plc可编程控制器论文

plc可编程控制器论文（精选6篇）

篇1：plc可编程控制器论文

电气控制与PLC应用电子教案

可编程控制器（PLC）实验教案

实验一 PLC软硬件介绍

硬件部分主要了解TVT-90A箱式PLC学习机的基本配置及其机构、基本工作原理，掌握输入输出接口及各种指示灯的连接方法。

软件部分主要学会使用FPWIN GR软件的安装、程序输入、编辑、下载与上传、参数设置、打印等功能。

实验二 基本指令编程方法及训练

学会逻辑指令、定时指令、计数指令的输入方法；初步掌握如何应用逻辑指令、定时指令、计数指令来解决实际程序设计问题。1．逻辑指令

任务1：程序输入练习（见指导书P17）；（略）任务2：根据时序图（见指导书P17）编写程序。

2．定时指令

任务1：利用TM指令编程，产生连续方波信号输出，其周期设为3s，占空比为2：1。

任务2：根据时序图（见指导书P18）采用TM指令进行编程。

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3．计数指令

任务1：采用CT指令实现上述定时指令任务2的加工工序要求；

任务2：用一个按钮开关控制三个灯，按钮按一下1灯亮，再按三下2灯亮，再按三下3灯亮，再按一下全灭，如此反复。

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任务3：用可逆计数指令实现图示时序图（见指导书P17）的控制过程。（根据学生知识掌握水平可增删）。

解1：

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解2：

电气控制与PLC应用电子教案

解3：

实验三 高级指令编程方法及训练

学会基本及高级传送指令、移位、算术运算指令的输入方法；初步掌握如何应用传送指令、移位、算术运算指令来解决实际程序设计问题。1． 传送指令

任务1：用传送指令实现当按钮X1按下时，将“1949，10，1”这组数据分别送入DT0~DT2中，当X0按下时又可全清且清零优先。

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任务2：用传送指令实现输入开关对输出灯亮多少的控制：

X7=OFF时

Xn=ON：输出端n个灯亮，其余灭；

X7=ON时

Xn=ON：输出端n个灯灭，其余亮。

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2． 数据移位指令

任务1：利用移位指令使输出的8个灯从左到右以s速度依次亮；当灯全亮后再从左到右依次灭。如此反复运行。

任务2：利用左右移位指令，使一个亮灯以0.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回最左侧，如此反复。X2=ON时移位开始，X22=OFF时，清零。（根据学生知识掌握水平可增删）

3． 算术运算指令

任务1：分别用BIN算术运算指令和BCD算术运算指令完成下式的计算：(12344321)12345651234

（1）BIN算术运算指令

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（2）BCD算术运算指令

实验四 电机控制实验/八段码显示实验

掌握电机控制、八段码实验板的接线方法，弄清楚电机控制、八段码实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．电机控制实验

任务1：利用电机控制实验板编程实现电动机的Y/⊿启动控制；

任务2：利用电机控制实验板编程实现电动机的正反转和Y/⊿启动控制。

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2．八段码显示实验

任务1：将指导书P23中四组抢答器的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序设计思路与方法；

解：另一种设计方法：

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任务2：在任务1的基础上完成五组抢答器的程序设计。

实验五 数值运算实验/天塔之光实验

掌握八段码显示实验板、天塔之光实验板的接线方法，弄清楚八段码、天塔之光实验板的控制原理，并学会利用八段码显示实验板完成相应的数值运算程序设计任务，利用天塔之光实验板完成相应的流水灯控制程序设计任务。1． 数值运算实验

任务1：将指导书P24中两位BCD代码相加的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法；（略）

任务2：完成一位BCD码减一位BCD码的运算，显示运算结果，有借位则小数点亮；

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任务3：完成一位BCD码乘一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示个位，无小数点的表示十位；

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任务4：完成一位BCD码除一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示商，无小数点的表示余数。

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2． 天塔之光实验

任务1：用PLC控制灯光闪烁：L1、L4、L7亮，1s后灭，接着L2、L5、L8亮，1s后灭，接着L3、L6亮，1s后灭，接着L1、L4、L7亮，1s后灭„„，如此反复。

任务2：用PLC控制灯光闪烁：L1亮2s后灭，接着L2、L3、L4亮2s后灭，接着L6、L7、L8亮2s后灭，接着L1亮2s后灭„„，如此反复。

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实验六 交通信号灯控制实验/水塔水位自动控制实验

掌握交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的接线方法，弄清楚交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．交通信号灯控制

任务1：将指导书P26中交通信号灯中指的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法； 另一种解法：

电气控制与PLC应用电子教案

任务2：根据任务1的设计思路，将绿灯亮的时间从主机板上的拨码器高两位输入，而绿灯闪烁和黄灯亮的时间皆为2s。（本题适合于基础较好的同学）

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2． 水塔水位自动控制实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水。当水位高于水池高水位界（S3=ON），阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于低水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水定时器开始定时，2s后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

实验七 自控成型机实验/自控轧钢机实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握自控成型机实验、自控轧钢机实验板的接线方法，弄清楚自控成型机实验/自控轧钢机实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．自控成型机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。

（2）启动运行：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

2）当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）当A缸活塞运动到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）当A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B液压缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。

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5）当B缸返回到初始位置，S4=ON时，系统回到初始状态，延时10s，取出成品，放入原料后，开始下一工件的加工。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。（2）启动运行状态：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

2）当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）当A缸活塞运动到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）当A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B液压缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。5）B缸返回到初始位置，S4=ON时，系统回到初始状态，延时10s，取出成品。6）此时，计一个成品数，然后，放入原料后，开始下一工件的加工。

（3）停止操作：按一下停止按钮后，在当前的工件加工完毕后，回到初始状态并停止运行。

电气控制与PLC应用电子教案

2．自控轧钢机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：当启动按钮按下，电动机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号（为ON），表征有钢板，则电动机M3正转，S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表征钢板到位，电磁阀Y1动作，电动机M3反转，S2的信号消失。接着S1有信号，电动机M3正转„„，重复经过三次反复循环，S2有信号后，则停机一段时间（10s），取出成品后，继续运行。当按下停车按钮后则停机，需重新启动。

实验八 多种液体自动混合实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握多种液体自动混合实验板的接线方法，弄清楚多种液体自动混合控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：容器是空的，各个阀门皆关闭，Y1、Y2、Y3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）起动操作：按下起动按钮，开始下列操作：

1）Y1=Y2=ON，液体A和B同时注入容器，液面上升；当液面达到L2处时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C阀门Y3。

2）当液面达到L1处时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，电动机M启动开始搅拌。3）经10s搅匀后，M=OFF，停止搅拌，H=ON，加热器开始加热。

4）当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。5）当液面下降到L3时，L3从ON到OFF，再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一个周期。

（3）停止操作：按下停车按钮，在当前的混合工作处理完毕后（当前周期循环到底），电气控制与PLC应用电子教案

才能停止操作（停在初始位置上）。

篇2：plc可编程控制器论文

(1)基本控制功能（与或非等逻辑指令，触点串并联；定时、计数）

(2)步进控制功能（在多工步控制中，按照一定的顺序工作）(3)模拟控制功能（模拟量输入和输出摸块）(4)(5)定位控制功能（提供高速计数、定位、脉冲实现各种定位控制）站，网络通信功能（通过PLC工作站形成一个RS232-PCPLC网络系统）机、打印机、通过计算机做主

(6)序，一旦有故障，立即给出出错信息并作处理）自诊断功能（在CPU.RAM.I/O正常工作的情况下执行用户程 [7)维护和调试提供了方便）显示监控功能（用编程器和人机界面直接显示某些运行状态为

3.PLC12）编程语言简单、易掌握与其他计算机控制

装置相比所具有的特点： 3）抗干扰能力强、可靠性高

4）输入输出接口电路已设计好，输出驱动能力强5）采用模块结构、组态灵活、性价比高

.3.PLC）对电源的要求不高，允许波动的范围较宽(1)的分类

1按照结构形式可分为整体式和模块式。把．整体式（单元式结构）PLC的各部分都装入一个箱体内。

特点：结构紧凑，构成一个整体，体积小，成本低，安装方便。目前，小型PLC开始吸收模块式的特点，还有许多专用特殊功能模块。

2采用搭积木的方式组成系统。．模块式结构

特点：CPU、输入、输出、电源等是独立的模块，要组成一个系统，只需在一块基板上插上CPU、输入、输出、电源等模块，就能构成一个具有大量I/O点的大规模综合控制系统。各种模块尺寸统一，便于安装。特点是系统配置灵活，选型、安装、调试、扩展、维修十分方便.2中型和大型。）从规模上按 PLC的输入输出点数及存储器容量可分为小型、小型机：PLCI/O点数不超过128点，用户存储容量小于4K。中型机： PLCI/O点数为129~512点，用户存储容量4K~16K。大型机：PLCI/O点数为大于512点，用户存储容量大于16K。

4.PLC(1)的性能指标

(1)

工业环境的要求，PLC的性能指标通常用硬件和软件指标来衡量。硬件应满足(2)I/O点数（开关量和模拟量）。软元件的种类和数量用户程序存储器容量和类型PLC的软件指标通常用以下几项来描述：(5)扫描速度(2)(6)编程语言其他(3)

指令种类及条数(4)

2.CPU1].其主要任务有：

2].控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储；

入状态表或数据存储器中；用扫描方式通过I/O部件接收现场的状态与数据，并存入输

3].4].PLC诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误； 令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命 5].容，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内再经由输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。6].接受中断请求并作处理 3.I/O输入1.模块是/输出模块CPU与现场

I/O设备或其它外部设备之间的连接部件。输入部件是输入部件

PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。

2输出部件也是）输出部件

PLC与现场设备之间的连接部件。希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响

等。4.开关量输入模块直流输入模块

交流输入模块 交直流输入模块 [2)开关量输出模块的基本原理：三种输出晶体管输出.可控硅输出

继电器输出

9.编程器分为以下 可编程序控制器的编程语言 梯形图

语句表3类：

其他编程语言

简易编程器

图形编程器

工业控制计算机作为编程器 可编程序控制器的应用概况 PLC(1)应用于以下几个方面：

制(4)开关量逻辑控制数据处理(5)通信(2)慢连续量的过程控制(3)快连续量的运动控

在选择使用模拟量5.(3)模拟量输入模块的基本原理

输入模块时，主要应考虑如下几个技术要

求：

①输入量类型：电压，电流；

②输入量程：常见为0~10V(4~20mA)； ③输入极性：如±5V；

④输入通路数：常见有单路、8路和16路；

⑤转换精度：主要决定于A/D转换芯片规格，如8位、10位12位；

⑥转换速度：常见有10~100μs 4)在选择使用模拟量模拟量

输出模块的基本原理

输出模块时，主要考虑以下技术要求：

①输出量

类型：电压或电流(取决于输出驱动方式或

连接方法)；

②输出精度：主要取决于D/A转换器的精度，如8位或

12位； ③输出通道数：取决于输出转换开关，常见的有单路或 8路； ④输出幅度：决定于输出级； ⑤输出极性：单向或双向。7.PLCPLC序执行过程，的工作过程就是程序执行过程，的工作过程

它分为三个阶段，即输入采样阶段、PLC投入运行后，程序执行阶段、便执行程输出刷新阶段。1在这个阶段，）输入采样阶段PLC

以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样或称刷新。

2在此阶段，）程序执行阶段PLC对程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行扫描。3当程序执行完后，进入输出刷新阶段。此时，将元素映像寄存器）输出刷新阶段

中所有输出继电器状态转存到输出锁存电路，再去驱动用户输出设备（负载），这就是PLC的实际输出。8.PLCPLC的输入/响应滞后现象。对于一般工业设备来说，这些滞后现象是完全允有很多优越之处，但也有不足之处，其中最显著的使输出滞后现象

I/O有许的。但应尽量减少滞后时间。

当PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC输出端对输入变化作出反应，需要一段时间。这个时间是响应时间或滞后时间。产生I/O响应滞后的原因一般是：

序执行、输出刷新三个阶段进行。1）执行程序按工作周期进行，每一工作周期又分输入采样、程

2后作用、输出继电器的机械滞后作用）产生输入/输出响应滞后的其他原因还有输入滤波器电路的滞.1.FX

1系列PLC的主要特点 具有基本单元、扩展单元和扩展模块及特殊功能单元。）系统配置灵活方便

2在线修改和编写程序，实现元件监控和测试功能。在计算机上进）具有在线和离线编程功能

行离线编程。3* FX）高速处理功能

* 系列PLC内置多点高速计数器，对输入脉冲进行计数。* 不受扫描周期限制，实现定位控制；

中断输入方式对具有优先权和紧急情况的输入可快速响应。

1.机。超小型机中

FX2N系列功能最强速度最快容量最大，属于高档 组成的单元型可编程控制器。

FX-2N系列PLC是由电源、AC电源、CPU、存贮器和输入DC输入型的内装/输出器件DC24V电源作为传感器的辅助电源；可进行逻辑控制、开关量控制、模拟量控制，并可进行各种运算、传送、变址寻址、移位等功能。FX（输入继电器（系列PLC的软元件地址编号及其功能

T）

计数器（X）和输出继电器（C）寄存器（D/V/Z Y）辅助继电器（）状态（S）指针（M）定时器P、I）常数（K、H）

基本指令：一.LD/LDI、AND/ADI、OR/ORI、ANB/ORB、OUT指令

二.LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令 三.SET、RST指令 四.PLS、PLF指令

五.MPS、MRD、MPP指令 六.MC、MCR指令 七.INV反

篇3：PLC可编程控制器的安装与维护

可编程控制器是一种新型的通用自动化控制装置, 它有许多优点, 尽管可编程控制器在设计制造时已采取了很多措施, 是它对工业环境比较适应, 但是工业生产现场的工作环境较为恶劣, 为确保可编程控制器控制系统稳定可靠, 还是应当尽量使可编程控制器有良好的工作环境条件, 并采取必要抗干扰措施。

2 可编程控制器的安装和接线

2.1 安装的注意事项

2.1.1 安装环境

为保证可编程控制器工作的可靠性, 尽可能地延长其使用寿命, 在安装时一定要注意周围的环境, 其安装场合应该满足以下几点:

(1) 环境温度在0~55℃范围内。

(2) 环境相对湿度应在35%~85%范围内。

(3) 周围无易燃和腐蚀性气体。

(4) 周围无过量的灰尘和金属微粒。

(5) 避免过度的震动和冲击。

(6) 不能受太阳光的直接照射或水的溅射。

2.1.2 注意事项

除满足以上环境条件外, 安装时还应注意以下几点:

(1) 可编程控制器的所有单元必须在断电时安装和拆卸。

(2) 为防止静电对可编程控制器组件的影响, 在接触可编程控制器前, 先用手接触某一接地的金属物体, 以释放人体所带静电。

(3) 注意可编程控制器机体周围的通风和散热条件, 切勿将导线头、铁屑等杂物通过通风窗落入机体内。

2.2 安装与接线

2.2.1 PLC系统的安装

FX系列可编程控制器的安装方法有底板安装和DIN导轨安装两种方法。

(1) 底板安装。利用可编程控制器机体外壳四个角上的安装孔, 用规格为M4的螺钉将控制单元、扩展单元、A/D转换单元、D/A转换单元及I/O链接单元固定在底板上。

(2) DIN导轨安装。利用可编程控制器底板上的DIN导轨安装杆将控制单元、扩展单元、A/D转换单元、D/A转换单元及I/O链接单元安装在DIN导轨上。安装时安装单元与安装导轨槽对齐向下推压即可。将该单元从DIN导轨上拆下时, 需用一字形的螺丝刀向下轻拉安装杆。

2.2.2 PLC系统的接线

PLC系统的接线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元接线等。

(1) 电源接线。FX系列PLC使用直流24V、交流100~120V或200~240V的工业电源。FX系列PLC的外接电源端位于输出端子板左上角的两个接线端。使用直径为0.2cm的双绞线作为电源线。过强的噪声及电源电压波动过大都可能使FX系列可编程控制器的CPU工作异常, 以致引起整个控制系统瘫痪。为避免由此引起的事故发生, 在电源接线时, 需采取隔离变压器等有效措施, 且用于FX系列可编程控制器, I/O设备及电动设备的电源接线应分开连接, 。

另外, 在进行电源接线时还要注意以下几点:

a.FX系列PLC必须在所有外部设备通电后才能开始工作。为保证这一点, 可采取下面的措施:

所有外部设备都上电后再将方式选择开关由“STOP”方式设置为“RUN”方式。

将FX系列PLC编程设置为在外部设备未上电前不进行输入、输出操作。

b.当控制单元与其他单元相接时, 各单元的电源线连接应能同时接通和断开。

c.当电源瞬间掉电时间小于10ms时, 不影响PLC的正常工作。

d.为避免因失常而引起的系统瘫痪或发生无法补救的重大事故, 应增加紧急停车电路。

e.当需要控制两个相反的动作时, 应在PLC和控制设备之间加互锁电路。

(2) 接地。良好的接地是保证PLC正常工作的必要条件。在接地时要注意以下几点:

a.PLC的接地线应为专用接地线, 其直径应在2mm以上。

b.接地电阻应小于100Ω。

c.PLC的接地线不能和其他设备共用, 更不能将其接到一个建筑物的大型金属结构上。

d.PLC的各单元的接地线相连。

(3) 控制单元输入端子接线。FX系列的控制单元输入端子板为两头带螺钉的可拆卸板, 外部开关设备与PLC的之间的输入信号均通过输入端子进行连接。在进行输入端子接线时, 应注意以下几点:

a.输入线尽可能远离输出线、高压线及电机等干扰源。

b.不能将输入设备连接到带“.”端子上。

c.交流型PLC的内藏式直流电源输出可用于输入;直流型PLC的直流电源输出功率不够时, 可使用外接电源。

d.切勿将外接电源加到交流型PLC的内藏式直流电源的输出端子上。

e.切勿将用于输入的电源并联在一起, 更不可将这些电源并联到其他电源上。

(4) 控制单元输出端子接线。

(5) 扩展单元接线。若一台PLC的输入输出点数不够时, 还可将FX系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定, 当要进行扩展配置时, 请参阅有关的用户手册。

(6) FX系列可编程控制器的A/D, D/A转换单元接线。A/D, D/A转换单元的接线方法在有关章节已叙述, 下面是连接时的注意事项。

a.A/D模块:

为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰, 应使用两线双绞式屏蔽电缆。

建议将屏蔽电缆接到框架接地端 (F.G)

若需将电压范围选择端 (RNAGE) 短路, 应直接在端子板上短接, 不要拉出引线短接。

应使主回路接线远离高压线。

应确保使用同一组电源线对控制单元和A/D单元进行供电。

b.D/A模块:

为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰, 应使用两线双绞式屏蔽电缆。

建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端。

在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用。没有使用的输出端子应开路。

应使主回路接线远离高压线。

应确保使用同一组电源线对控制单元和D/A单元进行供电。

3 可编程控制器的维护和检修

可编程控制器的主要构成元器件是以半导体器件为主体, 考虑到环境的影响, 随着使用时间的增长, 元器件总是要老化的。因此定期检修与做好日常维护是非常必要的。

要有一支具有一定技术水平、熟悉设备情况、掌握设备工作原理的检修队伍, 做好对设备的日常维修。

篇4：PLC可编程控制器教学方法研究

【关键词】PLC可编程控制器；教学领域设计；教学实施情况；教学效果评估

【中图分类号】G623.58【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0150-02

1 前言

可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、实践性都很强的课程，而它又与机床电器控制电路有着密不可分的紧密联系。只要我们从教学实践出发，抓好专业教学的基础训练，以市场需求和导向为根本立足点，合理安排好教学内容的先后顺序，注重学生学习兴趣和能力的培养，就一定能确保教学质量，在教学中取得很好的社会效益和经济效益的。也只有这样，我们的职业技术教育才能在激烈的市场竞争中求得发展，焕发出勃勃的生机与活力。

2 学习领域设计

以“电机运动 PLC 控制系统编程与实现教学设计”的学习情境为例，具体展开论述：

2.1 学习目标

2.1.1 专业能力目标

能够运用三菱 FX2N 系列 PLC 实训设备，完成三相异步电动机起动停止控制系统、正反转控制系统、Y /△降压起动控制系统、自动往返控制系统和步进电机控制系统的设计、安装； 控制程序的设计、编制；整体系统的运行、调试任务。

2.1.2 方法能力目标

（1）具有进行系统分析、设计、实施、评价的能力。

（2）具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力。

（3）具有自学能力、理解能力与表达能力。

（4）社会能力目标具有良好的职业道德和敬业精神。

（5）具有团队意识及妥善处理人际关系的能力。

（6）具有沟通与交流能力。

2.2 学习内容与情境描述

以“电机运动 PLC 控制系统编程与实现”实践工作任务为载体，通过实施启动停止控制、正反转控制、Y /△降压启动控制、自动往返可逆运行控制、步进电机驱动控制等5项由简单到复杂的具体工作任务，采用理论与实践融合互动一体化教学方式，引导学生学习与5项工作任务相关联的 PLC 编程软元件、基本逻辑指令、功能指令等理性知识，学习并培养PLC 硬件控制系统的设计、安装能力、控制程序的设计、输入、调试能力。

3 教学实施

3.1 组建“教、学、做”一体化情境氛围的教学平台

为了实现基于工作过程导向的理论与实践一体化教学，需要重新整合、组建理论实践一体化情境氛围教学条件。我们改变了现行教学理论与实践在空间和时间上分别进行的时空结构，将实验、实训室与教室三者整合为一，建成了“一体化”情境氛围的教学平台，同时配置了方便“融合互动教学模式”实施需要的多媒体大屏幕投影、对实践性目标对象及仪器设备的使用进行同步跟踪的摄像视投设备、以及便于实验和实训场各方位空间指导的无线话筒音响等设备。以学生为中心，学生是主体，教师是主导，依据不同的任务配合采用示教教学法、引导文教学法、比较教学法、项目教学法、主持人教学法、任务驱动法等不同的教学方法。

3.2 六环节的教学过程实施

基于工作过程导向的课程教学不同于传统的学科体系结构教学，是依据生产或工作过程特征的“资讯—计划—决策—实施—检查—评价”六环节组织教学的，具体实施时，可以根据教学过程实际需要灵活应用为四步、五步或辅以相应教学方法与手段。下面以“三相异步电动机 Y /△降压起动控制系统编程与实现“为例说明如下：

3.2.1资讯阶段

主要是教师布置任务，提供或讲授资讯。教师依据三菱系列 PLC 实训设备、PC 机、三相异步电动机、接触器等电气设备构成的工作任务为载体向各工位小组布置任务，并说明要求及能力目标。本工作任务是能够运用三菱FX2N系列PLC实训设备，完成三相异步电动机Y /△降压起动控制系统设计、安装； 控制程序的设计、编制； 整体系统的进行、调试任务。

教师讲授为完成本工作任务所需要掌握的理论知识和职业技能，指定学生的学习内容、思考问题、参考资料、参考工作任务、参考网站等。本任务提供的引导文资讯是三相异步电动机Y /△降压起动系统的主电路和继电器逻辑控制电路等，讲授资讯是利用PLC进行改造继电器逻辑控制电路的一般思路与方法； 优化设计可能使用的指令及其功能：主控指令MC，传送指令MOV。

3.2.2计划阶段

学生依据工作任务，组长组织学生交流对工作任务的认识，讨论工作任务及分析相关知识，制定工作计划。包括： 学习内容、工作步骤、时间分配、交流形式、自评方法、结果展示方式等。

3.2.3决策阶段

学生确定最终实施方案、选择好正确的装接工艺和工具、进行合理的分工。这一阶段教师要参与实施方案的修订，及时发现方案中不合理的地方，与学生进行理论与实践融合互动式讨论交流，最终由学生自己作出相应的调整。

3.2.4工作实施阶段

学生依据工作任务、工作计划开始实施工作。本任务实施分为主电路与控制电路设计、系统安装与接线、程序设计与编制传送、系统运行与调试四个阶段。在每个阶段学生都要向教师机传送（ 或报送） 工作结果。每个阶段结束后，都将根据实施情况优选学生组代表进行讲解交流。在第一、第四阶段，学生要自由结合相互检查电气控制系统安装、接线的正确性。提倡互相讨论。

3.2.5检查与自评阶段

工作任务完成后，学生依据工作任务《配分评分标准》对成品进行检查、测试和检验，进行自评打分。对照《配分评分标准》寻找错误与不足，进一步掌握正确的工作过程与工作方法，训练学生的系统评价能力。

3.2.6评价展示阶段

分小组汇报总结，上交项目实施报告，进行汇报演讲、答辩。各小组对工作结果进行展示，讲解工作体会，互相交流学习心得，学生自评与互评，共享成果。

教师对学生、团队评价，指出项目实施过程的整个过程中存在的问题及改进措施。在学生工作过程中，教师进行巡回指导，除了及时纠正不符合工艺要求的设计、安装、接线及操作外，还要依据学生在工作期间的工作状况、工作顺序、工具使用、出现的问题、完成任务时间等进行考核。依据《配分评分标准》对学生的工作结果进行评价。

4 教学效果评估

基于工作过程行动导向学习使学生动脑与动手平衡发展，二者之间动态地交互影响伴随整个学习过程中。学生说这种模式能让学生更好、更快、更清楚得到所学的知识，能让我们在理论与实践两方面都有好的发展，让课程不那么枯燥。边进行实操边学理论，让我们对所学知识由抽象化变为直观化。在丰富我们头脑知识的同时，也提高了我们的动手操作能力。理论与实践的结合，可以让我们对一些东西进行比较。比如，电动机的 Y /△控制，用输出端口送数的方式实现控制，比用基本指令编写的程序设计有了较大的变化。对这两种方式都进行了实操，让我们很直观地比较出两者的不同。在讨论中各抒已见，经过实践就全都解开了。老师讲课也不再枯燥，学生学得也很开心。由于是自己动手解决了问题，使得对知识理解得更加透彻。这种方法使学习变得容易、轻松、效果更好，更加容易学懂。调动了同学们学习的互动性。理论与实践结合，我们学到了知识，更得到了学习的方法。加强了自己的动手能力、思维能力和创新能力。

结束语

在良性循环中，教与学相互促进，相得益彰。创新实验教学活动也会不断发展壮大。如此不仅能够丰富教师的教学手段，提高学生的学习兴趣，提高教学效果，而且能够为专业教师在复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究提供了实验对象及实验手段，探索适合自己学校的创新实验教学模式。

参考文献

[1] 万秋兰.21世纪电气工程人才培养模式及教学内容和课程体系改革初探[J].电气电子教学学报，2009，21（4）：1-3

[2] 束长宝，李新兵，王永华，等./电气控制与可编程控制器0教学改革初探[J].电气电子教学学报，2011，27（6）：25-27

[3]夏建国.技术应用型本科院校办学定位思考[J].高等工程教育研究，2010，（6）：80-83

篇5：plc可编程控制器论文

一、位操作指令

1.逻辑取（装载）及线圈驱动指令

LD（load）：常开触点逻辑运算的开始。

LDN（load not）：常闭触点逻辑运算的开始

=（OUT）：线圈驱动指令。2.触点串联指令A/AN指令

A(And)：与操作，表示串联连接单个常开触点。

AN(And not)：与非操作，表示串联连接单个常闭触点 3.触点并联指令：O（Or）/ON（Or not）

O：或操作，表示并联连接一个常开触点。

ON：或非操作，表示并联连接一个常闭触点。4.电路块的串联指令ALD

ALD：块“与”操作，串联连接多个并联电路组成的电路块。

5.电路块的并联指令OLD

OLD：块“或”操作，并联连接多个串联电路组成的电路块。

注意输出线圈不能串联

6.置位/复位指令 S/R 置位指令S：使能输入有效后从起始位S-bit开始的N 个位 置“1”并保持。复位指令R：使能输入有效后从起始位R-bit开始的N 个位 清“0”并保持。7.边沿触发指令 EU/ED 上升沿触发指令EU :在EU指令前有一个上升沿时（由OFF→ON）产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动后面的输出线圈。

下降沿触发指令ED ：在ED指令前有一个下降沿时（由ON → OFF）产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，驱动其后线圈。

二、基本位操作指令应用举例

 抢答器程序设计

(1）控制任务：有3个抢答席和1个主持人席，每个抢答席上各有1个抢答按钮和一盏抢答指示灯。参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。这样主持人就可以轻易的知道谁是第一个按下抢答器的。该题抢答结束后，主持人按下主持席上的复位按钮（常闭按钮），则指示灯熄灭，又可以进行下一题的抢答比赛。

（2）I/O分配表

输入

（3）程序设计 I0.0

S0 //主持席上的复位按钮

I0.1

S1 //抢答席1上的抢答按钮

I0.2

S2 //抢答席2上的抢答按钮

I0.3

S3 //抢答席3上的抢答按钮 输出

Q0.1

H1 //抢答席1上的指示灯 Q0.2

H2 //抢答席2上的指示灯 Q0.3

H3 //抢答席3上的指示灯

三、定时器指令

工作方式：3种定时指令分别为TON、TONR和TOF

定时器的工作原理：使能输入有效后，当前值PT对PLC内部的时基脉冲增1计数，当计数值大于或等于定时器的预置值后，状态位置1。

时基（按脉冲分，有1ms、10ms、100ms 三种定时器）

1ms定时器每隔1ms刷新一次，当扫描周期较长时，在一个周期内可能被多次刷新，其当前值在一个扫描周期内不一定保持一致。

10ms 定时器则由系统在每个扫描周期开始自动刷新。由于每个扫描周期内只刷新一次，故而每次程序处理期间，其当前值为常数。

100ms定时器则在该定时器指令执行时刷新。下一条执行的指令，即可使用刷新后的结果，非常符合正常的思路，使用方便可靠。

1、接通延时定时器

1.用于单一间隔的定时。上电周期或首次扫描，定时器状态位OFF(0)，当前值为0。使能输入接通时，定时器位为OFF(0)，当前值从0开始计数时间，当前值达到预置值时，定时器位ON(1)，当前值最大到32767并保持。使能输入断开，定时器自动复位，即定时器状态位OFF（0），当前值为0。

指令格式： TON Txxx，PT

2.有记忆接通延时定时器

用于对许多间隔的累计定时。上电周期或首次扫描，定时器状态位OFF（0），当前值保持。使能输入接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数时间。使能输入断开，定时器位和当前值保持最后状态。使能输入再次接通时，当前值从上次的保持值继续计数，当累计当前值达到预设值时，定时器状态位ON（1），当前值连续计数最大到32767。

指令格式：TONR

Txxx，PT 3.断电延时延时定时器

断电延时型定时器用来在输入断开，延时一段时间后，才断开输出。使能端（IN）输入有效时，定时器输出状态位立即置1，当前值复位为0。使能端（IN）断开时，定时器开始计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定时器状态位复位为0，并停止计时，当前值保持。

指令格式：TOF

Txxx，P

四、计数器指令

 计数器用来累计输入脉冲的次数。计数器也是由集成电路构成，是应用非常广泛的编程元件，经常用来对产品进行计数。



计数器指令有3种：增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。



指令操作数有4方面：编号、预设值、脉冲输入和复位输入。

 CTUD，增减计数器指令。有两个脉冲输入端：CU输入端用于递增计数，CD输入端用于递减计数。

指令格式：CTUD Cxxx，PV 例： CTUD C30，5

 

五、比较指令

1.字节比较

LDB、AB、OB

2.整数比较

LDW、AW、OW

3.双字整数比较

LDD、AD、OD

4、实数比较

LDR AR OR 比较运算符 ：== 等于、〈 小于、〉大于、〈= 小于等于、〉= 大于等于、〈〉不等于

例题：

控制要求：

一自动仓库存放某种货物，最多6000箱，需对所存的货物进出计数。货物多于1000箱，灯L1亮；货物多于5000箱，灯L2亮。

其中，L1和L2分别受Q0.0和Q0.1控制，数值1000和5000分别存储在VW20和VW30字存储单元中。

六、运算指令

1、算术运算指令

整数与双整数加减法指令(INT /DINT)

2.整数乘除法指令

3.实数加减乘除指令

4.数学函数变换指令（1）平方根（SQRT）指令（2）自然对数（LN）指令

（3）自然指数（EXP）指令

篇6：plc可编程控制器论文

关键词：面向过程，面向对象，PLC，编程方法

现代工业自动化领域大多采用PLC作为运动控制器，传统的PLC编程严格按照时序要求从头至尾编写程序。对于简单的控制过程，其程序步骤较少，传统的PLC编程方法能够满足要求。而复杂的控制系统，程序步骤较多，容易混乱，大大降低了编程效率，并且程序扩展性能非常差。为了提高编程效率，降低后期维护成本，寻找出一种新的PLC编程方法是非常必要的。

1理论基础

目前存在两种主流的编程思维：面向过程与面向对象，这两种编程思想都有其各自的特点与性质。1．1面向过程面向过程（ProcedureOriented，PO）是一种以过程为中心，以什么正在发生为主要目标进行编程的编程思想。面向过程的程序设计（POP）注重的是算法设计，突出数据结构。NicklausWirth对此提出了著名的公式来表示程序的实质：程序＝数据结构＋算法面向过程的程序设计关注的是解决问题的步骤，先把软件系统分解成多个模块，然后逐步细化，完成整个软件系统。各模块之间存在相互调用和信息传递。随着软件系统规模扩大和性能要求提高，面向过程编程的缺陷逐渐明显。软件系统规模的扩大，使得模块的分解难度加大，模块之间的联系也更加复杂，软件的可靠性难以提高，可维护性差。1．2面向对象面向对象（ObjectOriented，OO）是在处理问题时，从该问题所存在的事物本身出发，以类及对象作为基本构造单元，逐步认识事物的属性和行为特征。面向对象的程序设计（OOP）需要尽力描述问题的结构，从而较好地解决客观世界描述的复杂性问题。可将程序表示为：程序＝消息＋对象类对象类＝数据结构＋算法面向对象的编程方法有利于大型软件的开发；对象属性和方法封装避免了数据随意访问，保证数据安全；类与类之间的继承关系，最大程度实现了代码的重用；继承关系下的多态性增强了程序的灵活性和扩展性［1］。然而，由于类的大量加载会牺牲系统性能，从而降低系统运行效率。

2PLC编程思想

现代工业生产的控制系统经常要涉及到多个外部设备，设备的动作往往有严格的时序要求。长久以来，编程前先按要求制作动作流程图，再按动作流程图编写程序的框架，然后以流程框架为中心添加约束与报警信息，其编程思想是面向过程的［2］。数据和数据处理过程代码是统一的，可重用代码少，且当代码量大时，维护数据和代码非常困难。面向过程的PLC编程方法的缺点有：割裂被控对象在PLC程序与现实中的联系，内部逻辑与被控对象不明确，程序的后期维护困难；程序的内部逻辑关系非常复杂，控制流程不确，容易出错；输入与输出都缺乏整体性，程序员往往孤立考虑各输入点或输出点的逻辑和控制［3］。针对传统PLC编程的缺点，结合现代计算机主流编程思维，提出一种新的PLC编程方法：以分层思想划分程序结构，以面向对象的思想对外部设备或复用性功能进行封装，以面向过程的思想实现动作流程。其原理是：将程序过程按实际划为三个层次，对每个层次中可抽象描述的对象进行类封装；并采用上层调用下层，高级调用低级的原则，进行自下而上的PLC程序设计。三个层次分别为：时序层、外设层、输出层，其中输出层是底层；外设层是中间处理与转换层；时序层是最靠近设备操作的用户层。输出层是对PLC的输出点进行内部扩展。不管PLC程序如何编写，最终都要通过控制PLC输出来达到设备运行目的。为了增强程序的灵活性和扩展性，可将PLC的每个输出点当作对象，在程序运行过程中，输出对象在不同的工作阶段有不同的触发条件。将数字输出点的触发条件转化为内部继电器，模拟输出的触发条件转换为内部继电器与数据。外设层是对设备的封装、处理，是外部设备和外部设备功能封装模块的集合。复杂的PLC控制系统包含了多个外部设备，并且有些外部设备不止一个。以PLC为对象，外部设备可分为输入设备、输出设备与交互设备。输入设备是系统的眼睛，实时监控设备状态。输出设备是系统的动作执行设备，单个输出设备可以有一个或多个动作状态。交互设备是与PLC有数据互传的设备，可以是上位机设备或其他的通信设备。用面向对象的思想，以设备整体或设备动作状态为对象进行封装。可以大大减少了程序的重复性，并且有助于外围设备的扩展与功能的增加。时序层是PLC程序的主体，是各种功能动作流程的集合。设备运行时，动作过程必须严格地按时间顺序执行，而程序中时序过程实现必须面向过程。设备每一种现实功能都对应一个动作过程，与设备功能对应的动作过程属于高级动作流程。高级动作流程可以重复调用低级的动作流程，低级的动作流程是复用性比较高的动作流程。复用性动作流程相对高级动作流程步骤较少，可以将其以整体作为考虑对象，封装成功能模块，供高级动作流程调用。高级动作流程所对应现实设备功能主要有：启动、复位与保护等功能［4］。启动功能可以通过人机交互界面的设置不同而拥有不同的设备功能；复位功能是按一定的时间顺序恢复预定的初始状态；保护功能是通过监控输入设备的信号判断设备是否故障，并做出相应的处理。对于由输入信号判断不出故障可以由外部人工触发，并处理。时序层编写功能时要求先设计保护功能，再编写其它的动作功能，以保护人身与设备安全。

3实例

以汽车微电机压装控制系统为例，阐述本文提出的PLC编程方法。图2为压装控制系统原理图。该系统主要由TPC7062TX触摸屏、主控单元FPG－C32T2H、模拟量单元FP0－A21－F、位置控制单元FPG－PP21、伺服电机、位移传感器等组成。该系统中控制最主要的输出是控制伺服电机的脉冲输出，脉冲输出可直接以电机运行状态为对象进行封装，其余输出在程序中不需要大量重复使用，可以直接单独调用。图3为单次压装的流程，前三个过程为同向运动，为了提高工作效率，三个过程之间不能有停顿，“P点控制”可以达到此要求；慢速压装和快速退回运动方向相反，需要停顿，第三个过程完成后，直接退回到原点，快速退回功能用“E点控制”可以实现。除此外电机常用的控制还有“JOG运行（点动控制）”。通过压装流程可知该系统“P点控制”为三段控制，以“P点控制”为对象时，其“消息”由一个触发条件、三个位置、三个速度组成；以“E点控制”为对象时，其“消息”由一个触发条件、一个位置、一个速度组成；以“JOG运行”为对象时，其“消息”由一个触发条件、一个旋转方向、一个速度组成。为了适应于PLC动作过程的时序性特点，为每个对象添加一个单脉冲输出信号。当对象动作执行完成时，发出一个单脉冲信号，可以当做下一步动作的触发条件。图4为以FPWINGR为PLC编程软件时的“E点控制”梯形图。FPWINGR编程软件不支持模块封装，但是不影响面向对象思维的使用。图中R20为“E点控制”的触发条件；双字寄存器DT412的数据为“E点控制”的目标脉冲频率（速度）；双字寄存器DT414的数据为“E点控制”的目标位置。对象封装的目的是避免数据随意访问，可以继承。“E点控制”中的电机属性启动速度（500Hz）、加减速时间（100ms）、正反方向的定义是以参数的形式固定在其中。当调用该对象时，默认的就继承了其属性。只需扩展多个内部继电器触发R20，就可用被多次调用继承，即多态性。同理，可设计出“P点控制”与“JOG运行”的梯形图。输出层与外设层是时序层的基础，时序层按一定的时间顺序组合输出层与外设层，并辅以必要的数据处理就形成了所需的功能。压装主流程主要有“P点控制”与“E点控制”模块，加上时间延时、计数处理与力值峰值功能就形成了一个压装的大致功能，经过后期的调试与小范围的修改就完成了一个功能的编写。依此方法编写各种所需功能，完成整个程序后，整体调试功能。后期维护需要修改某部分功能时，可以快速定位到要修改的层，再找到相应的模块；增加功能时，可以迅速查到已有硬件的封装模块，直接在时序层增加要求的功能时序。

4结束语

通过分析与实际验证，用本文所提编程方法编写PLC程序，程序逻辑更清晰，层次更分明，运行更稳定。同时为程序调试、后期程序维护、程序功能扩展提供更有效而广阔的空间。该方法适用于复杂控制系统，也适用于简单控制系统，使复杂的控制系统集体设计时分工更加明确，性能更稳定。

参考文献

［1］徐卓峰，王学军．面向过程程序设计语言与面向对象程序设计语言及其特征比较［J］．中州大学学报，1997（1）：64－67

［2］高云．计算机编程思想的发展研究［J］．软件导刊，2012，11（11）：5－6

［3］张海藩．软件工程导论［M］．5版．北京：清华大学出版社，2008（2）：203－211