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1、山东建筑大学机电工程学院教案电 气 控 制 与P L C适用专业：机械工程及自动化（本科）范文利2009 年 3山东建筑大学机电工程学院教案第_1_次课授课内容常用低压电器元件的分类、灭弧原理，继电器与接触器。目的要求了解课程的学习方法，掌握基本概念。重点难点分磁环的工作原理；继电器的工作特性课 型授课 计划学时 2 课前准备 继电器接触器元件。板书设计1 （多媒体提纲）简介第一章常用低压电器一、电器的作用和分类二、接触器三、继电器课堂小结作业、思考1 -1课后小结山东建筑大学备课纸简介-、课程体系简介基础课大学物理 特点：体系完整推理严密 抽象专业基础课电工电子学特点：以数学模型为分析对象较
2、少涉及生产实际专业课本课程 特点：以解决生产实践中的问题为目的，知识点具有发散性二、本课程电气控制部分简介本课程电气控制部分主要介绍电气控制技术中的继电器一接触器逻辑控制系统。主要包括常用低压电器元件、典型基本控制线路、常用设备电路分析、继电器逻辑控制线路的设计方法、电动机交流调速系统、以及应用实例等。三、电气控制技术及其发展重点是继一接电气控制与PLC之间的关系及区别。四、关于学习方法和考试形式的介绍五、网上交流平台的使用第一节常用低压电器-、电器的作用和分类1、定义一种能控制电路的设备。2、分类低压电器用于交流1200V,直 流 1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产
3、品。高压电器用于交流1200V以上、直 流 1500V以上的电器产品。提问：为什么交流为1200V,直流为1500V?答案：最大值和有效值的关系。低压电器低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。正常情况下不参与逻辑控制。低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。如下图：士o c r*K M,得 电（电动机率电阻起动）J+KT得电-.K M*秘 电（JH按电阻，电动机正 常 运 行）二、接触器定义：接触器是一种可频繁地接通和分断主电路的控制电器。1、结构与工作原理图1-1 接 触 器 结 构 示 意 图1铁 心 2一 线 陶 3一 衔 铁 4 静 触 头5动 触 头 6一 触 头 弹55
4、 7一 释 放 弹 籁2、电磁机构近点讲述不同结构类型之间的区别！提问：直动式和拍合式的优缺点是？答案：从可靠性，拍合速度和距离方面论述。提问：串联电磁机构和并联电磁机构的结构区别？为什么？答案：电磁机构吸力F 吸81、N消耗功率 P=U*1线圈发热Q=I2*R在吸力一定的情况下，消耗功率和线圈发热越少越好!提问：直流电磁机构、交流电磁机构的区别？答案：从可靠性上论述！3、触点与灭弧装置电弧的产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧是气体放电形式之一，是一种带电质点的急流。电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。灭弧装置：1）电动力灭弧2）磁吹灭弧3）纵缝灭弧
5、4）灭弧栅提问：d 图中电流方向相反时电弧受力方向为？答案：不 变（电磁一右手定则，磁电一左手定则）4、分 磁 环（难点）对上图的解释要慢，要给学生回忆所学过的相关知识的时间!5、接触器的主要技术数据1）电源种类：交流或直流；2）主触头额定电压、额定电流；3）辅助触头的种类、数量及触头的额定电压；4）电磁线圈的电源种类、频率和额定电流；5）额定操作频率，即允许每小时接通的最多次数。注意：1、相关名词的解释。2、强调顺序的概念！6、接触器的选择1）根据负载性质选择接触器的类型；2）额定电压应大于或等于主电路工作电压；3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流；4）吸引线圈的额定电压和频率要与所在
6、控制电路的选用电压和频率相致。注意：1、相关名词的解释。2、强调顺序的概念！三、继电器定义：继电器是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路实现控制目的的电器。输入信号可以是电压、电流等电量，也可以是温度、速度、压力等非电量。注意与接触器的区别。继电器的工作特性：输入输出特性曲线一继电特性。Yo-Xr-动作值Xw-工作值Xi-释放值Y0-输出安全系数=X w/X i 1返回系数=X i/X r|S T7|曲-SB2+-KM1+（自锁）-M+（正转）工作台前进-+ST2-K M 1*M-f -ST2+KM2+-*M+（反转）工作台后退f STI I-提问：当 ST2损 坏（不能断开）会出现
7、什么故障现象？注意描述的准确性！山东建筑大学机电工程学院教案第旦次课授课内容异步电动机减压启动电路，异步电动机制动电路。目的要求掌握异步电动机减压启动电路，制动电路的原理与设计。重点难点使用顺序式进行电路分析课 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三节 笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路1、定子串电阻降压起动控制线路2.星一三角降压起动3、自偶变压器降压起动4、绕线转子异步电动机降压起动5.串频敏变阻器减压起动第四节 电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路二、电动机的能耗制动控制线路第五节控制线路的其他基本环节一、点动控制二、联锁三、多点控制四、
8、双速电动机高低速控制线路思考：可逆运行反接制动控制电路课堂小结作业、思考1 -5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三节笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路电动机的起动方式：全压起动：I 起 七（4-7）I 额；起动转矩大；机械和电气冲击大。减压起动：I 起小；起动转矩小；起动平稳1、定子串电阻降压起动控制线路a）图：-S B2+-KM1+（自锁）-M+（串 R）-K T+（延时）-KT+-KM2+-M+（全压）b）图：-S B2+-KM1+（自锁）-M+（串 R）-K T+（延时）-KT+-KM2+（自锁）-M+（全压）-+KM2-KM1-、KT-a）图在电动机起动后KM1与 K
9、T 一直得电动作，这是不必要的。图 b）就解决这个问题。2、星一三角降压起动3、自偶变压器降压起动2.不用K A,只用KM1,KT,KM2此电路如何设计？4、绕线转子异步电动机降压起动1）电流原则电流原则一绕线异步电动机转子串电阻起动控制电路时间原则一绕线转子电动机转子串电阻起动控制电路问：控制3台电机M1.M2.M3依次起动，间隔5 S,如何设计？5.串频敏变阻器减压起动原理：频敏变阻器的电阻与通过它本身的电流的频率成正比，电动机起动时转子电流频率随转速升高而降低。蚯政直削蹲等姓电路及北与血动视的联被血动机电向左转转子申接频敛变阻器起动控制电路问：KT的延时常闭触点起什么作用？是否可以去掉？
10、答案：可以。作业：1-5第四节电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路1.速度继电器的应用。2.反接制动主电路电阻的作用。b）a）-S B2+fKM l+（自锁）-M+（正转）-N 120r/min-KS+S B l-f KM1-+KM1+-KM 2+-M+（串 R 反接制动）-N 120r/min-KS+S B1 I f+SB l-f KM l-f+KM 1+f-S B l+-K M 2+（自锁）-M+（串 R 反接制动）-N 120r/min,-KS l+-KM4+-M 1+（串 R 反接制动）一n120r/min,-KS l+、+KS-K M 2+-KM6+-M1+（低速串 R
11、反接制动）-n120r/min,+KS l-、-KS 1+fK M 2+-KM 6+-Ml+（低速串 R 反接制动）-n40r/min-K S 1-、+KS+f KM2-KM 1+（8-17-18-16-15-3）-KM6+-M+（重新低速起动）一 循环调速完成压下S TI、S T2-S T1-1+f KM3+、KT+、以下同正转起动补充1、组合机床动力头控制电路快进：KM1+,KM3+（M1,M2 正转）工进：KM1+（M1 正转）工退：KM2+（M1 反转）快退：KM2+,KM3+（M1,M2 反转）YB:快速电机M 2制动电磁铁（YB-时制动）分析其电路工作过程。2、深孔钻床控制电路S
12、Q1:原位S Q2:转工进S Q3:快退转快进S Q4:终点S Q5:活挡铁复位注意挡铁的灵活应用。图4-3 8分级进船装望工作航期承窟图3、桥式起市机控制电路1、介绍凸轮控制器的原理及其符号的含义2、利用机械特性曲线进行调速的方法。作业：25,6山东建筑大学机电工程学院教案第0次课授课内容电气控制线路设计目的要求基本掌握电路设计的思路和方法重点难点条件分析法的应用课 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三章 电气控制线路设计、电气控制线路设计的一般原则及内容二、设计过程中应注意的几个问题三、经验设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法课堂小结作业、思考补充 1;3-
13、4,5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三章 电气控制线路设计-、电气控制线路设计的一般原则及内容电气控制线路设计的一般原则：1、最大限度地满足机电设备对电气控制线路的要求；2、在满足生产要求的同时;应尽可能地使线路简单、实用；3、保证控制安全，便于操作和维修。电气控制线路设计的内容和步骤：1、定电气设计的技术条件；2、选择电气传动形式和控制方案；3、确定电动机的类型、容量、转速和型号；4、设计电气控制原理图；5、选择电器器件，制定电动机和电器器件明细表；6、设计电动机、执行电磁铁、电气控制元件，以及监测元件的总布置图；7、设计电气柜、操作台、器件安装板以及非标准器件专用安装零件；8、绘制装配图
14、和接线图；9、编写设计计算说明书和使用操作说明书。二、设计过程中应注意的几个问题1 .在满足生产要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。（1）根据自动控制的工艺要求，正确地选择各个独立控制部分的线路和环节。（2）同一电器的不同器件在线路中尽可能具有更多的公共联线，以简化电器的外部接线，缩短连接导线的数量和长度。（3）根据工艺要求，正确选用电器器件。（4）在满足生产工艺要求的前提下，减少不必要的触点以简化电路。（5）在控制电路中，除其工作的必要电器通电外，其余的回路尽可能不通电，以提高系统的稳定性和可靠性。2 .保证控制电路工作可靠和安全。（1）正确连接电器的触点。如图3-2 所示，一般情况下，
15、线圈的一端应连接在一起，接到电源的一根母线上。同电器的常开和常闭辅助触点靠的很近，果分别接到电源的不同相上，触点断开时产生的电弧可能在两触点间形成飞弧，造成电源短路。（2）正确连接电器的线圈。两个电器需要同时动作时，其线圈应当并联。如图3-3 所示，在交流控制线路中，不能串联两个电器的线圈。因为每个线圈所分到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器不能同时闭合。（3）在控制线路中应该避免出现寄生电路。（4）避免电器依次动作。应减少多个器件依次通电后才接通另一个器件的情况,以保证工作的可靠性，如图3-6 所示。（5）电气联锁和机械联锁共同使用。（6）设计的线路应适用所在电网的质量和要求。（7）在线路中采
16、用小容量继电器触点来控制大容量接触器的线圈。三、经验设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法例：设计一个组合机床动力头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力头完成以下工作循环一快进一工进f工退一快退至原点停止。一、分析设计要求此例中动力头工作台有4 种工作状态：快进、工进、工退、快退。我们可用M l、M 2两台电机分别驱动不同的传动链来实现，其 中 M l为快速移动电动机其正转时为快进，反转时为快退。其 中 M 2为进给电动机其正转时为工进，反转时为工退。其中工作状态的转换由位置开关来实现。二、主电路设计此例中有M l、M 2两台电机，分别有正反转控制，均为全压起动、连续工作，条件分析法的
17、原则：1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电(起始)和断电(终 止)条 件，从而得出每个线圈的控制电路后经过组合和优化得出整个控制电路。2、线圈的分析顺序应尽量与控制过程的动作顺序一致。以此例学习条件分析法的应用：1、分析动作过程：原位f起动按钮I f快 进(KM1+)f S 02 I-X ia(KM3+)-S 03 I f工退(KM4+)-S O 2 t-快 退(K M 2+)-原位 S OI I f 停止2、分析接触器线圈的起始和终止条件：1)KM1：起始条件一起动按钮S B2 I终止条件一S 02 I2)KM3：起始条件一S 02 I终止条件一S 03 I3)KM4：
18、起始条件一S 03 I终止条件一S 02 t4)KM2：起始条件一S 02 t终止条件一S OI IKM2会在电路开始通电时就通电，这种情况应增加起始条件：当 KM4+时松开S 02。因而KM4终止条件调整为KM2+3、组合与优化：增加连锁与保护环节，急停按钮等思考题：设计一个组合机床磨削头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力头完成以下工作循环一前进f磨头启动磨削3 0 s-快退至原点停止。作业：34,5,6山东建筑大学机电工程学院教案第工次课授课内容电动机调速系统目的要求对直流调速系统和交流调速系统的原理和工程应用有基本的了解，掌握基本的调速方法。重点难点直流调速系统分析，交流变频器的应用课
19、 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1 （多媒体提纲）第四章电动机调速系统第一节直流调速系统一、直流调速系统的性能指标二、直流电动机调速方法三、直流调速系统原理分析第二节交流传动调速系统一、交流传动调速系统基本原理二、交流电动机的调速方法三、变频调速原理四、变频器的基本结构和分类五、变频器的选用、运行和维护六、变频调速系统应用实例课堂小结作业、思考4-4,6课后小结山东建筑大学备课纸第四章电动机调速系统第一节直流调速系统一、直流调速系统的性能指标1.稳态指标一静差率S、调速范围。、调速系统与负载配合能力 静 差 率s 0 “N _ 瓯N“0 0 N 一理想空裁增加到额定负裁时的转速降落调速
20、范围)m i n最高转速m a x与最低转速之比“i n调速系统与负载配合能力恒转矩调速一电动机轴上承受的负载转矩不变，其输出功率与转速成正比变化。恒功率调速一电动机轴上的负载随转速的增大而减小，其输出功率基本维持不变。混合调速。2.动态指标一最大超调量、调整时间、振荡次数、最大动态速降和恢复时间等(1)最大超调量b 最大超调量是指调速系统在外来突变信号的作用下，系统达到的最大转速和稳态值的稳态转速之比，用 b表示。(2)调速时间4 又称为动态响应时间，它是指从信号加入，到系统开始进入允许偏差区为止的时间。它反映系统调整的快速性。(3)振荡次数N 震荡次数表示在调整时间内，转速在稳态值上下摆动
21、的次数。它反映了系统的调速稳定性。(4)最大动态速降A/l m a x是指调速系统的一项抗干扰指标，即在稳定运行中，系统突加一个负载转矩所引起的最大速降。(5)恢 复 时 间tr 从扰动量作用开始，到被调量开始转入稳定转速允许偏差区为止的一段时间。0越小，说明系统的抗干扰能力越强。二、直流电动机调速方法当电动机正常运行时，其各种物理量可表示如下：U=1R+E(4-1)Te=k 刚(4-2)E=ke(fit2(4-3)由上式可知：En=-=卜 仲U-IR _U(4-4)k2 ke式（4-4）中：U 为加在电枢回路上的电压；R为电动机电枢电路总电阻；。为电动机磁通；灯为电动势常数；得 为转矩常数；
22、7；为电磁转矩。此公式即为直流电动机的机械特征方 程式。对于每一个特定的电动机来说，其 却、n ke为常数，当负载一定时，要调节电动机的转 R,R2 R 3 速n,便可以有以下三种方法：改变电动机电 枢回R,路的电阻R、改变电动机磁通。和改变加在 电枢R2回路的外加电压U。R：1.改变电枢回路电阻R调速 T ToM前 班：需同、出 图4-2改变电枢回路电阻调速的调节特性3.改变电枢电压。调速三、直流调速系统原理分析1 .开环调速系统图4一5开环直流调速系统原理图2 .闭环调速系统（1）转速负反馈调速系统T1-n,-Ufn,-U -U c-U d-Ua-la -Te（2）带电流裁止负反馈调速系统
23、第二节交流传动调速系统一、交流传动调速系统基本原理n =6 0/1（l-5）/p可以通过改变供电频率于、极对数p 和转差率s 来实现交流电动机调速。二、交流电动机的调速方法变极调速，转子串电阻调速，液力耦合器调速，变频调速三、变频调速原理以气隙磁通链必为控制变量的调速方式1、基频以下调速（恒转矩调速）由式4-15和式4-16可知，在变频调速中，若保持g/力=C 的协调控制条件，可以满足主磁通色,=C（相当于式4 T 5 中的气隙磁通链内）的要求，实现恒转矩调速。2、基频以上调速（恒功率调速）在基频以上调速时.，主磁通与频率成反比关系，相当于直流电动机弱磁升速现象。由异步电动机的电磁功率已=7
24、助/0可知，P,产 Tf、=C。若 保 持 :/力=。的协调控制条件，则T o c l/,即。;=C。因此，在 E；/1=C 时，实现恒功率调速。四、变频器的基本结构和分类交流出泊主.压版率可变.图4 1 2变频器臼基本结沟-五、变频器的选用、运行和维护1.负载的分类(1)恒转矩负载传送带、搅拌机、挤出机以及吊车、提升机等。(2)恒功率负载 机床主轴、造纸机、卷取机、开卷机等。(3)平方转矩负载离心泵、离心风机2.变频器的选型根据负载类型选择变频器类型(1)选择变频器具体型号是以电动机额定电流值为依据，以电动机的额定功率为参考值。变频器最大输出电流应大于电动机的额定电流值。P Q就 K/M(A
25、)(2)/UM/MX 107(KVA)(3)PM、小 coscp、UM、IM 分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.051.1)PCN：变频器的额定容量(KVA)ICN：变频器的额定电流(A)式 中 IM 如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当缩小。(2)变频器与电动机的距离过长时，为防止电缆对地耦合与变频器输出电流中谐波叠加而造成的电动机端子处电压升高的影响，应在变频器的输出端安装输出电抗器。(3)变频器选择时，要考虑电动机的运行频率在什么功率范围内。在低速范围内，应考虑电
26、动机的温升情况，是否需加装风扇给电动机散热。(4)变频器选择时，一定要注意其防护等级应与现场情况相匹配，防止现场的粉末或水分影响变频器的长久运行。六、变频调速系统应用实例1.ABB变频器在恒压供水控制系统中的应用恒压供水是指不论用户端水量大小，总保持管网水压基本恒定。这样，既可以满足各部位用户的用水的需要，又不使电动机空转，造成电能的浪费。因此，由变频器得到给定压力信号和实际反馈信号，利用变频器内部固有的功能进行比较计算，通过频率输出的变化调节水泵转速，从而捽制管网中水压力恒定。水池作业4-4,6山东建筑大学机电工程学院教案第a次课授课内容第五章 P L C基础知识目的要求要求学生掌握P L
27、C的基本概念、基本组成、扩展构成和工作方式重点难点难点是工作方式、扫描时间课 型授课 计划学时 2 课前准备板 书 设 计1（多媒体提纲）第 五 章 PLC基础知识PLC基础知识1一、可编程控制器的定义二、PLC的产生与历史三、PLC的发展趋势四、PLC的基本功能五、PLC的特点及分类六、PLC与其他工业控制系统的比较PLC基础知识2一、PLC的基本硬件组成二、常用术语三、PLC的软件系统四、PLC的扩展构成五、PLC的工作方式课堂小结作 业、思考补充题课后小结山东建筑大学备课纸第 五 章 PLC基础知识PLC基础知识I一、可编程控制器的定义可编程序控制器：是一种数字运算操作的电子系统，专为在
28、工业环境下应用而设计的。它采用可编程的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。简单的说：PLC就是一种工业用计算机。二、PLC的产生与历史美国数字设备公司(DEC)中标，于 1969年研制成功了一台符合要求的控制器，在通用汽车公司(GM)的汽车装配线上试验并获得成功。生产的需要和计算机技术的发展.三、PLC的发展趋势朝着小型，简易，价格低廉方向发展朝着大型，高速，多功能方向发展从PLC的发展趋势看,P
29、LC控制技术将成为今后工业自动化的主要手段.在未来的工业生产中,PLC技术,机器人技术和CAD/CAM技术将成为实现工业生产自动化的三大支柱.四、PLC的基本功能1 逻辑控制功能2 定时控制功能3 计数控制功能4 步进控制功能5 数据处理功能6 回路控制功能7 通讯联网功能8 监控功能9 停电记忆功能1 0 故障诊断功能五、PLC的特点及分类1.按结构形式分类整体式PLC 组合式PLC2.按控制规模分类1).小型PLC：I/O 点数较少，在 256点以下的PLC2).中型PLC：I/O 点数较多,在256点以上、2048点以下的PLC。3).大型PLC：I/O 点数较多，在 2048点以上的P
30、LC。3.特点1).灵活通用2).安全可靠3).环境适应性好4).使用方便、维护简单5).速度较慢、价格较高六、PLC与其他工业控制系统的比较PLC与继电器控制系统比较继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取代。与工业计算机比较 工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。PLC采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型
31、复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。PLC基础知识2PLC的基本硬件组成用户输入设符微处理器运算器控制器疝 丽 一，盒式磁带机_I一,打印机T-KFROftl写入器 I图形心挎系统T -*PLC暝上枪i伊 机 在 它 外 设外部设备：存储器EPROMRAM(系 统 程 序/t用户程序输出单元H-.，1.iti用户检出设备i块二 常用术语1 位(Bit)PL C 中逻辑运算的基本元素，通常也称为内部继电器。位实际上是PLC存储器中的一个触发器(存储单元)，有两个状态，既“0”和“1，也 称 为 O FF和ON。位可以作为输出存放逻辑运算的结果，相当于继电器的
32、线圈。在一个程序中一个位只能进行一次输出操作。2 I/O 点(I/O Point)PLC中可以直接和输入设备相连接的位称为输入点，可以直接和输出设备相连接的位称为输出点，输入点和输出点通称为PLC的 I/O 点。PLC的 I/O 点数越多，控制规模越大。有时也常用I/O 点数来表征PLC的规模。3 通 道(Channel)通道是PLC中数据运算和存储的基本单位，又称为字(WORD).4 区(AREA)区是相同类型通道的集合。PLC中一般有数据区、定时/计数器区、内部继电器区等。三 PLC的软件系统1 系统程序用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序
33、。2 用户程序3 编程语言语句表语言梯形图语言顺序功能表图（S FC）功能块图（FBD）结构文本（S T）四 PLC的扩展构成A）近程扩展方式B）远程扩展方式C）连网方式五 PLC的工作方式输入映象寄存器程序执行输出映象寄存器-0-接触器PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区，当 PLC的 CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入信号的状态，进行相应的操作。当 CPU执行完第一个操作后，将操作结果送到输出映像区，然后再执行第二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中，PLC并不读取输入信号的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将
34、输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的第一条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。扫描时间是指PLC两次执行用户程序之间的时间间隔，又称为扫描周期或循环周期。PLC的扫描周期和用户程序的长短与系统构成有关，用户程序越短、系统构成越简单，扫描周期越短。PLC 的扫描周期一般在10ms级，这样普通输入点的信号频率应不大于50Hz（在使用时一般在10HZ以卜）。作业：补充题山东建筑大学机电工程学院教案第2次课授课内容第六章CP1H第一讲目的要求要求
35、学生掌握CP1H的系统构成、继电器区、基本指令。重点难点难点是继电器区、基本指令。课 型授课 计划学时 2 课前准备板 书 设 计1（多媒体提纲）第六章CP1H第一讲一、CP1H系统构成二、CP1H的继电器区和数据区三、CP1H的基本指令课堂小结作 业、思考6-1,2课后小结山东建筑大学备课纸第 六 章 CP1H第一讲-、CP1H系统构成CP1H 共有 4 种 主 机:10 点(6/4)、20 点(12/8)、30(18/12)点、40(24/16)点。CP1H系列PLC的 I/O扩展单元有三种类型，七种规格。二、CP1H的继电器区和数据区1.内部继电器区(IR)(000CH-019CH;20
36、0CH-231 CH)CP 1H的输入继电器区为000009通道，共 10个通道。CP1H的位号用5 位数字表示，前三位数字表示通道号，后两位数字表示位号。例如：00314表示003通道的14位。CP1H的输出继电器区为010019通道，共 10个通道。CP1H的内部辅助继电器区为200231通道，内部辅助继电器不能直接驱动外部设备，它可以由PLC中各种继电器的触点驱动，供编程使用。由于I/O 继电器区中未被使用的通道也可作为内部辅助继电器使用，所以I/O 继电器区与内部辅助继电器一般统称IR 区。2.特殊辅助继电器(S R)(232CH-255CH)特殊辅助继电器区(S R)主要供系统使用，
37、用来存储PLC系统有关标志。3.保持继电器(HR)(HR00CH-HR19CH)保持继电器区共有HR00-HR19的 20个通道，通道编号前要冠以HR字样。当电源中断时，保持继电器能保持原来的状态，即具有掉电保护的功能。如果某些控制对象需要保存掉电前的状态，以使在PCL恢复工作时再现这些状态，这时就要使用保持继电器。该继电器区断电保持功能有两种情况：其一，以通道为单位使用时(数据保持)。其二，以位为单位与KEEP指令配合使用或作成自保持电路时。4.暂存继电器(TR)(位TR0TR7)CP1H有 8 个暂存继电器(TR0-TR7位)暂存继电器常用于暂存复杂梯形图中分支点的ON/OFF状态，,在同
38、一程序段内不得重复使用相同的继电器号。使用暂存继电器时必须在继电器号之前冠以“TR”如 TRO、TR1等。5.定时器/计数器(TC)(TC000-TC127)该区总共有128个定时器/计数器，编号范围为000127o 定时器/计数器又各分为2 种，即普通定时器TIM 和高速定时器T IM H,普通计数器CN T和可逆计数器CNTR。定时器/计数器统一编号(称为T C 号)，一个TC号既可分配给定时器，又可分配给计数器，但所有定时器或计数器的TC号不能重复.定时器无断电保持功能，电源断电时定时器复位。计数器有断电保持功能。6.数据存储区(DM)(DM0000CH-DM1023;DM6144-DM
39、6655CH)(1)数据存储器区只能以通道为单位使用，不能以位为单位使用。(2)DM0000DM0999、DM1022-DM1023为程序可读写区，用户程序可自由读写其内容。(3)DM6144DM6599为只读存储区，用户程序可以读出但不能用程序改写其内容，利用编程器可预先写入数据内容。(4)DM6600-DM6655称为系统设定区，用来设定各种系统参数。通道中的数据不能用程序写入，只能用编程器写入。(5)数据存储器区DM 有掉电保持功能。7.辅 助 记 忆 继 电 器(AR00CHARI 5cH)8.链接继电器(LR00CHLR15CH)三、CP1H的基本指令1：LD 取指令2：LD NOT
40、 取反指令3：AND 与指令4：AND NOT 与反指令5：OUT 输出指令6：OUT NOT 输反指令7：OR 或指令8；OR NOT 或反指令9：AND LD 块与指令10：OR LD 块或指令11：END(01)结束指令例：3 组抢答器设计，智力竞赛，分 3 组，每组有一个抢答按纽(S B1-S B3)一个指示灯(HL1H L 3),主持人有一个抢答开始按钮(S K),一个复位按钮(S F)。要求：主持人按下开始按钮后可以抢答，任一组先按下抢答按钮后其指示灯亮，其余组再按无效。主持人按下复位按钮后灯灭。用 PLC编程实现以上要求。解：1、输入输出分配：输入：S K 00000S F 00
41、004S B1 00001S B2 00002S B3 00003输 出:HL1-HL3 01001010032、设计如图E N Dooooo_ 1 1 _O?昨4 2知O开 始（自 保）1 12 0 0 0 0_ I I_4 I y1 1OOOO 1_ 1 1 _0 1 0 0 2 O 1 0 0 3 2 0 0 0 0 0 1 O 0 1_l t：_ I 1_ I I_1 1O1 OO 1_ I I_/1 1 J J互锁I I0 0 0 0 2_ I I_O1 OO1 0 1 0 0 3 2 0 0 0 0 O1 0 0 2_ I u r_ _I I_（-I IO1 0 0 2_ I I_
42、I I0 0 0 0 3_ I I_0 1 0 0 2 O1OO1 2 0 0 0 0 O1 0 0 3_I _ I I_ r I IO1 0 0 3I小47 I I（-）作业：6-1,2山东建筑大学机电工程学院教案第1 0次课授课内容第 六 章 CP1H第二讲目的要求要求学生掌握CP1H的程序控制指令、定时器/计数器指令。重点难点难点是分支、跳转指令；定时器/计数器指令。课 型授课计划学时2课前准备板书设计1（多媒体提纲）第 六 章CP1H第二讲三、程序控制指令四、定时器/计数器指令课堂小结作业、思考6-4,5课后小结山东建筑大学备课纸第 六 章 CP1H第二讲三、程序控制指令1.结束指令E
43、ND(01)有分段执行程序的功能。2.空操作指令NOP(00)3.分支/分支结束指令IL(02)/ILC(03)使用IL/1L C 指令时应注意：(1)不论IL 的输入条件是ON还是OFF,CPU都要对IL/IL C 之间的程序段进行扫描。(2)如 果 IL 的执行条件为O F F,则位于IL 和 1LC之间的程序段不执行，此时IL 和 ILC之间各内部器件的状态如下：所有OUT和 OUT NOT指令的输出位为OFF；所有定时器都复位；KEEP指令的操作位、计数器、移位寄存器以及S ET和 RES ET指令的操作位都保持IL 为 OFF以前的状态。(3)IL和 ILC指令可以成对使用，也可以多
44、个IL 指令配一个1LC指令，但不准嵌套使用，如 ILIL-1LC 1LC。梯形图指令表时序图D90IXI-II-1 II(0?)ILD000000 C C O 3 _ I 1(X J 0 Q 1Q 10U0IL1I I_0 0 0 0 1 _I ILD00001 1 ：LJ；L1 X)0 0 2III小 初IOUT010001 1LD000020 1 C O 3 _-1 1 1 10000.5010U1IL1 1TI-c LD00003000021 1 1 1 ;1OUT010011 1 1ILC瞰j _ 1 !i I_1 i L|I j 1T 一010C2-0.1s时，定时器TIM 会不准
45、确。(5)TIM 的定时时间最长为999.9s,若需要更长的定时时间，可采用定时器级连或内部时钟加计数器的方法。00001C 0001 255021 IM 000T-T IM 001HHT IM000*9000T IM0 0 1*90000100100001C N 1127#1800C N T 127 01001（6）CNT的最大记数值为9999,可用记数器级连的方法获得更大的记数值。记数器级连后，记数值为级连记数器的记数值之积。7?2I2211111 I。n1LD00001LDCNT 127OR00002CNT127#0300LDCNT 127LD00002CNT126#0100（7）利用两
46、个定时器可获得任意占空比时钟。3.高速定时器指令TIMH（15）和 TIM 一样都是减1 定时器，只是时间度量单位不同，因而计时范围不同。若扫描周期TsO.Ols时 TIMH不能执行。4.可逆计数器指令CN TR（12）双向的加1 /减 1 可逆计数器指令。I I 为增量输入，每给一个脉冲（由 OFF变 为 ON）当前值PV加 1。D I为减量输入，每给一个脉冲PV值 减 1,当 I I 和D I同时为ON时，PV值不变，当 I I 和 D I从 ON变为OFF时 PV值不变。R 为ON时复位，当前值PV变为0。应当注意的是CNTR在以下情况输出为ON：1、初始状态时CNTR的当前值PV=0,
47、当 加 1记数至当前值PV=设定值SV时，I I 端又输入一个脉冲，PV值变为0,CN TR输出为O N,若 n 端再来一个脉冲，PV值 为 1,CNTR输出由ON变为OFF。2、当减1计数时，CNTR的当前值PV=0时，D I端又输入一个脉冲，PV值变为SV,CNTR输出为O N,若 D1端再来一个脉冲，PV=SV-1,CNTR输出由ON变为 OFF。作业64,5山东建筑大学机电工程学院教案第1 1次课授课内容第 六 章 CP1H第三讲目的要求要求学生掌握CP1H的保持、微分、数据处理指令的应用。重点难点难点是微分、数据收集和分配指令。课 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1(多媒体提纲
48、)第 六 章CP1H第三讲五、置位复位指令S ET/RS ET六、保持继电器指令KEEP(11)七、微分指令 DIFU(13)/DIFD(14)八、暂 存 器TR例6-1九、PLC编程时应注意的问题第 三 节CP1H的数据比较与传送指令一、数据比较指令1.单字比较指令CM P(20)例6-22.双字比较指令CM PL(60)3.块比较指令 BCM P(68)/fflBC M P(68)4.表比较指令 TCM P(85)/aTCMP(85)二、数据传送指令1.单字长传送指令M O V (21)/3M0V(21)2.单字长取反传送指令M V N (22)/WVN(22)3,块传送指令 XFER(7
49、0)/9XFER(70)4,块设置指令BS ET(71)/砒S ET(71)5.位传送指令 M O V B (82)/S M O VB(82)6.数字传送指令M O V D (83)/Q M O V D (83)7.数据交换指令X CHG (73)/fflX C H G (73)8.单字分配指令 DIS T(80)/0DIS T(80)9.数据收集指令 COLL(81)/fflCOLL(81)例6-3课堂小结作业、思考6-1,2,6课后小结山东建筑大学备课纸第 六 章 CP1H第三讲五、置位复位指令S ET/RS ET当条件为O N 时对B 进行置位(ON)/复 位(O F F)操作。,B 被
50、 置 位(ON),R 端为O N 时，B 被为 OFF。B 为 H R 区继电器时有掉电保护六、保持继电器指令KEEP(11)相当于一个锁存继电器，S端为ON复 位(OFF),S、R 端同为O N 时，功能。00001T 卜 KEEP(11)0000220000ooooi _ _|n _00002 _；_p _I20000 _ l-1 一七、微分指令DIFU(13)/DIFD飞八、暂 存 器 TR它只是把当前结果寄存器R 的值存入暂存器TR 中。它必须与LD及 OUT配合使用，多用于有几个分支的输出。例 6-1解:(1)输入输出分配。由题目要求可知该任务中有三个输入信号，三个输出信号,地址分配