PLC原理与应用第10讲

PLC的工作原理：PLC通电→内部处理→通信处理→自诊断→输入采样→用户程序执行→输出刷新PLC采用周期循环扫描的方式，集中输入集中输出。

优点是：可靠性高、抗干扰能力强。

缺点是：响应速度慢、响应滞后。

PLC会采用WDT（看门狗）来监视扫描是否超过预定时间。

内部自处理：包括硬件初始化、I/O模块配置检查、停电保护范围设定等等。

在自诊断测试阶段，CPU检测PLC各模块的状态，若出现异常立即进行诊断和处理，同时给出故障信号，点亮CPU面板上的LED指示灯。

当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，停止执行程序。

CPU的自诊断测试将有助于及时发现或提前预报系统的故障，提高系统的可靠性。

通信处理阶段：PLC和自身带有CPU的智能模块以及其他外部设备进行通信，完成数据的收发，响应编程器的命令，更新编程器显示的内容，更新时钟以及特殊寄存器的内容。

在通信处理阶段，CPU检查有无通信任务，如果有则调用相应进程，完成与其他设备（例如，带微处理器的智能模块、远程I/O接口、编程器、HMI装置等）的通信处理，并对通信数据做相应处理。

（自诊断→输入采样→用户程序执行→输出刷新→）为一个扫描周期输入采样阶段：扫描所有的输入端子并且将其的状态（0/1）存放到输入寄存器（PII）中。

然后关闭输入通道，进行下一步程序。

这种方式可靠性高，但是会有一定的时间延迟，在大型的项目中，由于时间的关系，可能会采取定期输入取样、直接输入取样、中断输入取样、智能I/O接口模块取样，用来提高速度。

用户程序执行阶段：此阶段中，数据从输入寄存器（PIQ）和内部元件寄存器（内部继电器、计数器、计时器）中，将有关元件的状态和数据取出，按照程序中的逻辑运算和算术运算，将结果写到输出映像寄存器和相关存储器中。

所以，在PLC内部，内部元件寄存器的状态是一直在改变的。

输出处理阶段：程序执行完成后，把内部元件寄存器中的所有输出继电器状态在输出阶段一次性转存到输出锁存器中，经过隔离、驱动功率放大电路输送到输出端，并且外部PLC接线驱动实际负载。

PLC的应用与原理简介PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的计算机设备。

它通过编程控制输入和输出模块，实现对生产过程中的各种机电设备进行控制。

本文将介绍PLC的应用领域和工作原理。

应用领域PLC广泛应用于工业自动化领域，包括以下几个方面：1.工厂自动化：PLC可以用于控制生产线上的各种设备，如机械臂、传送带、注塑机等。

2.水处理系统：PLC可以监测和控制净水设备、排污设备和水泵等。

3.能源管理：PLC能够对照明设备、加热设备和空调设备进行合理的控制，实现节能管理。

4.交通信号控制：PLC可以对交通信号灯和地铁门等进行自动控制，提高交通效率和安全性。

5.环境监测：PLC可以对温度、湿度、压力等环境参数进行监测和控制。

工作原理PLC的工作原理包括以下几个组成部分：1.中央处理器（CPU）：负责执行PLC程序，控制输入和输出模块的工作。

2.输入模块：接收来自传感器、按钮和开关等设备的信号，并将其转化为数字形式供CPU处理。

3.输出模块：根据CPU的指令，控制执行机构如电机、阀门和灯泡等的工作状态。

4.编程软件：用于编写和调试PLC程序的软件工具，可通过连接电脑和PLC进行通信。

5.总线系统：用于连接各个模块，并传输数据和命令的通信系统。

PLC程序设计PLC程序是用于控制PLC工作的程序，通常采用以下三种语言进行编写：1.梯形图语言（Ladder Diagram）：这是最常见和易于理解的一种PLC编程语言，类似于电路图，用横线和垂直线表示输入和输出模块之间的逻辑关系。

2.指令列表（Instruction List）：类似于汇编语言的编程方式，使用指令和操作码对PLC进行编程。

3.函数图表（Function Block Diagram）：采用图形化的方式表示程序逻辑，用块和连线表示输入、处理和输出的关系。

PLC的优势相比传统的继电器控制系统，PLC具有以下几个优势：•可编程性：PLC可通过编程实现不同的控制逻辑，而无需重新布线。

《PLC原理与应用》课程教学改革的实践探索摘要：针对目前职业学校《PLC原理与应用》课程教学现状及其存在的教学问题，笔者根据几年来对本课程教学的实践与探索，认为在PLC教学中要改变以往的传统教学模式，采取“以课题案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学模式，优化PLC教学过程，重视课外实践活动，激发学生学习积极性和主动性，重视培养学生实践应用能力和创新精神。

关键词：课题案例、任务驱动、多媒体教学、创新精神可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业制动控制装置。

可编程控制器以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域。

PLC作为现代电工的新技术越来越受到人们的重视。

特别在职业教育领域中，很多中等职业学校都开设了《PLC原理与应用》课程。

然而，由于中等职业学校学生的基础较薄弱，整体素质普遍低下，在教学过程中存在不少问题，其中较为突出的是学生的应用能力较差，很多毕业生在走上工作岗位后难以按企业现场控制要求进行编程、接线、调试等，未能体现职业学校学生在技能方面的优势。

因此如何在中等职业学校教好这门课程？培养学生的实际动手能力和应用所学知识分析问题、解决问题的能力现在笔者结合本人的教学实践，谈谈PLC教学的一些见解。

一、明确教学目标教学目标的确定是整个教学过程的前提。

目标的确定要依据教学大纲、教材体系和社会需要，还要根据专业的特点和教学对象的基础，重视实际应用，以“必需、够用”为度，正确处理好理论教学中的“了解、理解、掌握”及实验教学中的“练习、熟悉、掌握”层次的相互关系。

教学中要兼顾教学对象的个体差异，区别对待。

对基础差的学生只要求他们掌握最基本的内容，对基础较好的学生则要提出更高的要求。

比如，对PLC软元件及其应用的讲授时，最低要求是：了解可编程序控制器的编程元件的划分，熟悉PLC的常用的编程元件；较高要求是：在上述要求的基础上，掌握PLC的编程元件的使用。

PLC的原理与应用什么是PLCPLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制的计算机系统，广泛应用于工业生产中。

它通过输入输出接口与外部设备进行通信，并根据编程逻辑进行控制和决策，从而实现自动化的生产、监控与调度。

PLC的工作原理PLC的工作原理主要分为四个部分：输入模块、PLC主体、输出模块以及编程逻辑。

1.输入模块：输入模块接收外部设备（如传感器、开关）的信号，并将其转换为数字信号，作为PLC的输入。

2.PLC主体：PLC主体包括中央处理器、存储器和输入输出接口。

中央处理器负责执行编程逻辑，存储器用于存储程序和数据，输入输出接口用于与外部设备进行通信。

3.输出模块：输出模块将PLC主体处理后的输出信号转换为适用于外部设备的信号，如电压、电流等。

4.编程逻辑：PLC的编程逻辑决定了PLC对输入信号的响应以及对输出信号的控制。

通常使用类似于 ladder logic（梯形图）的图形化语言来编写程序，以实现各种自动化控制任务。

PLC的应用领域PLC广泛应用于工业自动化领域，包括但不限于以下几个方面：1.生产线控制：PLC可用于自动控制生产线的速度、顺序和协调，实现产品的自动化生产和装配。

2.机械设备控制：PLC能够监控和控制各种机械设备，如机床、输送带等，确保其按照预定的程序和方式工作。

3.物流与仓储管理：PLC可用于控制物流系统和仓储设备的运行，提高物流效率并减少人力成本。

4.自动化测试与检测：PLC可以自动化地对产品进行测试和检测，提高生产效率和产品质量。

5.智能建筑系统：PLC在智能建筑系统中的应用越来越广泛，如楼宇自动化、安防管理、能源管理等。

PLC的优势PLC作为一种自动化控制系统，具有以下几个明显的优势：1.可编程性：PLC具备编程功能，可以根据不同的需求进行编程逻辑的设计和修改，灵活性较高。

2.可靠性：PLC系统采用模块化设计，各个模块可以独立运行，出现故障时只需更换故障模块，而不会影响整个系统的正常运行。

第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。

文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用，是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。

图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。

表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。

电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。

电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。

电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。

电气互连图一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。

1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。

应立即切断电源。

1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。

当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。

1.5 电动机启动时的启动电流很大，启动时热继电器不会动作。

因为电动机启动时间短，热继电器来不及动作。

1.6 JS7－A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，那么这种时间继电器就具有四种类型的触点：延时闭合动合触点；延时断开动断触点；延时断开动合触点；延时闭合动断触点。

1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。

电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮，则反转接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路。

1.10 正转和反转。