PLC应用技术课件

第一章绪论PLC技术在电气自动化控制中的应用大学生职业资格鉴定对PLC应用技术的要求PLC技术在电气自动化控制中的应用什么是PLC?PLC的特点PLC技术在电气自动化控制中的应用PLC的组成PLC的工作过程PLCI/O处理示意图什么是PLC 可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。

PLC的特点通用性强，使用方便

功能强，适应面广

可靠性高，抗干扰能力强

编程方法简单，容易掌握

PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的柔性。体积小、重量轻、功耗低

PLC的应用开关量逻辑控制

运动控制

闭环过程控制

数据处理

通讯联网

PLC的组成PLC由四部分组成：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件PLC的工作过程PLCI/O处理示意图

大学生职业资格鉴定对PLC应用技术的要求高校学生PLC应用技术技能培训要求技能培训PLC样机型号的选择PLC应用技术的解题过程

第二章

ModiconMicroPLC的结构及基本指令

2.1概述

特点分类编程器使用

特点将电源、CPU、内存、I/O、及通讯板组合为一体

自带MODBUS/ASCALL通讯口，易于联网通讯

具有中断处理功能具有高分辨率的模拟量输入和输出通道I/O的扩展方便具有ModsoftLite编程软件

分类CPU311CPU411CPU512CPU612

编程器使用MODSOFTLite编程软件采用下拉式菜单进行操作

在线（ONLINE）和离线（OFFLINE）两种工作方式

2.2ModiconMicroPLC的外形结构

正视图左视图右视图底视图ModiconMicroPLC的外部I/O端子分布图

正视图

左视图

右视图

底视图

外部I/O端子分布图

2.3ModiconMicroPLC的I/O编址系统

概述离散量输入的地址分配离散量输出的地址分配输入寄存器的地址分配输出寄存器的地址分配ModiconMicroPLCI/O地址分配表

概述ModiconMicroPLCI/O地址码的组成

I/O数据的类型离散量与寄存器之间的转换

离散量输入的地址分配离散量输入的地址码的特征功能本机离散量输入地址的分配

离散量输出的地址分配离散量输出的地址码的特征功能本机离散量输出地址的分配

输入寄存器的地址分配输入寄存器的地址码的特征功能本机输入寄存器地址的分配输出寄存器的地址分配输出寄存器的地址码的特征功能本机输出寄存器地址的分配ModiconMicroPLCI/O地址分配表2.4ModiconMicroPLC的梯形图结构

编程语言与梯形图梯形图编程的注意事项梯形图编程的步骤ModiconMicroPLC梯形图的结构ModiconMicroPLC梯形图的扫描过程

编程语言与梯形图语句表语言（STL）梯形图编程语言（LAD）功能块图语言（FBD）

梯形图编程的注意事项能流只能从左边的母线流向右边母线。继电器触点和线圈只能作为水平元件使用。网络中，最右一列只能放置线圈。线圈如放在其他列，其右边不能放置任何指令。线圈在梯形图程序中只能使用一次，但作为该线圈的触点，可以在梯形图中多次使用。若梯形图中串联或并联的指令数超过网络规定的数值时，必须使用内部继电器经分段组合来完成

梯形图编程的步骤确定控制系统所需要的I/O点数，列出I/O地址分配表

画出PLC外部I/O端子的电气接线图

编写梯形图控制程序

调试梯形图控制程序

以文件形式保存梯形图控制程序

梯形图的结构梯形图的扫描过程

2.5ModiconMicroPLC的组态和I/O扩展技术

ModiconMicroPLC的组态

ModiconMicroPLC的A120模块I/O扩展法

ModiconMicroPLC的一体化MICROI/O扩展法

ModiconMicroPLC的组态所谓PLC的组态，就是指对PLC的运行环境进行设置。PLC组态内容包括：PLC的工作模式、PLC的型号、子机PLC的编号ID#、母机PLC所带的子机数、I/O单元的配置等等。

子机PLC与母机PLC之间的I/O资源分配。

ModiconMicroPLC的A120

模块I/O扩展法ModiconMicroPLC的一体化MICROI/O扩展法2.6ModiconMicroPLC的基本指令介绍

继电器逻辑指令

计数器指令

定时器指令

整数算术指令

移动寄存器与表数据

FIFO（先进先出）队列指令

查找一个表

数据块移动

布尔逻辑指令

数据矩阵位求反

数据矩阵位比较

数据矩阵位的检测与运算

COMM指令

继电器逻辑指令

计数器指令定时器指令算术指令移动寄存器与表布尔逻辑指令数据块移动指令2.7ModiconMicroPLC编程器（ModsoftLite）的使用

概述

LModsoft编程器主菜单的功能及使用

LModsoft梯形图编辑器菜单的功能及使用

概述（编程器的功能）编制用户程序；并具有显示、修改、插入、复制、删除等编辑功能；能（双向）传送应用程序。对PLC的进行组态，设置相关参数。监视PLC的运行过程。向PLC发出各种控制命令。

LModsoft编程器主菜单梯形图实用服务程序

（Utility）梯形图编程元素（Element）编辑(Edit)网络（Network）

参考号（Refs）

工具（Tools）

PLC操作（PLCOPS）退出编辑器菜单，返回主菜单（Quit）

LModsoft梯形图编辑器菜单的功能及使用

第三章

梯形图编程技巧3.1与门、或门、非门等基本

逻辑功能的实现3.1.1与、或、非控制

00004=10006×1000700005=10008+1000900006=100103.1.2正、负逻辑控制(狄·摩根定理)

00007=10011+10012=10011×1001200008=10013×10014=10013+100143.1.3异或逻辑功能的实现

输入变量：A端：10001B端：10002输出变量：S端：00001逻辑关系式：

S=A⊕B；或写成：00001=10001×10002+10001×10002

真值表：

梯形图控制程序：

3.1.4保持

–

清除功能

（R-S触发器功能）的实现

输入变量：R端：10002S端：10001输出变量：Q端：00001真值表：

梯形图控制程序：

3.1.5边沿触发、保持-清除功能（D型触发器功能）的实现输入变量：R端：10004S端：10003 D端：10005CLK端：10006输出变量：Q端：00001真值表：

梯形图控制程序：

3.1.6长延时功能的实现控制要求见信号时序图：

梯形图控制程序：

总延迟时间的计算：

T=2×0.1×5=10秒若需要进一步延长时间，可以增加定时器定时时间（包括时基、预置值）和计数器的预置值。

3.1.7 延迟断开电路逻辑功能

的实现

控制要求见信号时序图：

总的断开延迟时间等于定时器的定时时间，即：T=10×1秒=10秒

梯形图控制程序：

3.1.8微分电路（含正跳变触发和负跳变触发）逻辑功能的实现

本题要求用普通触点来实现正跳变触点和负跳变触点功能。A.正跳变触点信号时序图：

B.负跳变触点信号时序图：3.1.9 分频电路（含N分频电路）逻辑功能的实现

A.二分频功能的实现

B.2N次分频功能的实现（N为正整数）

C.（2N–1）次分频功能的实现（N为正整数）

3.1.10 振荡电路（含尖脉冲输出、周期和脉宽可调的方波输出三种）

A.尖脉冲输出

B.周期和脉宽可调的方波输出

3.1.11译码（显示）电路功能

的实现

例题 试设计十六层电梯控制梯形图中层楼定位、译码显示部分。

要求根据1--16层行程开关的状态,确定轿厢所在层楼,再根据轿厢所在层楼位置,用二个七段

LED数码管作十进制层楼位置显示。试画出

PLC端子接线图和

PLC梯形图控制程序。

3.2简单梯形图控制程序

的设计

3.2.1电动机转子串电阻启动控制

考题内容

将绕线转子异步电动机转子串电阻起动电气控制电路(按时间原则,三级起动)改造成用PLC控制,要求电动机每级起动电阻切换时间为20秒,启动毕,转入正常运转。任何一级启动电阻未接入，系统将无法启动。试画出电气控制主电路、PLCI/O地址分配表、端子接线图和PLC控制梯形图。

电气控制主电路

I/O地址分配表

PLCI/O硬件连接图

梯形图控制程序

思考题：

将异步电动机定子串电阻起动控制电路改造成用

PLC控制,电动机的起动时间设定为15秒,启动毕,转入正常运转。

试画出电气控制主电路、PLC端子接线图和

PLC控制梯形图。电动机转子串电阻启动控制。

将交流电动机Ｙ-△起动控制电路改造成用

PLC控制,当电动机启动后，先作15秒

Ｙ

启动运行,然后自动转入

△

运转,系统具有启动、停车和过载保护功能,试画出电气控制主电路、PLCI/O地址分配表、端子接线图和PLC控制梯形图。

3.2.2抢答控制

考题内容

试采用PLC梯形图设计一套智力竞赛抢答控制程序,有四组参加竞赛。

每组面前设置一个抢答按钮和一个抢答成功指示灯,主持人面前设置一个启动开关、系统复位按钮和电铃。当主持人宣读题目并宣布开始,随即合上起动开关,开始计时，此时，那一组先按下桌上的按钮,他桌上的指示灯点亮，而且电铃响,表示抢答成功，并封锁其他组抢答按钮。

若过经过20秒还无人能回答,则抢答结束。若那一组在主持人未宣布开始就按下桌上的按钮,则表示犯规，（灯亮，但电铃不响）将扣分。试画出PLCI/O地址分配表、端子接线图和PLC控制梯形图。

3.2.3电动机Y—△启动控制

考题内容

将交流电动机Ｙ-△起动控制电路改造成用

PLC控制,当电动机启动后，先作15秒

Ｙ

启动运行,然后自动转入

△

运转,系统具有启动、停车和过载保护功能,试画出电气控制主电路、PLCI/O地址分配表、端子接线图和PLC控制梯形图。

3.2.4汽车方向灯控制

考题内容

利用

LMODSOFT梯形图编程语言编写一段程序,实现汽车转弯方向灯闪光控制。 要求:灯光闪亮周期为1。1秒，其中，亮0.5秒,暗0.6秒,反复循环;右转弯受10001开关控制;左转弯受10002开关控制;报警(左右方向灯同时闪亮)受10003开关控制。 试画出PLCI/O地址分配表、端子接线图和梯形图控制程序。

第四章 开关量逻辑控制4.1按时间原则实现PLC开关

量逻辑控制演示实例4.1.1日历电子钟控制

考题内容

试设计精度为0.01秒的日历电子钟梯形图控制程序。当电源接通后，自行开始计时，并且以BCD码形式，将“秒”的当前值存入40053寄存器，将“分”的当前值存入40052寄存器，将“时”的当前值存入40051寄存器，将“日”的当前值存入40050寄存器。

I/O地址分配表

由于本题上电自行运行（未加控制），数据未要求输出，本表略。

PLCI/O硬件连接图

由于本题未使用I/O资源，I/O硬件连接图略。

日历电子钟控制梯形图控制程序：

日历电子钟控制思考题： （1）假如本题要通过10001开关来控制时钟的运行，请从新设计控制程序。

（2）假如本题要增加时钟校正功能，（“分”校正、“时”校正、“日”校正），请从新完成本题的各项设计内容。

（3）假如本题要增加时间显示功能，（用LED数码管显示：“日”、“时”、“分”、“秒”的当前值），请从新完成本题的各项设计内容。

4.1.2皮带传输线控制

考题内容

皮带传输线电动机拖动装置由

M1、M2、M3、M4四台电动机组成。启动时，为了避免在前段传输皮带上造成物料堆积，要求逆物流方向按一定的时间间隔顺序起动,其起动顺序为:M1→M2→M3→M4顺序起动,级间间隔时间为10秒。停车时,为了使传输皮带上不残留物料,要求顺物流方向按一定的时间间隔顺序停止,其停止顺序:M4→M3→M2→M1顺序停车,级间间隔时间为10秒。并且要求：

（1）紧急停车时,无条件地将

M1、M2、M3、M4立即全部同时停车。

（2）任何一台电动机发生过载时,(FR1、FR2、FR3、FR4中任何一个热继电器动作),其保护停车应该按上述顺序进行。

皮带传输线控制I/O地址分配表：

PLCI/O硬件连接图

梯形图控制程序4.1.3洗衣机控制4.1.3.1洗涤控制

考题内容

编制一个用PLC控制的单缸全自动洗衣机的洗涤动作，具体操作过程见下附图（全自动洗衣机洗涤动作流程图）。动作要求如下：

洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。

洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干。

洗涤完成由蜂鸣器报警。

停止按钮用来手动结束洗涤过程。操作面板上设有启动按钮SA及停止按钮SB。

洗涤控制I/O地址分配表：

PLCI/O硬件连接图：

梯形图控制程序4.1.3.2带有洗涤方式选择、水位选择的洗涤控制

考题内容

编制用PLC控制的全自动洗衣机的洗涤动作控制程序，要求增加洗涤方式选择（强洗或弱洗）、洗涤水位选择（高水位或低水位）。具体操作过程见下附图（全自动洗衣机洗涤动作流程图）。 动作要求如下：

洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警。

洗衣机通过高水位限位检测ST3、低水位限位检测ST2、零水位限位检测ST1来检测水位的高度位置（遇水则通，ON）。水位选择由一个按钮完成。洗涤方式（强洗或弱洗）选择也由一个按钮完成。用四个LED发光二极管来指示当前的工况状态。

考题内容洗衣机所需要的输入/输出信号有：

工作流程框图考题内容I/O地址分配表：

考题内容PLCI/O硬件连接图梯形图控制程序

4.1.3.3带有洗涤方式选择、水位选择的全自动洗衣控制程序设计（一洗二漂）

考题内容

全自动洗衣机通过三个开关

QS、SB1、SB2对洗衣机的洗涤过程进行控制：QS是系统运行控制开关，控制整个洗衣过程。SB1是洗涤方式选择按钮，控制强洗/弱洗两种洗涤方式的切换，即按一下，进入强洗状态，再按一下，又进入弱洗状态，如此反复循环。SB2是运行/暂停两种状态的选择按钮，即按一下，进入运行状态，再按一下，又进入暂停状态，如此反复循环。洗涤水位由机械方式实现控制，通过转换开关设置各种洗涤水位，由检测开关输出触点“通”、“断”信号，表示“水位到（ON）”及“水排空（OFF）”两种状态。洗衣程序必须经过一洗二漂，洗衣结束，报警提示10秒。整个工作过程，参见工作流程框图。 动作要求如下：洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警。

洗衣机所需要的输入/输出信号有

工作流程框图

I/O地址分配表

PLC

I/O硬件连接图

思考题

假如洗衣机通过电子手段检测水位，设置

ST1、ST2、ST3三个水位检测开关来检测缸内水位的高低：（检测开关遇水则通，

ON）：当水位上升到低水位时，ST1、ST2检测开关导通（ON）；当水位上升到高水位时，ST1、ST2、ST3检测开关同时导通（ON）；当缸内水位排空时，ST1、ST2、ST3检测开关全部关断（OFF）。请从新完成本题的各项设计内容。

4.1.4单时段十字路口交通信号灯控制系统设计与调试

考题内容

交通信号灯控制系统受一个起动按钮、一个停车按钮控制。按动起动按钮，则系统开始工作，按动停车按钮，则系统停止工作。系统控制的对象有九