项目一 初识plc及其及系统

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1、单元一 基础篇 项目一 初识可编程逻辑控制器及控制系统 学习PLC之前，先要对PLC进行初步的认识，本项目是PLC的入门知识，帮助学生认 识PLC的基本知识，包括结构组成、工作原理、分类等。 知识目标 能列举PLC的产生过程、作用、结构及分类。 能复述PLC的组成，硬件的结构，工作原理，工作方式。 能概述PLC的输入、输出外部设备。 技能目标 能识读电气控制原理图。 能选用合适的PLC组成控制系统。 能够正确连接PLC的输入、输出外部设备。 能组建工作台警示灯控制系统。 任务教学环节 教学步骤 时间安排 教学方式 阅读教材 课余 自学、查资料、组内相互讨 论 知识讲解 2课时 重点讲授 PLC

2、 的结构、工作 原理 实训操作 4课时 1认识三菱 FX2N-48MR 控 制器 2三菱仿真软件的使用任务一 初识可编程逻辑控制器及其系统 任务描述 在现代工业生产现场，为防止意外事故发生，常需要在机电设备上设置各种标志，告 诉人们设备处于何种状态，以引起人们的注意，保证设备和人身安全。警示灯就是一种可 实时显示设备当前工作状况的一种装置。利用 PLC 为核心搭建好设备工作警示灯控制系统 也就成为了各种控制设备中的一项重要工作任务。 任务分析 今天我们要搭建的警示灯控制系统的具体工作要求为： 1设备通电，工作设备待机，红灯闪亮。 2按下启动按钮，设备运行，绿灯闪亮。 相关知识点 知识1 基本概

3、念 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，即PLC）取代传统的继电-接 触器控制系统，在自动化控制系统中已广泛应用，它是一种专用的计算机控制系统。 定义：“可编程逻辑控制器是一种数字运算的操作系统，专为在工业环境下应用而设 计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算 术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过 程。可编程逻辑控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易 于扩充其功能的原则设计。 ” PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编

4、程简单等特 点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流 PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运 行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序 由用户按控制要求设计。 知识2 可编程逻辑控制器的一般结构 PLC主要由中央处理单元、存储器、输入输出接口单元、电源、编程装置组成，各 个部分说明见表1-1。PLC结构示意图 表1-1 可编程逻辑控制器的结构说明 结构 说明 中央处理单元（CPU） 相当于PLC的大脑，总是不断地采集输入信号，执行用户程 序，刷新系统输出。 系统程序存储器 系统程序存储器用

5、来存放厂家系统程序，用户不能随意修改， 它保证PLC具有基本功能，完成各项控制实训。 存储器 用户程序存储器 用户程序存储器用来存放用户编写的程序，其内容可由用户 任意修改或增删。 输入输出接口单元 是PLC的眼、耳、手、脚，是PLC与外部现场设备连接的桥 梁。 输入接口单元用来接收和采集输入信号，可以是按钮、限位 开关、接近开关、光电开关等开关量信号，也可以是电位器、 测速发电机等提供的模拟量信号。 输出接口单元可用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、 报警装置等开关量器件，也可控制变频器等模拟量器件。 电源 PLC的供电电源一般为AC220V或DC24V。一些小型PLC还提 供DC24V

6、电源输出，用于外部传感器的供电。 编程装置 编程装置用来生成用户程序，并用它进行检查、修改、对 PLC进行监控等。可使用编程软件在计算机上直接生成用户 程序，再下载到PLC进行系统控制；也可采用手持编程器， 但它只能输入和编辑指令表，但又其体积小，价格便宜，故 常用于现场调试和维护。 知识3 可编程逻辑控制器的基本工作原理PLC采用周而复始的循环扫描工作原理，大致有以下三个阶段，工作过程如下图所示： PLC工作过程示意图 各阶段主要完成的工作见表1-2。 表1-2 PLC工作过程描述 阶段 工作过程描述 输入采样阶段 CPU不断对输入接口进行扫描，采集输入端子的信号。在同一扫描 周期，采集到的

7、信号不会发生变化并一直保持。 程序处理阶段 CPU将用户程序执行结果一起送到输出接口电路，完成驱动处理， 控制被控器件进行各种相应动作。然后CPU又返回执行下一个循 环扫描周期。 输出刷新阶段 CPU将用户程序执行结果一起送到输出接口电路，完成驱动处理， 控制被控器件进行各种相应动作。然后CPU又返回执行下一个循 环扫描周期。 知识点4输入设备-控制按钮介绍 按钮是主令元件中的一种，其主要作用是发号施令，一般用红色按钮对设备进行停止 控制，绿色按钮则用来起动设备。此任务用到的按钮如下图所示： 控制按钮实物及原理符号图 知识点5输出设备警示灯介绍 警示灯有很多种，按颜色分类，有红色、绿色、黄色、

8、和多色等；按警示灯发光的情 况分类，有闪亮型和长亮型。此处使用的警示灯为LTA-205型红绿双色闪亮灯，工作电压 为DC24V，功率为2W，警示灯共有引出线五根，其中并在一起的两根粗线是电源线（红线 接“+24” ，黑红双色线接“GND” ） ，其余三根是信号控制线（棕色线为控制信号公共端， 如果将控制信号线中的红色线和棕色线接通，则红灯闪烁，将控制信号线中的绿色线和棕 色线接通，则绿灯闪烁） 。内部电路如下图所示： 做一做 组建三菱FX 2N -48MR可编程序控制器及实训台工作警示灯系统 1实训目的 1）认识FX2N-48MR型可编程序控制器。 2）会组建实训台工作警示灯系统。 2实训器件

9、 1）个人计算机PC。 2）三菱FX2N-48MR可编程序控制器。 3）亚龙YL235A按钮模块、电源模块。 4）亚龙YL235A警示灯组件。 5）RS-232数据通信线。 6）连接线若干。 3实训方法及步骤 1）认识FX2N-48MR型PLC 对应下图现场观察三菱FX2N-48MR型可编程逻辑控制器主机。 可编程逻辑控制器主机图 对应下图认识输入接线端子。PLC输入接线端子图 包括COM端（输入公共端） 、输入接线端（X000X027）及PLC电源接线端，主要用于连接 外部控制信号。 对应下图认识输出接线端子。 PLC输出接线端子图 包括输出公共端（COM1COM5） 、输出接线端（Y000

10、Y027） ，为分组式输出，用于连接被 控设备。 对应图片认识PLC状态指示灯。 PLC状态指示灯图 对应下图认识PLC操作面板。 RS-422通 信接口 PLC工作方式 选择开关 PLC操作面板图 操作面板包括PLC工作方式的手动选择开关、RS-422通信接口。 RS-422通信接口：连接电脑用。 PLC工作方式选择开关：拨动开关，可手动对PLC进行“运行/停止”的选择。 2）按下图现场组建实训台工作警示灯控制系统。 实训台工作警示灯控制系统接线图 3）按下图编制控制程序并传送到PLC。实训台工作警示灯控制程序图 4）通电校验控制系统。 上电后设备警示灯红灯闪亮；按下启动按钮，警示灯绿灯闪亮

11、，红灯熄灭。 4实训注意事项 1）严格遵守安全用电操作规程。 2）保护好现场设备和仪表. 议一议 PLC的优点是什么？ 知识拓展（此处放其它要补充的知识点）评一评 任务一初识可编程逻辑控制器任务评价表 学生姓 名 日期 自 评 组 评 师 评 应知应会（80分） 序号 评价要点 1 你能列举PLC的结构吗？（20） 2 你能描述PLC的工作过程吗？（20） 3 能按照系统接线电路图正确接线（20） 4 能正确调试警示灯控制系统（20） 学生素养（20分） 序号 评价要点 考核要求 评价标准 1 德育 （20 分） 团队协作 自我约束能力 小组团结合协作精神 考勤，操作认真仔细 根据实际情况进行

12、扣 分 整体评价任务二 PLC 计算机仿真软件的使用 任务描述 学习FX系列PLC还可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件来进行。该软件既能够编制梯形图 程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真 PLC控制现场机械设备运行。 任务分析 本次工作任务： 1学会三菱FX-TRN-BEG-C仿真软件的安装及使用方法。 2能使用FX-TRN-BEG-C仿真软件制作各种典型工作任务。 通过学习，进一步加深对三菱PLC控制器的认识。学习使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软 件，首先须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。 相关知

13、识点 知识点1.三菱FX-TRN-BEG-C仿真软件的安装 在供应商提供的软件“编程软件FX-TRN-BEG-C”文件夹里找到图标 并双 击，即可进行软件的安装，只须按软件安装向导提示即可完成安装过程，在安装过程中软 件安装的路径可以选择默认，也可以点击“浏览”按钮进行选择。 知识点2FX-TRN-BEG-C软件的运行 方法一：双击桌面上的快捷图标 。 方法二：单击“开始 所有程序MELSFT FX TRAINER FX-TRN-BEG-C”即可。如 下图所示： 启动FX-TRN-BEG-C软件方法示意图 知识点3。仿真软件界面启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件程序首页。软

14、件的A-1、A-2两个章节， 介绍PLC的基础知识，此处从略，请读者自行学习。从A-3开始，以后的章节可以进行编 程和仿真培训练习，界面显示如下图所示。 仿真编程界面 编程仿真界面上侧为现场仿真区，下侧分为编程区、模拟PLC和控制室。 现场仿真区 编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制区、培训辅导提示和现场工艺仿真区。 点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导提示。 仿真区“编辑”菜单下的“I/O清单”选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺 条件的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。 仿真区“工具”菜单下的“选项”,可选择仿真背景为“简易画面”,节省计算机系统 资源；还可调整仿

15、真设备运行速度。 远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为： “梯形图编辑”-将仿真状态转为编程状态，可以开始编程； “PLC写入” -将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。PLC写入后， 方可进行仿真操作，此时不可编程； “复位” -将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态； “正 俯 侧” -选择现场工艺仿真画面的视图方向； “ ” -选择基础知识的上一画面和下一画面； “主要” -返回程序首页；“编程/运行”显示窗-显示编程界面当前状态。 仿真现场给出的X，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X；给出的Y 的位置，实际是该位置的执行部件被PLC的某个输出接口Y所驱动。本文

16、亦以X或Y的位 置替代说明传感器或执行部件的位置。 仿真现场的机器人、推杆和分拣器的运行方式，为点动工作，自动复位。 仿真现场的光电传感器开关，通光分断，遮光接通。 在某个仿真练习界面下，可根据该界面给定的工艺条件和工艺过程，编制PLC梯形图， 写入模拟PLC主机，仿真驱动现场设备运行；也可不考虑给定的现场工艺过程，仅利用其 工艺条件，编制其他梯形图，用灯光、响铃等显示运行结果。 编程区 编程仿真界面的下半部分左侧为编程区，编程区上方有操作菜单，其中“工程”菜单， 相当于其他应用程序的“文件”菜单。只有在编程状态下，才能使用“工程”菜单进行打 开、保存等操作。 编程区两侧的垂直线是左右母线，之间为编程区。编程区中的光标，可用鼠标左键单 击移动，也可用键盘的四个方向键移动。光标所在位置，是放置、删除元件等操作的位置。 编程区下方是符号栏，可用鼠标点击等方法，取用各元件符