电器与可编程控制器应用技术

可编程控制器应用实训形考任务一实训报告S7-200系列PLC的安装配线一、实训目的：通过对实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线，使学生对PLC的机型、配置、功能及主要技术性能指标等基础知识进行了解。

二、实训要求：1．选择实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线；2．结合S7-200系列PLC的实物，指出了解S7-200系列PLC的其组成结构及各部件的作用。

三、实习内容1．按照PLC端子接线图，使用工具进行安装配线。

2．根据板前线槽布线操作工艺，按照“CPU226AC/DC/继电器的端子连接图”进行布线安装。

接线时，注意PLC端子接线要用别径压端子接线。

四、实训硬件设备：按下表所示器材清单配齐所用电器元件，并进行质量检查，然后安装固定。

五、实训步骤：1. PLC安装（1）安装方式S7-200的安装方法有两种：底板安装和DIN导轨安装。

底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。

DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。

导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。

（2）安装环境PLC适用于工业现场，为了保证其工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安装时要注意周围环境条件：环境温度在0～55℃范围内；相对湿度在35%～85%范围内（无结霜），周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免过度的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。

（3）安装注意事项除了环境因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸；切勿将导线头、金属屑等杂物落入机体内；模块周围应留出一定的空间，以便于机体周围的通风和散热。

此外，为了防止高电子噪声对模块的干扰，应尽可能将S7-200西门子plc 模块与产生高电子噪声的设备（如变频器）分隔开。

2. PLC的配线PLC的配线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元的接线等。

可编程控制器应用实训形考任务六实训报告交通信号灯PLC控制系统的实现一、实训目的：掌握PLC在实际生产中的典型应用，并能够独立进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）。

二、实训要求：1．选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，，并能够独立进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）；2．设计选用西门子S7－200系列PLC，对其I/O口进行分配，列出PLC控制程序（梯形图进行截图，语句表可直接拷贝）并对程序作出解释。

三、实训内容：应用PLC控制交通灯各灯按要求亮灭，并通过七段LED数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，并且可以重复循环。

按下起动按钮交通灯开始工作，南北向红灯亮起并维持10s，南北向红灯工作同时东西向绿灯亮4s，接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维持3s；黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s，东西向红灯工作同时南北向绿灯亮4s闪3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s，黄灯熄灭时南北向红灯再次亮起……循环反复。

交通灯工作同时一个七段LED数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，先对南北向红灯倒计时，显示9—8—7—6—5—4—3—2—1—0，然后对东西向红灯倒计时。

四、主要实训软件硬件（1）常用电工工具、万用表等。

（2）PC机（3）所需设备、材料见表1。

序标准代号器件名称型号规格数量备注号1PLC S7-200CN CPU226AC/DC/RLA16ES7216-28D23-0XB82SF1停止按钮LA10-2H1红色3SF2起动按钮LA10-2H1绿色4PG1-6指示灯24V直流电源指示灯6红黄绿5LED数码管LG23011AH6QB隔离开关DZ47LE-3P+N17UR电源DR-120-24124V直流电源8PPI通信电缆RS232-48519XT接线端子JX2-Y010若干表1设备、材料明细表五、实训步骤（一）硬件设计1.系统原理图按下停止按钮，交通灯控制系统停止工作。

(一)、填空题1.过电压继电器吸合动作电压值应（大于）线圈的释放电压值。

2.热继电器的热元件应（串联）于电动机定子绕组。

3.在使用刀开关时，正确的安装方法应使刀开关的手柄（向上）。

4.时间继电器的线圈是在（通电或断电）时，触点经过一段时间才动作的电器。

5.速度继电器的（转子的轴）与被控电动机的转轴相连接。

6.按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，启动/停止按钮帽常用（绿/红）。

7.M8013的功能是产生（1秒）的周期振荡。

8.定时器T251是（定时单位为100ms的积算式定时器）的一种定时器。

9.定时器T200是（定时单位为10ms的非积算式定时器）的一种定时器。

10.定时器T246是（定时单位为1ms的非积算式定时器）的一种定时器。

11.FX系列PLC的输入和输出点编号是采用（八进制）。

12.FX2N系列可编程控制器有（11）个栈存储器。

13.接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置三部分组成。

14.线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为（常开触点），而处于闭合状态的触点称为（常闭触点）。

15.时间继电器按延时方式可分为（通电延时）型和（断电延时）型。

16.复合按钮带有常开和常闭触头，按下按钮帽，（常闭触点）先断开（常开触电）再闭合，松开按钮，常开触头和常闭触头（先后）复位。

17.电气控制线路的表示方法有3种：（电气原理图）、（电器元件布置图）和（电气安装接线图）。

18.三相笼型电动机降压启动方法有（自耦变压器）降压启动、（定子绕组串电阻）降压启动、（星三角）降压启动和（延边三角形）降压启动。

19.PLC的输出方式通常有（继电器）方式、（晶体管）方式、（晶闸管）方式。

20.PLC的输入与输出映像相当于继电接触器电路中的线圈，但它们的常开、常闭触点可以在程序中（无限）次使用，所以常将其称为（软元件）。

21.PLC的运行周期一般可分为（输入采样）、（程序执行）、（输出刷新）三个阶段。

22.可编程控制器是一种专门为（工业）环境下应用而设计的通用工业控制计算机。

ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中的应用贾心树摘㊀要：随着社会的进步以及科学技术的发展，ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中也得到了广泛的应用，这一技术的广泛应用，推动了我国工业以及电气行业的现代化发展㊂实际上，ＰＬＣ技术就是计算机技术与控制技术结合发展的成果，相比较其他继电器来说，自动化㊁科技化以及实用化的程度更高，但是在具体的应用中也会受到一些因素的影响，这就需要不断地提升ＰＬＣ技术的质量，对其应用效果进行优化，从而保证ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中得到有效的应用㊂关键词：ＰＬＣ技术；电气工程自动化控制；应用一㊁ＰＬＣ技术概述所谓ＰＬＣ技术，实际上就是可编程控制器的简称，这一技术还是信息技术与硬件系统结合发展的产物，以计算机技术为基础，并借助中央处理器来加强对工作生产全过程的自动化控制，而且还能对生产中的相关信息进行收集和传递㊂由于ＰＬＣ技术具有功能多㊁体积小以及可靠性高等特点，其在电气工程领域也有广泛应用，此外，还具备节约能源㊁减少污染的优势，ＰＬＣ技术的应用，可以有效地促进电气工程自动化控制水平的提升，还能有效地促进工作效率的提升，对推动电气行业以及工业的发展有重要意义㊂二㊁ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中应用的优势（一）增加电气设备数据的存储量对于ＰＬＣ技术来说，其核心内容就是ＣＰＵ，也就是逻辑控制系统，通过相关的逻辑运算，能够准确地编辑出相应的程序并对其进行存储㊂而在电气自动化控制中，加强ＰＬＣ技术的应用，能够有效地增加电气设备数据的存储，从而可以为电气设备的检修提供更多有效的数据参考和支持㊂（二）推动电气设备的智能化发展传统的电气设备，在智能化水平方面还存在明显的缺陷，而伴随着ＰＬＣ技术的应用，电气设备的自动化程度也有了明显的改善和提升，同时工作人员也能够及时的提取ＣＰＵ存储的相关信息，从而可以准确地掌握电气设备的实际运行情况，能够有效地推动电气设备的智能化发展㊂三㊁ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中的应用（一）ＰＬＣ技术在顺序控制中的应用在特定的情况下，ＰＬＣ技术也能被当作顺序控制器来进行使用，而且在电气工程中也有较为广泛的应用，例如在发电厂中就可以应用这一技术，来实现自动化的操作和控制㊂在电力的生产中，通过使用ＰＬＣ技术，可以进行分离处理，并按照顺利对于生产中产生的炉渣㊁飞灰等进行处理，能够彰显顺序控制效果，可以有效地提升自动化的效率，所以充分地发挥出ＰＬＣ技术在顺序控制方面的作用也是比较关键的㊂（二）ＰＬＣ技术在闭环控制中的应用电气自动化控制在就具体的工作中，比较容易出现大量的非固定量，所以要想避免这类问题的发生，就需要有效地对非固定量进行控制，保证二者在转化期间没有障碍，这样才能保障可编程仪器对模拟量进行有效的控制㊂而ＰＬＣ技术的有效应用，能够有效地加强对闭环控制应用系统实际运行的监督和控制，能够随时的掌握其运行的情况，而且工作人员也能对ＰＬＣ技术以及闭环控制有更全面的认识和了解，这样才能有效地促进二者的融合，才能让二者的优势得以充分的展现好发挥，另外也能有效的解决电气控制工程中的问题㊂例如在恒速工作中，一旦出现速度突然变化的情况，ＰＬＣ技术就能将模拟电流信号输送到模块中，从而将输出的模块转化为常规信号，从而实现闭环控制，可以更好地保证设备的稳定运行㊂（三）ＰＬＣ技术在开关量控制中的应用在开关量控制中的应用，是ＰＬＣ技术的基础应用㊂而进行切换控制的主要目标，就是在数字输入历史以及输入序列结合的基础上，利用ＰＬＣ技术针对开关的输出端，并根据预定的落实，来完成设备开关状态的切换，可以有效地保护电路的形成㊂在开关量控中，ＰＬＣ技术的载体就是电器，这些电器的应用，能够有效地保证电气自动化控制的安全性，而且还能保证电气的功能㊂例如在电子系统设备的实际运行中，在电气二次设备接线的过程中，就可以利用ＰＬＣ技术，来减少系统故障的发生；而且在辅助开关方面也有一定优势，能够减少开关数量，可以实现集中的控制㊂（四）ＰＬＣ技术在自动控制系统中的应用ＰＬＣ技术具有诸多方面的优势，在电气工程自动化控制系统中的应用范围也在逐渐地扩大，这不仅推动了电气行业的发展，同时也促进了ＰＬＣ技术紫红色呢的发展，ＰＬＣ技术也更加的完善，与电气工程的契合性也有了明显的提升㊂而ＰＬＣ技术在自动控制系统中的应用，主要可以体现在以下几个方面：第一，在电气工程数控系统中的应用㊂实际上数控系统的控制方法是十分丰富的，而与其他控制方法相比，ＰＬＣ技术能够有效地实现电气工程自动化技术的创新发展，还能发挥出精准定位和控制的作用，最重要的是操作也十分的简单；第二，在中央空调控制中的应用㊂传统的中央空调控制系统有一定的不足存在，所以中央空调的使用量也在明显的下降㊂而ＰＬＣ可编程控制器能够将其取代，不仅具有较强的抗干扰能力，同时，运行也较为稳定和可靠，能够更好地满足中央空调的需求，其应用前景是不可估量的㊂四㊁结语综上所述，随着社会的进步和发展，ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中也得到了广泛的应用，这一技术的应用，可以有效地提升电气工程自动化控制水平和效率的提升，对于推动电气行业的发展有重要作用㊂而且与其他的控制技术相比，ＰＬＣ技术的可靠性更高，而且反应速度也更快，能够更好地满足实际的需求，所有必要加强对ＰＬＣ技术的研究力度，并不断地完善和改进这一技术，这样才能充分地发挥出其技术优势，更好地为社会的进步及发展而服务㊂参考文献：［１］王磊，贺想容．ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中的应用解析［Ｊ］．区域治理，２０１９（１１）：１６３．［２］李东．ＰＬＣ技术在电气工程自动化控制中的运用策略［Ｊ］．现代信息科技，２０１９，３（５）：１６０－１６２．作者简介：贾心树，南京国电南自电网自动化有限㊂０９１。

现代电器控制及PLC应用技术课后部分习题答案1. 什么是PLC？PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。

它能够通过编程来控制和监控生产过程中的各种设备和机器。

2. PLC的工作原理是什么？PLC的工作原理是通过输入模块采集外部信号，经过CPU的处理，再通过输出模块输出控制信号来实现对各种设备的控制。

PLC的程序通过编程语言来编写，可以根据需要进行修改和调整。

3. PLC的应用领域有哪些？PLC广泛应用于工业自动化控制领域，包括生产线控制、机械设备控制、电力系统控制、交通信号控制等。

它在工业生产中起到了提高生产效率、降低成本、提高产品质量等作用。

4. 现代电器控制中常用的控制元件有哪些？常用的控制元件包括开关、按钮、传感器、继电器、计时器、计数器等。

这些元件可以通过组合和连接来实现不同的控制功能。

5. 什么是PLC的输入模块和输出模块？PLC的输入模块用于接收外部的输入信号，包括开关信号、传感器信号等。

输出模块则用于输出控制信号，控制各种设备的开关、运行等。

输入模块和输出模块是PLC和外部设备之间的接口，起到了信号传输和转换的作用。

6. 请简述PLC编程语言有哪些？PLC编程语言主要有梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）、功能图（Function Block Diagram）、结构化文本（Structured Text）和顺序功能图（Sequential Function Chart）等。

不同的编程语言适用于不同的控制需求和编程习惯。

7. 请简述PLC程序的编写步骤。

PLC程序的编写步骤主要包括需求分析、程序设计、程序调试和程序优化等。

需求分析阶段要明确控制需求和功能要求，程序设计阶段要根据需求设计出合适的控制逻辑，程序调试阶段要对程序进行测试和修改，程序优化阶段要对程序进行优化和改进。