《电气控制与PLC》教案设计

1、实用标准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：机电一体化文档大全课程概况课程名称：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)(

2、重点)PLC的分类(4)(难点)PLC的编程语言五、教学方法、用具：教学方法：多媒体教课六、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（Programmable Logical Controller） 简称PLC。3.1.2 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

3、5 .寿命长，体积小，能耗低6 .系统的设计、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3.3.1 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。1 .小型机小型PLC I/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右。2 .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。3 .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。3.3.2 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

4、家分它们是美国Rockwell自动化公司所属的 A-B (Allen&Bradly)公司GE-Fanuc公司，德国白西门子(SIEMENS)公司法国的施耐德(SCHNEIDER)自动化公司日本的欧姆龙(OMRON)和三菱公司等3.4可编程控制器的编程语言3.4.1 PLC编程语言的国际标准PLC编程语言标准(IEC 61131-3)中有5种编程语言，即顺序功能图(Sequential function chart),梯形图(Ladder diagram),功能块图(Function block diagram),指令表(Instruction list),结构文本(Structured

5、 text)。其中的顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能块图（FBD）是图形编程语言，指令表（IL）、结构文本（ST）是文字语言。1 .顺序功能图（SFC）2 .梯形图（LD）3 .功能块图（FBD）4 .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状态，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

6、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，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

7、时间可能大于40ms。3 .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 为几十千字节，甚至1MB2MB,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7 .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 .6.2 PLC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

8、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：多媒体教课六、

9、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：FXm(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

10、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 系列 PLC4.2.2 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。编程器按钮 继电器触点|* II行程开关|输入单元用户程序存储带

11、系统程序存储器中央处理单元输出单元接触器蚊能指示灯 电源一可编程控制器5电磁阀线圈图4T FX系列PLC的结构框图4.3.2 软件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（M）4 .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（I）。1

12、0 .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。4.5 FX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（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4-13 PLC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。该CD

13、输入处理xoXIX2输入端子寄存器 输入映像存储存 输出锁存读写兀 件募 映贫输出处理反51 个 周期称为 程序打描 冏期输出端子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一、授课具体时间：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

14、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计(4)(难点)PLC程序设计方法及技巧五、教学方法、用具：教学方法：多媒体教课六、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逻辑取及驱动线圈指令表符号、名 称功 旎电路表示操作元件程序步LD取常升/点至与专算起始1)|( YWI )X- Y» Ma 晨 C，S1L

15、DI取反常用触点逻辑运算起始匕 L L L CtS1加I制出线图驱动J | ( YCO)匕出t, a s九斯1,特此2,工 a, a 3-31 .用法示例2 .使用注意事项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52触点串，并联指令表苻号.名 称功能电路表示操作元件程廖 步与常开触点串联连接一11I、,，饰,Xt Xt lb S, Tr c1加与非.i：. 1；/连嗅1|YGM )& f, lb 5, L C1OR或常开触点并联连接11IIi ¥(K)5 1£ 晨 11, S, c1国工或非常闭触

16、点并联连接p( Yuu st f, r. S, T.C1图5-3触点串并联指令用法图2 .使用注意事项3 .连续输出如图5-4 (a)所示，OUT M1指令之后通过X1的触点去驱动Y4,称为连续输出LDNM：匚4OLH1YW4AMX>：Xj5MH1MPS6(MHMlAKDXCWL1XW2 XQOOHIJCDOIT |(YOO1LDA Nt0UMlANDX；HJ|Q1JT10不推界屯*图石4连埃输出电解5.1.3 电路块连接指令 ORB/ANB表丁 3电路块茂接指令表祥号、名 称功能电路表示操作元件程序 步oo电蔚块或聿联电路的并蒙连接11七Jll(Y0O5 )无1AXB电务诀与并联电路的

17、串联连接1111HH HH(Y0OJ !无11.用法示例电路块连接指令的应用如图5-5和图5-6所示宙令:&：a1 DX'KX.iAMDXi>JL2I.DXO023AND0034ORB5DIxno46ANDXU057ORB我OUT7(X)6图5方串联电路块并联IDXHOTi6ORB串联块井联ORX'M)17ORXiX)6IDp分支起点 SANH。前向电路申联ANDX003ORX003LDIX004 JI10OUTYO17ANDXiM)5图5速并联电路块串联5.1.4 多重输出电路指令 MPS/MPD/MPP多重输出电路指令如表5-4所示表5-4多重输出指令表符号,

18、名称功能电器襄示糅作元件程序 步MP3进栈进栈T门MRDMPP唱II1|<Y004J1|(YOOS)1|(YOT6)无1网旗模谗栈无1M?P出栈出栈无11.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XOOOHI-MRSVIRI)中川T卜MPSMPP中KMT卜TOMT4ThX007Tk2.使用注意事项TVtW)i10OCTY0(H0LDxooo-i¥«HJ1AN>X：KjJIIMRU2MPS1;ANDKOOS-1Y«I4;5ANDXUO2HOUIYfHrtJOLTTYom*14MRDtycxjs15MPIV15ANDX0D66oirrYMI1

19、6(M 1'1X>6tyom17l.lram17Ml叩8MPS18ANDX007tYOE!S»NJJXUM19OLIW7图5-7筒单1层栈01LbMPSxooo1112ORBANH2LDXOOI1.3OUT Y00I3ORX00214MPP4ANB15AND X0075(HIT¥0001&OUT Y0026MRD17LD X0107LDX003ISOR XOMSANDX004l!9ANBgLDX00520OUT Y00310ANDX006指令珞复杂1层栈5.1.5 置位与复位指令 SET/RST1 .指令用法示例指令用法示例如图5-9所示2 .使用注意

20、事项0246191418X(X a Of ococ a-fCLTT YfVV)1 (kST YOOOX)2I(SE-T MOX13 RST MO(<i I q门nXX)5 1 rft cnX珀 RST DOJ run0IDxoooISETY(W餐LDXOOI3RSTYOOO4LDX0025SETMOOO6LDxm7RSTM000S.DX0049Sl'TSOIILDX00512RSTSO【4LDX00615RSIDO时序*h16ENDXO .XIY0 |图5-9 SET、RST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 .使用注意事项绮

21、号.名祢动£电珞表示操作元 件程牛步PL写上升沿脉冲上升沿微分 输出XOOO1 |PLD MQ JY, M2PLF下降沿肚冲下降沿徵分 输出XOOI1 |(E,tl MlJ25.1.7 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 .使用注意事项表脉冲式触点指令表符号，名称功能电居表示操作元件程序 步LDF取上升沿 脉冲升沿脉冲谴辑 运算开始士|i Ml1X* Y* M- & T, C2LDF取下降沿 肱冲下降沿冰冲谡谓 运算开始pH|1. Ml )X, Y> M, 5， T， c2ANF与上升沿脉冲上升沿

22、秣冲串联 连接Hh)|(Ml)X,。虫 1 L C2ANF与下降沿 脉冲下降治减冲串戡 连接Hi1 Ml 1X, Yf M* Sr LC7 EaORF或上升沿 脉冲上升老味冲并歌连接11< M)XT Y,虬 S. T, c2ORF或下降沿 林冲下降沿赛冲并联 连接“| |1 Ml 1X. Y, % S. T, C7 口3 .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5Y主控触点指令表符号.名将功 能电路表示及操作元件程序步lie主控主柱山第块 底点一| |MC阑v嗔M 13I1CR主控复位主控3路土 终点丫点M 1、丸件便用乾楠MCR N

23、O '23 .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所示表5-9逻辑运算结果取反指令表狩号、名 称功 能电路表示碟作元件程序 步取反逻辑运算结果取 反冲理1(VX0无14 .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 END指令时，即进行输出处理表5To空操作和程序结束指令表符号、名 称功 能电路表示操作元件程序步VJP窄擦作无动作无无1曰D苛束输入蛹出处理，嚏序回 到第0步i t?Xrn 1无13 .2梯

24、形图的基本规则1.线圈右边无触点(YOOIT Y001一(YOO1 ) 不正确梯形图Hi|1 |(YO01)伯）正确梯形图图5-15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, SB2,电动机停止运行。(2)输入/输出(I/O)分配X0: SB1, X1 : SB2电动机起动运行，按下停止按钮(常开)，Y0:电动机(接触器)(3)梯形图方案设计图5-20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 5-21所示。，冉抬I

25、出的精*佑出生3图521电动机的起保停梯形图(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set yooo上心Y(XM)出由法？T卜XIXH 小HFX003出方法1M'J付）方法3图3-22单台电动机的两地控制梯形03.两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

26、M2才能起动（SB2）。(2)输入/输出分配X0:X2:Y0:电动机M1 （接触器1）,Y1 :电动机M2 （接触器2）。梯形图方案设计(3)2510X000HIX001Y000HI-I 卜X002HI41X003hP肾ET ¥000 (SEI Y00IRST YODORSI YOGIEND（b）方法2图5-23两台电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）XOOCHHxooo 0IX002 LIM0 ir0YO说明工XO得电2台后,Y0动作口电动机 M1起动（SB1）, X1 :电动机 M2起动（SB2）,电动机 M1停止（SB3）, X3:电动

27、机 M2停止（SB4）;图5-24得电延时合梯形图及时序图(2)失电延时断(如图5-25所示)XQOO TO oMlpHYOOOxooo , QsYOOO图725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。11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）XUU3XOtMCO1RST C0 K6 )xtxnflX0

28、04n123456rLTLnRrLrLTLrLn(YOO()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）XQOUHF-K5( 10)X000TIK5(T0K5 T1YOOO )KIO ni< Y00010END（酎方法】定时器分别记时10END 1方法2定时器累计计忖XOOO化）波形图O图5-28振荡电路一梯形图及输出波形图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io.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

29、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四、教学重点难点：(1)(重点)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

30、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梯形图中的辅助继电器(M)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

31、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SB SRI SB2 FRe、eeCOM XO XI X2 X3FX-48MRCQW Y1 Y2FU厚“平|o-220V LL? KM2/ KM1IZZ 1FU图5-36电动机正反转的外部接线图85-37电动机正

32、反转的建电器电路图所对应的梯形图06(a)简单优化。用辅助继电器优化图5-38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）表示。表5-11逻辑函数表达式与梯形图的对应关系逻辑任教表达 式桶形匡嘴辑函数表达式梯形图逻辑臼与“皿=口 X2XtM?l X(J02|(MUj“与”运算式lfO=Xl > X2 KnXOOI XHI-艇 Xn 11($Ki 卜逻辑“或”阿=X1+X2”或与"送其式M0 =(XI-KO) * X2 -

33、1 X(XJ ：IXOD2 3£DO1IL-J I , 11(Ki J11ii -iil-_J1逻辑啡”乂0 =XDOl时0 I父与/或”迄算式M0= (XI + H3 * XI)IWlTl1K值好 X(McI(MO)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

34、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5/ 2电动机Y/降压起动直值表自t占线 圈X0XIX2Y0Y1Y2TOY1i'OY2TO111000001一1000111 10000101II0(4)列出逻辑函数表达式(5)画出梯形图(6)优化梯形图X001 Y002I I升X000 X0O2K50<10X000X002 TO Y0024M川TWY001 )¥0011nY001 XOOCi X0002HI<¥000 >2127¥000IH1

35、0 XODO X002 ¥001 d IH-Y002«¥002 >END图3-43电动机Y/降压起动梯形图教学后记：通过学习,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)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

36、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

37、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。反转如2s反转、延时暂停计数+ 2t二K二厂次数到了 次数未到图6 - 工作流程图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

38、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7S20,暂彳S21,反转S22,暂彳S23,计数7S24。(2)搞清楚每个状态的功能、作用。状态的功能是通过PLC驱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

39、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。L S20 -I-_LTo L®>K30S21 K20T1S22 一|<22>T2 -CTO K30S23 K2°一T3<gO>K5CO RE-：T END62电动机循环正反转控制的状态转移6.1.3状态继电器类 别两占系列防访列汴成系列目 途初始状态SOS3. 10 点30T9,

40、10 点5。59, 1。点用于51T的初始状 态返回状态510- 51% 10 点510F18. 10 点510-S19, 10 点用于返回原点状 态一般状态SS0-S127* 108<S2059第.的0点S20-S499, 犯。点用于5FC的中间状 态掉由保持状态S0-S1S7. 口点503999.1000 点55005899， 如。点用干保接宙囱FT 状态信号报警展 态_一 一390 0SS9g.100点用作报鳖元件FX系列PLC的状态继电器6.1.4步进顺控指令FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触点（也叫步进开始）指令STL （Step Ladder）, 一条是步进返回

41、（也叫步进结束）指令 RET。1. STL指令STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为RET2. RET指令RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为STL S21ro-STL S22-DO-(jT) K20Tl-I I_ SET S22Ski S23图67 状态转移图和状态怫形图的对应关系X4布限K5O暂停I 0延时S22反转X3左眼RET ENDMS002_| |st i 同SO X0t n-11陨回S2QkOOX4丁 T ISFTS21TW血包)K50I I- SFT S22S22T 口 |0Hll®_ JI 对丁|1 IND |图6T 旋转工作台的状态转移图和悌形

42、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、M、S、T 等元件的线圈和应用指令。K2OS2L图6 5用M8002驱动SOS20S22S23S248002XIMO乒f-JMwr|s201s24|恨 STCO帜困10|skiJmc<TT> K2O<S

43、><T2>K3O<T3>K2()K5CO REI ENDH用MKOtXJ驱动SO注闲保证在运行过程中只起动一次，防止在运行过程中卷次按X1的多次起动(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ON一个扫描周期，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OUT指令进行状态转移。(8) STL触点右边不能紧跟着使用入栈(MPS)指令。STL指 令不能与MC、MCR指令一起使用。在 FOR、NEXT结构中、 子程序和中断程序中，不能有STL程序块，但STL程序块中可 允许使用最多4级嵌套的FOR、NEXT指令。(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S500S899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