第4章数字量控制系统梯形图程序设计
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《PLC技术及应用》教学大纲课程编号课程类型专业课适用专业自动化总学时84理论学时50实践学时34制订日期2011. 2制订人汪清平审核人胡人侃—、课程性质和任务本课程是自动化专业的核心课程。
通过本课程的学习可以使学生了解PLC的发展历史,熟悉PLC的结构和工作原理,掌握PLC的编程原理和方法,开阔学生的逻辑思维能力,增强学生的动手能力和分析能力。
二、教学基本要求1.熟悉PLC的内部结构和基本工作原理;2.掌握基本指令的工作原理和使用方法;3.掌握功能指令的工作原理和使用方法;4.掌握基本的编程思想和编程方法;5.掌握PLC的具体应用。
三、教学内容第1章概述1. 1 PLC的基本概念与基本结构1. 2 PLC的特点与应用领域教学要求:1.了解PLC的发展历史与分类;2.熟悉PLC的基本作用;3.掌握PLC的基本结构。
教学重点:PLC的基本结构第2章PLC的硬件与工作原理2. 1 PLC的硬件2. 2 PLC的工作原理2. 3 S7-200 系列 PLC2.4 I/O地址分配与外部接线2.5习题教学要求:1.了解PLC的硬件结构;2.熟悉S7-200系列PLC的外部结构与负载连线方式;3.掌握PLC的工作原理教学重点:PLC的工作原理与负载连线第3章PLC程序设计基础3. 1 PLC的编程语言与程序结构3.2存储器的数据类型与寻址方式3.3位逻辑指令3.4定时器与计数器指令3.5习题教学要求:1.了解PLC常用的编程语言;2.熟悉S7-200系列PLC的梯形图编程规则;3.熟悉梯形图与语句表的互换规则;4.掌握数据区结构;5.掌握位逻辑指令、定时器和计数器等指令的工作原理与应用。
教学重点:S7-200系列PLC基本控制指令的基本工作原理第4章数字量控制系统梯形图程序设计方法4.1梯形图的经验设计法4.2根据继电器电路图设计梯形图4.3顺序控制设计法与顺序功能图4.4习题教学要求:1.了解继电器电路图转换成梯形图的设计法;2.熟悉典型经验设计法和常见应用电路;3.掌握顺序控制设计法。
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发,介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型,详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例,包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
S7- 1200 编程及应用1.低压电器通常是指在交流额定电压 1200V、直流额定电压 1500V 及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
低压电器产品包括以下 12 大类:刀开关和刀形转换开关、熔断器、断路器、控制器、接触器、启动器、控制继电器、主令电器、电阻器及变阻器、调整器、电磁铁、其它低压电器 (触电保护器、信号灯与接线盒等) 。
2. 电器按工作电压等级分:高压电器和低压电器按动作原理分:手动电器和自动电器按用途分:控制电器(继电器,接触器,按钮等) 、配电电器(低压隔离器,熔断器,断路器等)、执行电器(电磁铁,电磁离合器等)按工作原理分:电磁式电器和非电量控制电器。
3.配电系统对电器的要求是:在系统发生故障的情况下,动作准确,工作可靠,有足够的热稳定性和电稳定性。
常见的配电电器有低压隔离器(刀开关) 、熔断器、断路器等。
4.控制电器主要用于电力拖动控制系统和用电设备的通断控制,对控制电器的要求是:工作准确可靠,操作频率高,寿命长等。
常见的控制电器:继电器、接触器、按钮、行程开关、变阻器、主令开关、热继电器、启动器等。
5 熔断器(1) 用途:利用金属导体为熔体 , 串联于电路,当过载或短路电流通过熔体时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的电器。
熔断器主要作短路保护之用,有时也可作为过载保护。
(2)特点:熔断器的结构简单,分断能力高、使用方便、体积小、重量轻、价格便宜,在工农业生产中使用极为广泛。
熔断器主要由熔体(保险丝)和熔管(熔座)组成。
(3)组成:熔体由易熔金属材料铅、锌、锡、银、铜及其合金制成,通常制成丝状和片状。
熔管是装熔体的外壳,由陶瓷、绝缘钢纸制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。
(4)型号:熔断器的常用型号有: RL6 、RL7 、RT12 、RT14 、RT15 、RT16 (NT) 、RT18 、RT19 (AM3) 、RO19 、RO20 、RTO 等。
(5)参数①额定电压指熔断器长期工作时和熔断后所能承受的电压。
(最新版)PLC毕业论⽂⽬录摘要3第⼀章 PLC的特点及应⽤1.1概述 (3)1.2PLC的特点 (4)1.3PLC的应⽤ (4)第⼆章 PLC的结构及原理2.1PLC的分类 (6)2.2PLC的结构 (6)2.3PLC的⼯作原理 (7)2.4PLC汇编语⾔ (7)2.5PLC的基本指令 (9)2.6PLC交通灯毕业设计编程器件 (13)第三章梯形图的设计与编程⽅法133.1控制要求 (13)3.2控制时序 (13)3.3PLC交通灯毕业设计硬件及外围元器件 (14)3.4 IO分配表 (15)第四章程序设计-164.1PLC交通灯毕业设计梯形图 (16)4.2PLC交通灯毕业设计指令图 (18)4.3软件设计 (21)总结谢辞2参考⽂献PLC交通灯毕业论⽂摘要PLC可编程序控制器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发展⽽来的⼀种新型⼯业控制装置。
它具有结构简单、编程⽅便、可靠性⾼等优点,已⼴泛⽤于⼯业过程和位置的⾃动控制中。
据统计,可编程控制器是⼯业⾃动化装置中应⽤最多的⼀种设备。
专家认为,可编程控制器将成为今后⼯业控制的主要⼿段和重要的基础设备之⼀,PLC、机器⼈、CADCAM将成为⼯业⽣产的三⼤⽀柱。
由于PLC具有对使⽤环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源⼗分丰富,可对⽬前普遍使⽤的“渐进式”信号灯进⾏精确控制,特别对多岔路⼝的控制可⽅便地实现。
因此现在越来越多地将PLC应⽤于交通灯系统中。
同时,PLC 本⾝还具有通讯联⽹功能,将同⼀条道路上的信号灯组成⼀局域⽹进⾏统⼀调度管理,可缩短车辆通⾏等候时间,实现科学化管理.关键词:PLC可编程序控制器、交通灯系统、通讯联⽹功能、发展及应⽤第⼀章 PLC的特点及应⽤1.1 概述可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的⼀员,是为⼯业控制应⽤⽽设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要⽤来代替继电器实现逻辑控制。
4-1 S7-200 PLC的硬件系统主要有哪些部分组成?答:S7-200 PLC的硬件系统有主机单元、扩展单元、特殊功能模块、相关设备(编程设备、人机操作界面和网络设备等)组成。
4-2 S7-200 PLC的存储系统提供了哪几种方式来保存数据?答:S7-200系列PLC提供了3种方式来保存用户程序、程序数据和组态数据,分别是:保持型数据存储器、永久存储器、存储卡。
4-3 常用的S7-200 的扩展模块有哪些?各适用于什么场合?答:S7-200 PLC的数字量扩展模块有:EM221,输入扩展模块;EM222,输出扩展模块;EM223,输入/输出混合扩展模块。
模拟量扩展模块有:(1)EM231,共有6种产品:4路(8路)AI、2路(4路)热电阻输入和4路(8路)热电偶输入。
前者是普通的模拟量模块,可以用来连接标准的电流和电压信号;后两种是专门为特定的物理量输入到PLC而设计的模块。
热电阻和热电偶可以直接连接到模块上而不需要使用变送器对其进行标准电流或电压信号的转换,模块上具有热电阻和热电偶型号选择开关,热电偶模块还具有冷端补偿功能。
(2)EM232,输出扩展模块。
(3)EM235,输入/输出扩展模块。
4-4 一个控制系统需要12点数字量输入、30点数字量输出、7点模拟量输入和2点模拟量输出。
试问:(1)选用哪种主机最合适?(2)如何选择扩展模块?(3)请画出主机和各模块连接图。
(4)主机和各模块的地址如何分配?答:(1)选择S7-200 PLC的CPU226为主机,它可以扩展7个模块,自带输入/输出点为40点(DI24/DO16)。
(2)数字量扩展模块选择2个8点的EM222;模拟量扩展模块选择2个EM235(AI4/AO1)。
此时,系统中的数字量输入点为24>12,数字量输出点为32>30,模拟量输入通道为8>7,模拟量输出通道为2=2,点数可以满足系统控制的要求。
(3)(4)CPU226的编址:I0.0~I0.7,I1.0~I1.3;Q0.0~Q0.7,Q1.0~Q1.7;模块1 EM222的编址:Q2.0~Q2.7;模块2 EM222的编址:Q3.0~Q3.5;模块3 EM235的编址:AIW0,AIW2,AIW4,AIW6;AQW0;模块4 EM235的编址:AIW8,AIW10,AIW12;AQW2。