SF TsnIILDK00512KSfSU14LD15KS1M)时序阴:X IEND1 .指令用法示例指令用法示例如图5-9所示2 .使用注意事项XOOO01|SETY000XOOI21|RSTY000X闾241(|SETM0X0O361|1RSTM0X00481|SETSO

20、X005111|1RLTSOX006141|1RSTDO图5-9SET、R5T的使用5.1.6脉冲输出指令PLS/PLF脉冲输出指令如表5-6所示1 .用法示例2 .使用注意事项符号、名称功能电躇表示操作元件程序步PLS上升沿脓冲上升沿微分赣出XOQO1|PLDM0Y,X2PI尸下降沿脓冲下降沿微分输出X0CI1|PJ.KM11Y,M25.1.7脉冲式触点指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF脉冲式触点指令如表5-7所示。1 .用法示例2 .使用注意事项表57脉冲式触点指令表符号r名称功能电路表示操作元件春序步LDF取上升沿脉冲上升沿脓冲逻辑运算开始MHI(miXT*MtTiCfl

21、心LDF取下降沿就冲下降沿标冲逻遍运算开始NII(MljY+M5-1.c2ANP与上升沿脉冲上升沿脉冲串联连接Hi(mi|X,Yf也S,T.C2ANF与下降沿脓冲下降沿脓冲串联连接|IINjXtT.MtS.T.C2ORP或上升沿脉冲上升沿脉冲并联连接T1；M)1X,*MrS，T,C2ORF或下降用脉冲下隆沿聃冲并取连接II_(川1X.Y*乩S,T.Cz3 .1.8主控触点指令MC/MCR主控触点指令如表5-8所示。1 .用法示例2 .使用注意事项表78主控制点指令表符号、名称功能电踣表示及操作元件程序步就主控主控电瞽块起点NOMlVAM3MCJI主控复也主控电路块终点丫成M不允再使“朴MWIC

22、RND25.1.9 逻辑运算结果取反指令INV逻辑运算结果取反指令如表5-9所示符号、名称功能电睡表示操祚元件程序步1NV双反逻辑运算结果取反|-7（VOOO）无逻辑运算结果取反指令表表6-95.1.10 空操作和程序结束指令NOP/END空操作和程序结束指令如表5-10所示。1 .空操作指令NOP2 .程序结束指令ENDPLC按照循环扫描的工作方式，首先进行输入处理，然后进行程序处理，当处理到EN讨旨令时，即进行输出处理表51。空操作和程序结束指令表符号、名林功能电路表示操作元件程序步YOF空操作天动作无无1END结束输入输出处理,隹序回到第。步1例口1无13 .2梯形图的基本规则1 .线圈

23、右边无触点|一II<ywiTH*|II并一(Y001»I(YOOII1|(YUO),切不正确梯形图山正购梯形图图515线圈右边无触点的梯形图2 .触点可串可并无限制3 .线圈不能重复使用4 .触点水平不垂直5 .触点多上并左6 .顺序不同结果不同7 .3基本电路的编程电动机的起保停电路(1)控制要求按下起动按钮SB1,电动机起动运行，按下停止按钮SB2电动机停止运行。(2)输入/输出（I/O）分配X0 : SB1, X1:SB2 （常开），Y0:电动机（接触器）。（3）梯形图方案设计Y：g：uw卜 I、图亍尔电动机的起保停梯形图（停止优先）若要改为起动优先，则梯形图如图 5-2

24、1所示。图621电动机的起保停楮形图起动优先）2.单台电动机的两地控制(1)控制要求按下地点1的起动按钮SB1或地点2的起动按钮SB2均可起动电动机；按下地点1的停止按钮SB3或地点2的停止按钮SB4均可停止电动机运行。(2)输入/输出分配X0:SB1,X1:SB2,X2:SB3(常开)，X3:SB4(常开)，Y0:电动机(接触器)。(3)梯形图方案设计X5T卜乂001X003X003#井一(Y00°)5-22单台电动机的两地控制梯形end口)方法I3.两台电动机的顺序联动控制（1）控制要求电动机M1先起动（SB1）,电动机M2才能起动（SB2）（2）输入/输出分配X0:电动机M1起

25、动（SBD,X1:电动机M2起动（SB2,X2:电动机M1停止（SB3,X3:电动机M2停止（SB4；Y0:电动机M1（接触器1）,Y1:电动机M2（接触器2）。（3）梯形图方案设计5?Xi wHIXOUI YOOOHI_II-XtXG-HYUOU-4X003iSET YOOI RST YfXH |向方法;图5-23两台申动机的顺序联动控制梯形图4.定时器的应用（1）得电延时合（如图5-24所示）NWMOK20<10YTO )Yd说明：xo得电2与后，YO动作“图5 24得电延时合梯形图及时序图ITxom r： Mb(2)失电延时断(如图5-25所示)TO切(YOOC)曲KIOL4f-&

26、lt;TO)图c-23失电延时断梯形图及时序图3) 3台电动机顺序起动 控制要求。电动机M1起动5s后电动机M2起动，电动机M2起动5s后电动机M3起动；按下停止按钮时，电动机无条件全部停止运行。 输入/输出分配。X1:起动按钮，X0:停止按钮，Y1:电动机M1,Y2:电动机M2,Y3:电动机M3梯形图方案设计。X001 xooo4 I-""/(YUO】Y<X)IYOUK5UHIf-roTO|-(YOO2YOO2K50l(riT1-| |(Y(XB41113xoni xonoT Ir-44tY001 )YOOIY001K50T I(TO )K100(TlJToT |(

27、Yf)O2)Tl-| |(Y003)16LEN D(a)方法】定时胃分竭计时15END(b)方法2定时渊案订计时图5-26 3台电动机顺序起动梯形图5.计数器C的应用（如图5-27所示）X<103IXDOafl0IIIECO(2.4563-J-nnnnnnnnn71|)C。触点"SfI图5-27计数器C的应用梯形图及时序图6 .振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中（1）定时器组成的振荡电路一（如图5-28所示）X009在TOoI-XOOOYOiti（。波形图IDXOOOTIHIENDGO方法I定时器分别记时KI04TlT000上ND也1

28、方法2定融器品计汁时图5-28振荡电路一梆形图及输出波形图7 .振荡电路的应用8 .定时器的延时扩展9 .两计数器接力计数10 .单触点的起动/停止控制教学后记：通过学习，了解PLC的基本逻辑指令。要求同学们课后认真复习，抄写逻辑指令格式。课时授课计划一、授课具体时间：第5、6周第5章二、授课课题：基本逻辑指令及其应用三、教学目的要求：(1)了解PLC程序设计方法及技巧状态转移图(2)掌握步进顺控指令及其编程方法一四、教学重点难点：(1) PLC程序设计方法及技巧(2)(重点)状态转移图(3)(重点)步进顺控指令及其编程方法(4)(难点)五、教学方法、用具：教学方法：多媒体教课教学用具：三角板

29、六、教学过程(包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等)：5.4梯形图程序设计的技巧5.4.1 转换法转换法就是将继电器电路图转换成与原有功能相同的PLC内部的梯形图。1 .基本方法根据继电器电路图来设计PLC的梯形图时，关键是要抓住它们的一一对应关系，即控制功能的对应、逻辑功能的对应以及继电器硬件元件和PLC软件元件的对应。2 .转换设计的步骤(1) 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能在设计和调试系统时心中有数。(2)确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线图。(3)确定PLC梯形图

30、中的辅助继电器(MD和定时器(T)的元件号。(4)根据上述对应关系画出PLC的梯形图。(5)根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、条理性和可靠性。(6)根据梯形图写出其对应的指令表程序。3 .转换法的应用例1图5-35是三相异步电动机正反转控制的继电器电路图，试将该继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图图5-35三相异步电动机正反转控制的继电器电路图解：(1)分析动作原理(2)确定输入/输出信号(3)画出PLC的外部接线图(4)画对应的梯形图(5)画优化梯形图图5-36电动机正反转的外部接线图XOOO小

31、XOOIT卜Y002(YOO1 >X003Y(X)ITkX002Y001Tlr-(Y001Y002Tl-13(END图5-37电动机正反转的继电器电路图所对应的梯形图X001T-Y001Tl-X002HHY002T口XOOOY002X003XOOOY(X)1X(X)3记一IW0°2)END13|END)(a)简单优化(b)用辅助继电器优化XlKBYOQL 卜Y002T卜图38电动机正反转的优化梯形图5.4.2 逻辑法1.基本方法用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表

32、示。|MCK NOTEND 依】用主控指令优化xm MC NO MO 3X1XJ21HY001 并表 5-11逻辑函数衣iA式与梯形图的对应关系逻辑函彖表达式Xn| |(M口 卜S* *与-MO=X1 - X2“与即量算式110 = XI誓工口量辑“或”TIni 心-1k*与或”运算式 M0= Q1 X2) - X3 X4)逻辑函数表达 式XI<1? XIRI-II jtX(X)1 XITII-X：.i x（版“或与”迳算式M0二（Xl-UOJ，X2,2 .设计的步骤(1)通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；(2)确定PLC的软元件(输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T),画

33、出PLC的外部接线图；(3)将控制任务、要求转换为逻辑函数(线圈)和逻辑变量(触点)，分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表；(4)写出逻辑函数表达式；(5)根据逻辑函数表达式画出梯形图；(6)优化梯形图。3 .逻辑法的应用例3用逻辑法设计三相异步电动机Y/降压起动控制的梯形图。解：(1)明确控制任务和控制内容(2)确定PLC的软元件，画出PLC的外部接线图(3)列出真值表表512电劭机Y/A降压起动真值表胧点线圈X0XIX2YCY1Y2ro¥1Y0Y2TO11r10Q000111Q001|1100001011000教学后记：通过学习,(4)列出逻辑函数表达式(5)画出梯形图优化梯形图

34、(6)了解PLC的梯形图的画法，规则。并熟悉常见电路的PLC转换。课时授课计划一、授课具体时间：第7、8周二、授课课题：第6章步进顺控指令及其应用三、教学目的要求：(1)了解状态转移图(2)掌握步进顺控指令及其编程方法四、教学重点难点：(1)(重点)状态转移图(2)(重点)步进顺控指令及其编程方法(3)(重点)(4)(难点)五、教学方法、用具：教学用具：三角板六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：第6章步进顺控指令及其应用6.1 状态转移图及步进顺控指令6.1.1 流程图首先，还是来分析一下第5章的电动机循环正反转控制的例子，其控制要求为：电

35、动机正转3s,暂停2s,反转3s,暂停2s,如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。从上述的控制要求中，可以知道：电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制，整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；每个阶段又分别完成如下的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数；各个阶段之间只要条件成立就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。因此，可以很容易地画出电动机循环正反转控制的工作流程图，如图6-1所示。暂停、延时品位初始、停止热保庐豆位I反转、延时暂停反转有停,人七二

36、I 一次数到了 次数未到计数工作流程图计数6.1.2 状态转移图1 .状态转移图一是将流程图中的每一个工序（或阶段）用PLC的一个状态继电器来替代；二是将流程图中的每个阶段要完成的工作（或动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替代；三是将流程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。2 .设计状态转移图的方法和步骤（1）将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工序都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。电动机循环正反转控制的状态继电器的分配如下：复位7S0,正转S2Q暂彳S21,反转S22,暂彳S23,计数7S24(2)搞

37、清楚每个状态的功能、作用。状态的功能是通过PLC®动各种负载来完成的，负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软触点的逻辑组合驱动。(3)找出每个状态的转移条件和方向，即在什么条件下将下一个状态“激活”。状态的转移条件可以是单一的触点，也可以是多个触点的串、并联电路的组合。(4)根据控制要求或工艺要求，画出状态转移图。3 .状态转移和驱动的过程4 .状态转移图的特点(1)可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。(2)相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编制带来了方便。(3)整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可

38、以进行状态转移图的设计。(4)这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映全部控制的工艺过程。6.1.4步进顺控指令FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触S22T2K306.1.3状态继电器M8002TXOX2K20COCORETENDZRST|S2OS24类别F4系列FX1集列FXgpFX*系列用途初始状态SS5挑10点SO*59，10点SO-se*L0点用于5。的初始状态返回状态S10-S19,10点S10-S19.10点510319,10点用于返回豆点状态一皱状态5即一5127,1CB点S205999.9的点5205499,4S。点用于SF匚的中间状态淖电保持状态S0-S127

39、.128J6S0-S9&9+LOGO点S500_S899.400点目于行持专电前状态信号报瞥状态的09的叫100点用作根警元件FX系列P1E的状态继电器占J（也叫步进开始）指令STL（StepLadder）,一条是步进返（也叫步进结束）指令RETSTL指令STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为一RET2. RE甘旨令RET 指令用于返回主母线，其梯形图符号为STL S21521 QDj1 转移条件一门，转移方向S22 -pCyL)-xiS23STL S22-DO-图67状态转移图和状态梯形图的对应关系M»002| |s司 S<JSO XOTO_| I恒S

40、20-41DS2IHUS22TOHIK50Sl：l S22<S>HI®-RET 图6-4旋转工作台的状态转移图和梯形图6.2步进顺控的编程方法6.2.1 状态转移图的编程方法1 .状态的三要素2 .编程方法3 .状态转移图的理解4 .2.2编程注意事项(1)与STL步进触点相连的触点应使用LD或LDI指令,(2)初始状态可由其他状态驱动，但运行开始时，必须用其他方法预先作好驱动，否则状态流程不可能向下进行。如按图6-2所示而设计的程序。(3)STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、MS、T等元件的线圈和应用指令。xoTX2THS22注何。保证作运行过程中只起动 &am

41、p;L .防 止在运行过程中多次按XI的赛次起动S246用荽)(0驱动SO(4)由于CPU只执行活动步对应的电路块，因此，使用STL指令时允许双线圈输出，(5)在步的活动状态的转移过程中，相邻两步的状态继电器会同时ONH个扫描周期，可能会引发瞬时的双线圈问题。(6)并行流程或选择流程中每一分支状态的支路数不能超过8条，总的支路数不能超过16条。(7)若为顺序不连续转移(即跳转)，不能使用SET指令进行状态转移，应改用OU首旨令进行状态转移。(8)STL触点右边不能紧跟着使用入栈(MPS指令。STL指令不能与MCMCE旨令一起使用。在FORNEXT吉构中、子程序和中断程序中，不能有STL程序块，

42、但STL程序块中可允许使用最多4级嵌套的FORNEX甘旨令。(9)需要在停电恢复后继续维持停电前的运行状态时，可使用S50卜S899停电保持状态继电器。6.2.3单流程状态转移图的编程1 .单流程2 .编程方法和步骤(1)根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配图；2)将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态；(3)理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序；(4)找出每个状态的转移条件和转移方向；(5)根据以上分析，画出控制系统的状态转移图；(6)根据状态转移图写出指令表。教学后记：通过学习，了解PLC的步进顺控指令的使用课时授课计划一、授课

43、具体时间：第9、10周二、授课课题：第6章步进顺控指令及其应用三、教学目的要求：(1)了解单流程的程序设计(2)掌握选择性流程的程序设计四、教学重点难点：(1)(重点)单流程的程序设计(2)(重点)选择性流程的程序设计(3)(重点)(4)(难点)五、教学方法、用具：教学用具：三角板六、教学过程(包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等)：6.3单流程状态转移图的编程1 .单流程2 .编程方法和步骤(1)根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配图;(2)将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态；(3)理解每个状态

44、的功能和作用，即设计驱动程序；(4)找出每个状态的转移条件和转移方向；(5)根据以上分析，画出控制系统的状态转移图；(6)根据状态转移图写出指令表。3.编程实例例1用步进顺控指令设计某行车循环正反转自动控制的程序。控制要求为：送电等待信号显示一按起动按钮一正转一正转限位一停5s-反转一反转限位一停7s-返回到送电显示状态。解：(1)I/O分配根据控制要求，其I/O分配如图6-7所示。(2)状态转移图67行车循环正反转控制的一、二分配COMXIX2X3HX2M-48MR匚OMIYlY2等待显小起动帙钮X00】S2O奥H行车循环正.反转控制的状态转移图正转反转K?r)延忖RETENDK50TOXO

45、OJ一一S2ITi(3)指令表例3用步进指令设计一个电镀梢生产线的控制程序。控制要求为：具有手动和自动控制功能，手动时，各动作能分别操作；自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图6-11所示的流程运行一周回到原点；图中SQkSQ4为行车进退限位开关，SQ5SQ6为吊钩上、下限位开关。SQ4SQ3SQ2SQI“停X停金部0SQ51*hRkSQ6|原点停停恁停班亮)第W槽填一槽第一槽图611电处槽生产残的控制港程解：(1)I/O分配X0:自动/手动转换，X1:右限位，X2:第二梢限位，X3:第三梢限位，X4:左FM位；X5:上FM位，X6:下限位，X7:停止，X10:自动位起动，X11:手动向上，X

46、12:手动向下，X13:手动向右，X14:手动向左，Y0:吊钩上，Y1:吊钩下，Y2:行车右行，Y3:行车左行，Y4:原点指示。(2)PLC的外部接线图(如图6-12所示)(3)系统程序(4)指令表程序C<3MRJ6-L2电转懵生产我的外部据然图X4 XO _ _IIXUI I|l"加KI I X5 Yt _ 上XI2 X« XIQilPCE）下ZR577 S37%* xn xi yiTinCZ>K3MKIOC-V4J-X1O卜H _CyO0sC5g> X3SJI¥US3%<V3>YlKI2XM 戈4 Y2 _1 FEND |自动程"CS5FMDGC?KLIl时自以利亭13电镀槽生产线的状态转移图6.4选择性流程及其编程1 .选择性流程程序的特点由两个及以上的分支程序组成的，但只能从中选择一个分支执行的程序，称为选择性流程程序。2 .选择性分支的编程STL5S0LDX010第二分支的转挈条件0UIYOOO驱动处理SETS31转移到第二分支LDX0M第一分支的转移条LDX020第三分支的转用条件件5ETS31转移到甫一分支SET541转移到第三分支TlM部.XOUIX<K>2XDOO -X003XOOO-X003RET