PLC与传感器教案

课题一入厂安全教育[教学目的]1.、了解本生产实习课的任务2、学习实习工厂的各项规章制度和安全操作规程；3、自觉遵守厂纪厂规，重视安全文明生产和实习。[教学重点]学习实习工厂的各项规章制度和安全操作规程；[教学内容](一) 、生产实行教学课堂管理制度 1、学生实习课前必须穿好工作服，戴好工作帽和其他防护用品，由班长负责组织提前进入实习课堂，准备实习。 2、考勤后讲课时，要专心听讲，做好笔记。上课时，进出课堂应得到教师的许可。 3、操作示范时，要认真观察，不得拥挤和喧哗，更不得用手触摸设备。 4、学生要按分配的工作位置进行练习，严格遵守劳动纪律，有事请假，不得早退，不得窜岗，不允许私开他人的设备。 5、严格遵守安全操作规程，安检员要协助教师做好安全工作，防止发生人员伤亡和设备事故。 6、严格按照实习课题要求，保质保量按时完成生产实习任务，认真自评和撰写实习报告，不断提高操作水平。7、爱护公物财物，珍惜一滴油、一滴水、一度电，修旧利废，勤俭节约。 8、保持实习场所的整洁，下课前要清扫场地、保养设备、收拾好工具材料，关闭电源，关好门窗，经教师检查后方可收工。 9、结束实习时，经教师清点人数，总结完毕后方可离开。（二）、生产实习教学做到“十不准”不准闲谈打闹不准擅离岗位不准干私活不准私带工具出车间不准乱放工量具、工件不准生火烧火不准设备带病工作不准擅自拆修机器不准乱拿别人的工具材料不准顶撞老师和指导教师（三）、安全操作的“一想、二查、三严格” 1、一想：当天生产中有哪些不安全因素以及如何处置，做到把安全放在首位 2、二查：查工作场所，机械设备、工具材料是否符合安全要求，有无隐患，如果发现有松动、变形、裂缝、泄露或听到不正常的声音时应立即停车，并通知有关技术人员检修，确认各种机械设备、电器装置在安全状态下使用，还需查自己的操作是否会影响周围人的安全，防护措施是否妥当。 3、三严格：严格遵守安全制度，严格执行操作规程，严格遵守劳动纪律，保证安全生产。（四）、电工（电子）安全操作规程 1、生产实行期间，必须严格执行本专业的安全技术操作规程，服从老师安排指导。2、生产实习作业时，必须精神集中，禁止开小差和他人谈笑而分散注意力。3、电路未经验电，应视作有电处理，不得用手触摸，避免事故的发生。4、电器设备出现故障，应先切除电源，确认无电后方可处理，而且在电源开关处挂上“不准合闸”的标志。5、电器设备的使用必须设合适保险丝或空气开关，行灯使用应当是36V安全电压。6、不属正常使用的设备、仪表，不得随便开动。7、中途停电的设备必须关闭电源。8、易燃易爆物品，不得放在容易发生火花的电源附近，避免引起火灾或爆炸事故。9、要带电作业时，必须穿戴好绝缘可靠的带护用品工具，确认与地面绝缘后，应按“用电禁令”的原则逐项作业。10、高空作业时，必须使用安全带，检查登高工具，地面辅助人员必须戴上安全帽，避免跌落物品所致事故的发生。11、使用梯子时，梯子与地面的角度应以60°为宜，在摩擦力较小的地面使用梯子时，要有防滑措施。12、检查变压器时，应先断跌落式开关电源，然后用裸金属线短路实验，确认无残余电后，才能进入作业。13、出现人身触电事故应立即切断电源，然后进行正确的挽救方法。14、下班前，必须对所有使用的动力设备电器进行检查，并关闭电源，清理收拾工具后方能离开工作岗位（五）小结1、如何遵守校纪厂规安全实习？2、安全生产实习的重要性？（六）安全教育考核事先准备理论试卷，内容为安全知识，考试时间60分钟。课题二PLC概述与接口[教学目的]1、掌握可编程序控制器的结构特点及作用；2、熟悉可编程序控制器的输入、输出连接方式。[教学重点]掌握PLC结构和I/O接线方式。[教学回顾]在实习过程中有那些安全注意事项及安全的重要性。[教学内容]一、什么是PLCPLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。二、PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强2、配套齐全，功能完善，适用性强3、易学易用，深受工程技术人员欢迎4、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5、体积小，重量轻，能耗低三、PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1、开关量的逻辑控制2、模拟量控制3、运动控制。4、过程控制5、数据处理6、通信及联网二、PLC的结构（一）硬件构成1、中央处理单元（CPU）(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。(4)将处理结果送至输出端。(5)响应各种外部设备的工作请求。2、存储器（ROM/RAM）（1）系统程序存储器（ROM）

用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据，PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。（2）用户存储器（RAM）

包括用户程序存储区和工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的内容，一般用锂电池来保持。

注意：PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的3、PLC输入端口电路一个最基本的电路包括了电源、负载、导线、开关四部分，PLC的输入端口电路如右图所示，在PLC输入端口的内部包含了电源、负载、导线，所以我们只要在PLC的输入端口外部接上一个开关就可以了。4、PLC输出接口电路输出回路就是PLC的负载驱动回路，输出回路连接的示意图如右图所示。PLC的输出点其实就是一个开关，要构成一个回路的话在外部必须接电源和负载，用导线将外部将负载、电源和PLC内的开关连接成一个回路，这样负载的状态就由PLC的输出点进行控制，输出点动作负载得到驱动。负载电源的规格应根据负载的需要和输出点的技术规格进行选择。输出分为继电器输出、可控硅输出和晶体管输出三种形式。其中，继电器输出和可控硅输出适用于大电流输出场合，晶体管输出、可控硅输出适用于快速、频繁动作的场合。相同驱动能力，继电器输出形式价格较低。在实现输出回路时，应注意的事项如下。1）输出点的共COM问题一般情况下，每个输出点应有两个端子，为了减少输出端子的个数，PLC在内部将其中的一个输出点采用公共端连接，即将几个输出点的一端连接到一起，形成公共端COM。FX2N系列PLC的输出点一般采用每4个点共COM连接。在使用时要特别注意，否则可能导致负载不能正确驱动。（实例）2）输出点的技术规格不同的输出类别，有不同的技术规格。我们应根据负载的类别、大小、负载电源的等级、响应时间等选择不同类别的输出形式。要特别注意负载电源的等级和最大负载的限制，以防止出现负载不能驱动或PLC输出点损坏等情况的发生。3）多种负载和多种负载电源共存的处理同一台PLC控制的负载，负载电源的类别、电压等级可能不同，在连接负载时（实际上在分配I／O点时），应尽量让负载电源不同的负载不使用共COM的输出点。若要使用，应注意干扰和短路等问题。五、小结认真思考、掌握PLC的结构、PLC的连接方法以及PLC的选择。六、作业1、如何选择PLC。2、叙述PLC的结构及特点。3、PLC的I/O如何接线。课题三PLC的工作原理[教学目的]1、了解PLC的工作原理；2、熟练的利用PLC的工作原理进行编程。[教学重点]巧妙的利用PLC的循环扫描工作原理编写程序。[教学回顾]1、PLC的内部结构由哪几部分组成？2、PLC的I/O如何接线？有哪些注意事项？3、如何选择PLC？[教学内容]分析以下两段程序有什么不同，结果如何。程序结果：按下X0，Y0、Y1、Y2全部得电。程序结果：按下X0，Y0得电，再次按下X0，Y0、Y1得电，第三次按下X0，Y0、Y1、Y2全部得电。这两个程序都一样，只是在结构上有少许变化，把Y0、Y2的驱动电路部分交换了位置，但是结果就相差甚远。PLC的工作原理开机自检输入扫描开机自检输入扫描程序执行输出刷新输入扫描过程是将PLC的输入端子上的状态保存到PLC内部的输入映像寄存器中。程序执行过程是根据PLC内部各软元件的状态从上到下，从左到右执行程序，在程序执行的时候随时修改各软元件的状态。输出刷新是将PLC需要对外输出的软元件在程序执行后的最后状态输出至外部。（在程序执行的过程中输出软元件的状态变化不会输出到PLC外部，只有在输出刷新后才使PLC的输出状态变化。）根据PLC的工作方式分析程序第一段程序分析：X0Y0Y1Y2000011110111初始状态：因为所有元件均是非锁定型的，所以初始状态均为0；输入扫描：如果按下按钮，则X0的状态为1；程序执行：X0为1，所以X0常开触点闭合，Y0得电，接下来扫描下一行程序，X0、Y0得电，所以Y1得电，再扫描第三行，X0、Y1得电，所以Y2得电，最后扫描到END指令后程序执行结束。输出刷新：将内存中所有Y最后的状态输出到PLC输出点上（使PLC的硬件触点动作）。第二段程序分析：X0Y0Y1Y20000110001001110011011110111初始状态：因为所有元件均是非锁定型的，所以初始状态均为0；第一周期：输入扫描：如果按下按钮，则X0的状态为1；程序执行：X0接通，但是Y1原来的状态为0，所以Y2不能得电，扫描下一行时，X0接通，但是Y0原来的状态为0，所以Y1不能得电，扫描第三行时，X0接通，所以Y0得电。输出刷新：将内存中所有Y最后的状态输出到PLC输出点上（Y0被点亮）。第二周期：输入扫描：如果继续按下按钮，因为我们使用的是X0的脉冲触点，而脉冲触点只能接通一个周期，所以虽然按钮被按下，但是X0的脉冲触点不会再接通；程序执行：X0为0，Y2、Y1都不能得电，而Y0自锁。输出刷新：将内存中所有Y最后的状态输出到PLC输出点上（Y0被点亮）。第三周期：输入扫描：如果再次按下按钮，则X0的状态为1；程序执行：X0接通，但是Y1原来的状态为0，所以Y2不能得电，扫描下一行时，X0接通，是Y0原来的状态为1，所以Y1得电，扫描第三行时，X0接通，所以Y0得电。输出刷新：将内存中所有Y最后的状态输出到PLC输出点上（Y0、Y1被点亮）。接下来的几个周期同样分析。巧妙利用PLC的工作原理编写程序上升沿脉冲产生下降沿脉冲产生交替输出分析以上程序是如何工作的五、作业：用一个按钮控制一个灯，按下按钮后灯亮，再次按下按钮后灯灭，再次按下按钮，灯亮，再次按下……如此循环。请用基本指令实现以上功能。课题四PLC的内部器件[教学目的]1、掌握PLC内部器件的种类及功能；2、熟悉各种内部器件的符号、数量及各种参数；[教学回顾]1、PLC是怎么工作的？2、如何根据PLC的工作原理分析程序？[教学内容]（本课程主要以FX2N-48MR系列机型来讲解）一、输入继电器（X）外部开关或传感器送来的信号通过输入接线端子与输入继电器连接。输入继电器的定义是：X0~X27，按八进制编号，共24点。二、输出继电器（Y）输出继电器把PLC的输出部分信号通过一对常开触点传送到输出接线端子，驱动外部负载。输出继电器的定义号为：Y0~Y27，按八进制编号，共24点。三、辅助继电器（M）PLC的内部辅助继电器相当于继电接触器电路中的中间继电器，不作直接输出。内辅的定义为：通用辅助继电器：M0~M499，共500点。断电保持辅助继电器：M500~M1023，共524点。特殊辅助继电器：M8000~M8255，共256点。列举个别功能如下：M8000：运行监控M8002：初始脉冲M8011：10ms时钟脉冲M8012：100ms时钟脉冲M8013：1s时钟脉冲M8014：1min时钟脉冲M8033：PLC停止时输出保持M8034：禁止全部输出M8040：禁止状态转移四、状态元件（S）状态元件是步进顺序控制中的重要元件。其定义号为S0~S999，其中①存放初始状态；S0~S9，共10点。②回零：S10~S19，共10点。③通用：S20~S499，共480点。④停电保持：S500~S899，共400点。⑤故障诊断报警：S900~S999，共100点。五、定时器（T）PLC的内部定时器相当于继电接触器电路中的时间继电器。①通用定时器：100ms定时器定义号为T0~T199，共200点。10ms定时器定义号为T200~T245，共46点。②积算定时器：1ms积算定时器定义号为T246~T249，共4点。100ms积算定时器定义号为T250~T255。共6点。六、计数器（C）内部计数器定义范围为①通用型：C0~C99，共100点。②停电保持型：C100~C199，共100点。七、数据寄存器（D）常用的数据寄存器的编号为：①通用：D0~D199，共200点，②停电保持用：D200~D511，共312点。八、小结要求在课后认真复习，掌握每一种内部器件的定义范围、如何使用。九、作业1、利用PLC对一台三相异步电动机进行控制，要求对电机实现双重联锁正反转，写出I/O分配表，画出接线图，并调试程序：2、利用PLC对二台三相异步电动机M1，M2进行控制，要求当M1启动后才能启动M2，当M2停止后M1才能停止，写出I/O分配表，画出接线图，并调试程序：课题五PLC的基本指令[教学目的]1、掌握指令语句的结构；2、熟悉20个基本指令的符号及功能作用；3、掌握简单的PLC的编程方式。[教学回顾]PLC内部器件的定义范围、如何使用？[教学内容]一、PLC的指令是将梯形图中各种逻辑关系以规定指令表示的一种方式，它的组成格式为：步序指令操作数（元件号）1、LDLDIOUT指令LD（取）：将常开触头与左母线联接，逻辑运算起始；LDI（取反）：将常闭触头与左母线联接，逻辑运算起始；OUT（输出）：驱动线圈。上图的指令程序为：LD X0OUTY0LDIX1OUTY12、ANDANI指令AND（与）：串联常开触头；ANI（与非）：串联常闭触头。上图的指令程序为：LDX0ANDX1ANIX2OUTY03、ORORIOR（或）：并联常开触头；ORI（或非）：关联常闭触头。上图的指令程序为：LDX0ORY0ORIX3ANIX2OUTY04、ORB指令ORB（电路块或）：并联一个串联电路。上图的指令程序为：LDX0ANDX1LDX3ANIX4ORBANIX2OUTY05、ANB指令ANB（电路块与）：串联一个并联电路。上图的指令程序为：LDX0ORX3LDX1ANIX2ORIX4ANBOUTY0MPSMRDMPP指令MPS：进栈指令MRD：读栈指令MPP：出栈指令上图的指令程序为：LDX0MPSANDX1OUTY0MRDANIX2OUTY1MRDANDX3OUTY2MPPANIX4OUTY37、MCMCR指令MC：主控电路块起始，操作数N0~N7；MCR：主控复位指令。上图的指令程序为：·8、SETRST指令SET：元件置位即自保状态指令；RST：元件复位状态指令。9、PLSPLF指令PLS：上升沿微分输出指令。PSF：下降沿微分输出指令。10、NOP指令11、NOP：空操作指令。 12、END指令END表示程序结束指令。二、小结：要求一定要掌握各种指令的用法。三、作业1、能够根据梯形图写出指令，也能够根据指令画出梯形图。2、控制要求：

按下启动按钮后，第一个指示灯亮5秒后，第二个指示灯亮；第二个指示灯亮5秒后，第三个指示灯亮；第三个指示灯同时亮5秒后，全部熄灭；5秒后，开始循环工作；按下停止按钮，指示灯全部熄灭。试用步进指令设计控制程序，要求画出状态转移图，梯形图并写出指令语句表。

课题六PLC编程软件的使用[教学目的]1、熟悉SWOPC—FXGP／WIN—C操作操作系统，并能熟悉地上机操作编写程序；2、熟悉SWOPC—FXGP／WIN—C操作系统的各种功能（写入、写出、运行、监控等）；[教学重点]能熟练运用熟悉SWOPC—FXGP／WIN—C操作系统进行编程和调试。[教学回顾]1、PLC的指令包括哪些？2、PLC的指令各有什么功能？[教学内容]一、使用环境硬件要求：计算机配备有80486或更高的计算机。配制一条RS232/RS422通讯电缆。软件的使用（一）系统的启动与退出要想启动SWOPC—FXGP／WIN－C可用鼠标双击桌面上的图标：双击启动后打开如下画面：图1打开的SWOPC—FXGP／WIN—C窗口以鼠标选取[文件]菜单下的[退出]命令，即可退出SWOPC—FXGP/WIN—C系统。（二）文件的管理1）创建新文件创建一个新的顺控程序的操作方法是：通过选择[文件]－[新文件]菜单项，或者按[Ctrl]＋［N］键操作，然后在PLC类型设置对话框中选择顺控程序的目标PLC类型，如图3所示（类型设置对话框）。图3PLC类型设置对话框2）打开文件从一个文件列表中打开一个顺控程序以及诸如注释数据之类的数据，操作方法是：先选择[文件]打开菜单或按「Ctrl」+[O]键，再在打开的文件菜单中选择一个所需的顺控指令程序后，单击[确认]即可，如图4所示。图4打开的文件菜单3）文件的保存和关闭保存当前顺控程序，注释数据以及其他在同一文件名下的数据。如果是第一次保存，屏幕显示如图5所示的文件菜单对话框，可通过该对话框将当前程序赋名并保存下来。操作方法是：执行[文件]-[保存]菜单操作或[Ctrl]+[S]键操作即可。将已处于打开状态的顺控程序关闭，再打开一个已有的程序及相应的注释和数据，操作方法是执行[文件]-[关闭打开]菜单操作即可，如图2所示。（三）梯形图编程1）编辑操作梯形图单元块的剪切、拷贝、粘贴、删除、块选择以及行删除和行插入，通过执行[编辑]菜单栏实现。②元件名的输入、元件注释、线圈注释以及梯形图单元块的注释，可通过执行[编辑]菜单栏实现。2）元件输入触点、线圈符号、特殊功能线圈和连接导线的输入，程序的清除，通过执行[工具]菜单栏实现。3）梯形图的转换将创建的梯形图转换格式存入计算机中，操作方法是执行[工具]-[转换]菜单操作或按F4键。在转换过程中显示梯形图转换信息，如果在不完成转换的情况下关闭梯形图窗口，被创建的梯形图被抹去。4）查找光标到程序的顶、底和指定程序步显示程序，有关元件接点、线圈和指令的查找，元件类型和编号的改变，元件的替换，通过执行[查找]菜单栏实现。（四）指令表编程执行[视图]-[指令表]或按[N]键操作可实现指令表状态下的编程；通过[视图]-[指令表]或[梯形图]，可实现指令表程序与梯形图程序之间的转换。（五）程序的检查执行[选项]-[程序检查]，选择相应的检查内容，然后单击[确认]，可实现对程序的检查。（六）程序的传送传送功能如下：[读入]：将PLC中的程序传送到计算机中。[写出]：将计算机中的程序发送到PLC中。[校验]：将在计算机与PLC中的程序加以比较校验，操作方法是执行[PLC]－[传送]-[读入]、[写出]、[校验]菜单完成操作。操作菜单如图9所示。图9PLC写出菜单传送程序时，应注意以下问题。1）计算机的RS232C端口及PLC之间必须用指定的缆线及转换器连接。2）执行完[读入]后，计算机中的程序将被丢失，原有的程序将被读入的程序所替代，PLC模式改变成被设定的模式。3）在[写出]时，PLC应停止运行，程序必须在RAM或EE－PROM内存保护关断的情况下写出，然后进行校验。（七）监控操作1）设置显示元件设置在元件登录监控中被显示的元件，操作方法是在元件设置对话框中对以下各项进行设置。[元件]：设置为待监控的起始元件。有效的元件为位元件X、Y和M；字元件S、T、C和D；变址寄存器V和Z。[显示点数]：设置由元件不断表示的显示点数，最大登录数为48点。[刷新屏幕]：清除已显示元件，显示新的指定元件。设置完成后点击登录按钮或按[Enter]键。2）元件监控监控元件单元的操作方法是执行[监控/测试]-[元件监控]菜单操作命令，屏幕显示元件登录监控窗口。在此登录元件，双击鼠标或按[Enter]键显示元件登录对话框。设置好元件及显示点数，再单击确认按钮或按[Enter]键即可。3）元件测控①强制PLC输出端口（Y）输出ON／OFF。操作方法是执行［监控/测试］－［强制Y输出］操作，出现强制Y输出对话框。设置元件地址及ON／OFF状态，点击运行按钮或按[Enter]键，即可完成特定输出。②强行设置或重新设置PLC的位元件状态。操作方法是执行[监控/测试]-[强制ON/OFF]菜单命令，屏幕显示强制设置，重置对话框。在此设置元件SET／RST，点击运行按钮或按[Enter]键，使特定元件得到设置或重置。③改变PLC字元件的当前值。操作方法是执行［监控/测试］－［改变当前值］菜单选择，屏幕显示改变当前值对话框如图10所示。在此选定元件及改变值，点击确认按钮或按[Enter]键，选定元件的当前值则被改变。④改变PLC中计数器或计时器的设置值。操作方法是在梯形图监控中，如果光标所在位置为计数器或计时器的输出命令状态，执行［监控/测试］-［改变设置值］菜单操作命令，屏幕显示改变设置值对话框。在此设置待改变的值并点击确认按钮或按[Enter]键，指定元件的设置值被改变。如果设置输出命令的是数据寄存器，或光标正在应用命令位置并且D、V或Z当前可用，该功能同样可被执行。在这种情况下，元件号可被改变。图10强制设置/重置对话框注：梯形图的输入必须遵循PLC的执行方式，即从左至右，从上到下。梯形图输入过程中或输入完成时，必须先对梯形图进行转换，再存盘。存盘的文件名可以任意，但不能超过八位。文件的扩展名规定的，只能用.PMW。二、总结要求学生熟练掌握软件的操作，梯形图的输入、转换、存盘以及编辑修改。三、作业将梯形图程序输入电脑，功能自定。课题七PLC的编程原则与步骤[教学目的]1、掌握PLC的一般编程原则；2、掌握PLC的编程技巧；3、熟悉运用基本指令进行编程。[教学重点]熟悉运用基本指令进行编程。[教学回顾]PLC的软件的操作，梯形图的输入、转换、存盘以及编辑修改？[教学内容]一、PLC的编程原则（1）程序应按自上而下，从左至右的顺序编制。（2）同一编号的输出元件在一个程序中使用两次，即形成双线圈输出，双线圈输出容易引起误操作，应尽量避免。但不同编号的输出元件可以并行输出，如图1所示。图1双线图及并行输出（3）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过一个没有使用元件的常闭触点或者特殊辅助继电器M8000（常ON）来连接，如图2所示。图2线圈与母线的连接（4）适当安排编程顺序，以减小程序步数。1）串联多的电路应尽量放在上部，如图3所示。图3串联多的电路应放在上部2）并联多的电路应靠近左母线，如图4所示。图4并联多的电路应靠近左母线（5）不能编程的电路应进行等效变换后再编程。1）桥式电路应变换成图5所示的电路才能编程。图5桥式电路的变换方法2）右边的触点应放在线圈的左边才能编程，如图6所示。图6线圈右边的触点应置于左边（6）对复杂电路，用ANB、ORB等指令难以编程，可重复使用一些触点画出其等效电路，然后再进行编程，如图7所示。图7复杂电路编程技巧二、编程步骤以“Y—△”降压起动控制系统编程为例讲述PLC的编程步骤1、分析I/O的点数I/：起动按钮SB1停止按钮SB2电动机过载保护FRO/：KM1KM2KM1KM32、定义I/OI/：起动SB1：X1O/：KM1：Y1停止SB2：X2KM2：Y2过载保护FR：X0KM3：Y3主电路图如下：3、I/O接线图如下:4、设计梯形图和指令程序如附页。5、程序的传送及调试三、小结这次课的主要内容是PLC编程的原则及编程的步骤，要求同学们熟练地掌握并能灵活的应用。五、作业1、控制要求：有三组参加智力竞赛，每组桌上有一个抢答按钮，主持人出题完喊开始，各组按各自桌上的抢答按钮，只有最先按下按钮的那组桌前的指示灯亮。此后其它组按下按钮也无效，抢答完后，主持人按下复位按钮，可以下一轮的抢答。写出I/O分配表，画出接线图，并调试程序：2、控制要求一个三组抢答器，任一组抢先按下键后，显示器能及时显示该组的编号，同时锁住抢答器，使其它组按下按键无效，抢答器有复位开关，复位后可以从新抢答。I/O分配，接线图，调试并运行程序。

课题八步进控制及状态流程图[教学目的]1、了解步进控制的概念及意义；2、掌握步进控制指令及使用注意事项；3、熟悉步进指令的编程方法和特点；4、掌握步进控制中状态流程图的画法；5、能运用步进指令熟练进行编程。[教学重点]1、状态流程图的画法；2、步进指令的编程方法。[教学回顾]PLC的编程原则有哪些？编写PLC程序时有哪些步骤？[教学内容]一、状态元件FX系列PLC的状态元件一般有近百点到几百点，如下表所示。初始化状态元件一般用PLC运行后的初始化脉冲特殊继电器M8002置位或由其他初始信号(例如机械工作的原位信号)将初始值置位。其它元件状态由状态转移条件决定。当状态转移条件满足,状态开始从初始化状态转移，转移后的状态被置位，而转移源的状态自动复位。这种状态的转移用状态转移图来描述。二、状态转移图状态转移图又称状态流程图，它是表明步进顺控系统的控制过程、功能和特性的一种图形。右图为一简单的状态转移图。图中S0为初始状态，用双线方框表示。它由M8002驱动，当PLC由STOP，RUN切换瞬间，初始化脉冲使S0置1。其它状态元件用方框表示。方框间线段表示状态转移的方向，习惯上由上至下或从左到右。线段间的短横线表示转移的条件，与状态方框连接的横线及线圈，表示状态驱动的负载。右图的状态转移和驱动的原理如下：当PLC机开始运行，M8002产生一初始脉冲，使初始化元件S0置1。当启动按钮X0接通，状态转移到S20。S20置1，同时S0复位到零，S20马上驱动Y1当转移条件X1接通，状态从S20转移到S21，使S21置1，而S20则在下一执行周期自动复位到零，Y1线圈也就断电。当S21置1，驱动线圈Y2。与此相似，当X2接通，状态转移到S22，驱动Y3，当X3接通，状态转移到S23，驱动Y4。当x4接通，状态转移回到S0，使初始化状态S0又置位。控制过程可不动作。三、步控的基本指令顺控有两个基本指令1、STL指令功能：使状态元件S置位，步进开始。驱动S状态元件。步进STL触点只有触点用符号或表示，当转移条件满足，状态立，其STL触点闭合，驱动负载。当状态转移，STL指令断开时，使与该指令有关的其他指令执行。2、RET指令功能：表示该步进控制结束，返回。RET指令无操作数。四、步进梯形图和指令程序把步进顺控指令STL、RET与梯形图基本指令LD、LDI等结合，可形成步进梯形图(又称梯形图)表示步进顺控执行的过程。下图为对应于上图的步进梯形图和指令表程序。编制步进梯形图和写指令时要注意。(1)初始状态元件用初始脉冲M8002或其它条件置位。(2)各状态元件被置位，其常开STL触点闭合，可驱动线圈或在满足条件下进行状态转(3)STL指令为一与主母线连接的常开触点指令。STL触点的右方，可以看成提供一子母线。此子母线可直接连接线圈及通过触点完成驱动或置位功能。连接在子母线的触点用LD、LDI指令。(4)条件转移对初始状态重新置位时，用OUT，而不是用SET。(5)返回主母线用RET，不带参数。(6)步进梯形图和指令不能使用MC、MCR指令，而MPS等指令也不能紧接着STL触点使用。(7)步进梯形图允许在不相邻的步进段，重复使用同一编号的输出线圈和定时器，因此可减少在梯形图中使用的定时器的数目提供了步进编程的方便。小结1、顺序控制编程包括哪些指令（STL、RET）。2、顺序控制编程的原则3、顺序控制编程的注意事项六、作业液压动力滑台的控制：设计一个液压动力滑台二次工进的控制程序，其工作循环如下，电磁阀动作表如下电磁阀动作顺序表YV1YV2YV3YV4快进+——+——一次工进+——————二次工进+————+快退——+————停止————————

课题九选择性分支状态转移图的编程[教学目的]1、掌握选择性分支的应用方法和范围；2、能熟练编写选择性分支状态转移图；3、掌握选择性分支步进指令编程[教学重点]掌握选择性分支步进指令编程[教学回顾]1、顺序控制编程包括哪些指令（STL、RET）。2、顺序控制编程的原则是什么？3、顺序控制编程的注意事项有哪些？4、顺序控制编程的三要素是什么？[教学内容]所谓选择性分支，就是在流程图中先分支，后条件。比如做一件事情可以有很多种方式可以完成。这就是先有路（即分支），后有条件（即买什么票），都可实现同一个目的。下面以一个例子来讲解：1、按照编程的原则和方法，其编程步骤如下。2、编程注意事项①严格遵守编程原则：集中处理分支和汇合。②进行汇合前驱动时，每个分支中间状态的驱动和转移处理不能遗漏。③严格按分支顺序进行编程，即第一分支、第二分支……，分支数不能超过8个。3、程序的调试及运行SFC具有良好的可读性，可先阅读SFC预测其结果，然后再上机运行程序，观察运行结果，看是否符合控制要求。若出现局部问题可充分运用编程器的监控和测试功能进行调试；若出现整体错误，应重新审核程序，对照编程原则和编程方法进行全面检查。①各状态的驱动处理检查运用编程器的监控和测试手段，强迫其对应的状态元件激活，若负载还有其他条件，需将这些条件加上，看负载能否驱动。若能正常驱动，表明驱动处理正常，问题在状态的转移处理上；若不能正常驱动，表明问题在程序上，需要检查该状态对应的驱动程序。②状态的转移处理检查同样运用编程器的监控和测试手段。首先使SFC初始化状态激活，依次使转移条件动作，监控各状态能否按规定的顺序进行转移。若不能正常转移，故障可能有以下几种情况。a.转移条件为ON没有任何状态元件动作，则表明编程或写入时软元件编号错误（转移条件或状态元件的编号）。b.状态元件发生跳跃动作，则表明编程或写入时出现混乱。c.状态元件动作顺序错乱，或分支错乱或汇合错乱，则表明编程时，编程原则和编程方法使用不当，应严格检查程序。③常见故障a.编程错误没有正确使用编程原则和编程方法；程序书写错误（包括软元件、指令、语法）。b.写入错误在程序写入PLC时出现手误。编程及程序写入是一项细致的工作，一定要认真、细心，防止出现不必要的错误。二、小结选择性分支编程是先分支，后条件。并且要注意什么时候分支，什么时候汇合，它们的编程方法。三、作业PLC控制双面铣床的设计。设计任务与要求如下：1．任务：工作台来回往返运动由液压驱动，工作台速度和方向由限为开关SQ1~SQ3控制。工作台与主轴循环工作过程为：工作台起动→向右快进（左动力头）→减速工进，同时主轴起动，加工结束→停止工进，主轴延时10秒停转→工作台向左快退回原位→进入下一循环工作状态；右动力头的运行方向与左动力头相反。2．要求（1）PLC梯形图设计时，工作方式设置为自动循环、点动、单周循环和步进四种。（2）、主轴只在自动循环和单周循环时，才起动。（3）、要有必要的电气保护和联锁。（4）、自动循环时应按下图的顺序动作。课题十步进顺控并行性分支编程[教学目的]1、掌握并行性分支的应用方法和范围；2、能熟练编写并行性分支状态转移图；3、掌握并行性分支步进指令编程[教学重点]掌握并行性分支步进指令编程[教学回顾]1、什么叫选择性分支？选择性分支编程如何分支？如何汇合？2、选择性分支编程有哪些注意事项？[教学内容]步进顺序控制编程包括选择性分支编程和并行性分支编程两种，前面我们已经讲解了选择性分支编程，这节课我们将讲解并行性分支编程。所谓并行性分支，就是先条件，后分支。即在实际中只有机体和缸盖的毛坯都到位了（先条件），才能使两条生产线同时生产（后分支）。下面以一个实例来讲具体的解编程方法。下面是一个并行性分支的状态转移图（SFC图）一、编程原则与编程方法1）编程原则先集中进行分支状态处理，再集中进行汇合状态处理。2）编程方法分支状态处理，先进行分支状态的驱动处理，再按分支的顺序进行转移处理。汇合状态处理，先进行汇合前状态（分支状态——汇合状态之间的中间状态）的处理（含这些状态的驱动和转移），再依分支顺序进行由各分支到汇合状态的转移（各分支最后一个状态到汇合状态的转移）。二、编程注意事项1）严格遵守编程原则，集中处理分支和汇合状态。2）进行汇合驱动时，每个分支中间状态的驱动和转移处理不能遗漏。3）严格按分支顺序进行编程，即第一分支、第二分支，分支数不能超过8个。三、程序的调试及运行程序调试的方法与选择性分支相同。但在进行并行分支的汇合调试时，应首先看所有的并行分支是否执行完毕，因为并行分支状态转移的汇合为“排队汇合”。四、编程举例某控制系统有六台电动机M1—M6，分别受Y1—Y6控制，其控制要求如下。按下启动按钮SB1（X0），M1启动，延时5s后M2启动，M2启动延时5s后M3启动；M4与M1同时启动，M4启动延时10s后M5启动，M5启动延时10s后M6启动。按下停车按钮SB2（X1）M4、M5、M6同时停车；M4、M5、M6停车后再延时5s，M1、M2、M3同时停车。其SFC如图所示。五、小结体会选择性分支编程和并行性分支编程的相同和不同之处，掌握什么情况下用选择性分支编程和什么情况下用并行性分支编程；掌握选择性分支编程和并行性分支编程的分支处理和汇合处理。六、作业1、交通灯控制系统的设计。控制要求：开关合上后，东西绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭；红灯亮8s；绿灯亮……如此循环。对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮8s，接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮……如此循环，I/O分配，画接线图，调试并运行程序。2、三种液体自动混合加热的控制要求1）、初始状态容器是空的，各个阀门是关闭的，Y1、Y2、Y3、Y4均为OFF，传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。2）、启动操作，按下启动按钮Y1=Y2=ON，液体A、B同时注入容器，当液面达到L2时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1、Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。当液面达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，电动机M启动开始搅拌。经10秒搅匀后，M=OFF，停止搅拌，H=ON，加热器开始加热。加热5分钟后H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。当液面下降到L3时，L3由ON变为OFF，再经过5秒，容器放空，使Y4=OFF开始下一周期。3）、按下停止按钮，只有当前的混合液体操作处理完毕后，才能停止操作。课题十一功能指令的应用（一）[教学目的]1、掌握一般功能指令的符号、语句结构及功能特点；2、能熟练运用功能指令对复杂电路的编程。[教学重点]熟练运用功能指令进行简单编程。[教学回顾]在步进指令编程中我们如何停止正在执行的程序呢？我们跟大家介绍了ZRST这个指令，它就是功能指令。那么功能指令还有哪些呢？下面我们将介绍一些功能指令的应用。[教学内容]一、功能指令的一些概念PLC技术发展的早期，多用于顺序控制系统，利用软继电器、定时器、计数器的集合取代接触继电器控制系统。后来在发展中人们希望加强PLC的技术应用，因此小型的PLC也加入一些功能指令，使得PLC的应用更加广泛。1、功能指令的分类：可分为程序流向控制指令，数据传送和比较指令，算数与逻辑运算指令，移位和循环指令，数据处理指令，方便指令等。2、功能指令的表现形式功能指令由指令助记符、功能号、操作数等组成。3、位元件和字元件的定义只有处理ON/OFF状态的元件，称为位软元件，如X、Y、M、S等。处理数字数据的元件，称为字软元件，如T、C、D、V、Z等。二、基本功能指令（一）功能应用指令1、能指令可分为：程序流向控制指令、数据传送和比较指令、算术与逻辑运算指令、移位和循环指令、数据处理指令、方便指令及外部输入输出处理和通讯指令。2、FX系列的功能指令冠以FNC符号。3、功能指令的表现形式：由指令助记符、功能号、操作数等组成。（1）操作元件（操作数）⑴源操作元件（S.），有时、源不止一个,例如有(S1.)、(S2.)。S后面有(.)的表示可使用变址功能。⑵目标操作元件(D.)如果不止一个目标操作元件时用(D1.)(D2.)表示。⑶K、H为常数K表示十进制数H表示十六进制数。⑷功能助记符后有符号(P)的表示具有脉冲执行功能。⑸功能指令中符号(D)的表示处理32位数据，而不标(D)的只处理16位数据.(2)位软元件和字软元件只有处理ON/OFF状态的元件称为位软元件，如X、Y、M、S等，其它处理数字数据的元件为字软元件，如T、C、D、V、Z等。但位软元件由Kn加首元件号的组合，也可以处理数字数据，组成字软元件。位软元件以4位为一组组合成单元。K1～K4为16位运算，K1～K8为32位运算。例如K1X0，表示X3～X0位数据，X0为最低位。K4M10表示M25～M10的16位数据，M10为最低位。K8M100表示M131～M100组成的32位数据，M100为最低位。不同长度的字软元件之间的数据传送，由于数据长度的不同，在传送时，应按如下的处理。(1)长→短的传送：长数据的高位保持不变。(2)短→长的传送：长数据的高位全部变零。对于BCD、BIN转换，算术运算，逻辑运算的数据也以这种方式传送。4、变址寄存器V、Z变址寄存器是在传送、比较指令中用来修改操作对象元件号的，其操作方式与普通数据寄存器一样。V和Z是16位数据寄存器。将V和Z的组合可进行32位的运算，此时，V作为高位数据处理。变址寄存器用于改变软元件地址号。例如下列的Z值定为4。则：K2X000Z＝K2X004K1Y000Z＝K1Y004K4M10Z＝K4M14K2S5Z＝K2S9D5Z＝D9T6Z＝T10C7Z＝C11P8Z＝P12K100Z=K104二、小结与作业试理解变址寄存器V、Z的功能，分析教材上面程序例的功能。课题十二功能指令的应用（二）一、传送1、指令：MOV(FNC12)，操作元件如下：2、格式：3、说明：(1)传送指令是将数据按原样传送的指令，当X0为ON时，K100数据传送到D10中。如果X0为OFF时，则目标元件中的数据保持不变。(2)传送时源数据常数K100自动转换成二进制数。二、批传送1