PLC应用技术讲解
《PLC应用技术》课件——2.3 PLC的工作原理
图A
图B
NO 04
第四部分
PLC的工作特点
PLC的工作特点
1.所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程中不再变化，而程序处理的 结果也是在扫描周期的最后时段统一输出； 2.PLC仅在扫描周期的起始时段读取外部输入状态，该时段相对较短，对输入信号串入 的抗干扰极为有利； 3.循环扫描的工作方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号，也会带来系统响应的 滞后。 为克服上述问题，可利用立即输入输出、脉冲捕获、高速计数器或终端技术等。
NO 05
第五部分
小结与思考
小结与思考
1
循环扫描
2
用户程序执行的三个阶段
3
PLC的工作特点
小结与思考
请大家思考一个问题，循环扫描是PLC 主要的工作方式，那么PLC还有其他工 作方式吗？
本讲内容结束，期待大家的共同学习和探 讨，谢谢观看！
这是个动图
PLC启停控制三相异步电动机
—— PLC的工作原理
本讲内容
（一）循环扫描工作方式 （二）用户程序执行过程
（三）实例分析 （四）PLC的工作特点
（五）小结与思考
NO 01
第一部分
循环扫描工作方式
循环扫描工作方式
用户将编辑好的程序加载到PLC的存储器中，PLC采 用循环执行用户程序的方式，称为循环扫描工作方式。
程序加载到PLC的 存储器中……
存储器
….控制机器
通过指令进行编程 PLC
机器
循环扫描工作方式
一个扫描周期主要分为：
输入采样 用户程序执行
输出刷新
循环扫描工作方式
上电后执行一次启动块
循环监视时间开始
一
读取输入信号状态，存储在输入映像区
plc应用技术课程教学内容技能点
plc应用技术课程教学内容技能点【最新版】目录一、PLC 应用技术课程简介二、课程教学内容1.电气控制电路应用2.西门子 S7-200 PLC 介绍3.西门子 PLC 编程软件应用4.PLC 控制电动机电路设计5.机械手臂控制程序设计6.步进电动机控制电路设计7.PLC 网络控制系统设计8.三菱 PLC 及其生产线控制电路设计三、技能点详解1.PLC 基本控制系统的电路设计2.控制程序设计方法3.系统分析调试方法4.PLC 指令系统5.编程方法和通信6.PLC 控制系统的设计原则和步骤7.硬件设计和软件设计8.PLC 在不同行业中的具体实例正文一、PLC 应用技术课程简介PLC 应用技术课程主要面向电气自动化、机电一体化技术等专业，旨在培养学生掌握可编程控制器（PLC）的基本原理、应用和编程技能。
通过本课程的学习，学生可以熟练运用 PLC 控制电路设计、控制程序设计方法和系统分析调试方法，为今后的工程实践打下坚实的基础。
二、课程教学内容1.电气控制电路应用本课程首先介绍电气控制电路的基本原理和应用，包括电气元件的选型、电路设计、电气控制柜的安装和调试等，为后续 PLC 学习打下基础。
2.西门子 S7-200 PLC 介绍本课程以西门子 S7-200 系列 PLC 为例，详细介绍 PLC 的结构配置、工作原理、内部元件及其功能，使学生对 PLC 有一个全面的认识。
3.西门子 PLC 编程软件应用本课程教授如何使用西门子 PLC 编程软件（如 Step7-Micro/Win）进行程序设计、调试和监控，使学生掌握 PLC 编程的基本方法。
4.PLC 控制电动机电路设计本课程讲解如何使用 PLC 控制三相交流异步电动机，包括电路设计、程序编写和调试，使学生掌握 PLC 控制电动机的基本技能。
5.机械手臂控制程序设计本课程以机械手臂为例，讲解如何设计 PLC 控制程序，包括运动控制、位置控制和信号处理等，培养学生解决实际工程问题的能力。
《PLC应用技术》ppt课件第一单元 认识PLC
将图1-40改画成图1-41来说明系统的工作过程 。 图1-41 PLC实现的点动电路工作原理
三、知识链接 1．PLC的工作原理 （1）循环扫描工作方式 PLC用户程序的执行采用循环扫描工作方式。它有两种基本的工作模式，运行
（RUN）模式和停止（STOP）模式，如图1-42所示。
图1-42 PLC基本的工作模式
（3）取、取反和输出指令 LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑 行都用此指令。 LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻 辑行都用此指令。 LDP（取上升沿指令） 与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位 元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。 LDF（取下降沿指令） 与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。
在运行模式，PLC要完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作，如 图1-43所示。
图1-43 程序执行过程 PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次的时间就是一个扫描周期（也称一 个工作周期）。在每次扫描中，可编程控制器只对输入采样一次，输出刷新一次，这 可以确保在程序执行阶段，输入映像寄存器和输出锁存电路中的内容保持不变。
4．我国PLC产品
图1-22 24点混合型通用PLC
图1-25 凯迪恩PLC
任务二 PLC的内部结构和控制系统 一、PLC的内部结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源和编程器（或编程软件）组成， CPU模块通过输入模块将外部控制现场的控制信号读入CPU模块的存储器中，经过用 户程序处理后，再将控制信号通过输出模块来控制外部控制现场的执行机构。如图126是PLC控制系统的示意图。
PLC原理与应用技术
PLC原理与应用技术PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种用于工业自动化控制系统的数字计算机。
它利用数字电子技术和微处理器技术，能够实现逻辑控制、数字运算、复杂计时、计数器和操作控制等多种控制功能。
PLC的工作原理主要包括输入信号采集、程序执行和输出信号控制三个基本步骤。
首先，通过输入口，PLC采集来自于各种传感器和开关按钮的信号。
然后，PLC根据事先编写好的控制程序，对输入信号进行处理、判断和计算。
最后，PLC通过输出口操控执行机构，控制工业设备的动作以达到预定的要求。
PLC在工业自动化领域有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用技术。
1.自动化生产线控制：PLC可以通过采集、处理和控制各种传感器、执行器和开关等电气信号，实现自动化生产线上的各种操作，如装配、输送、加工等。
PLC具有高可靠性和灵活性，能够满足不同生产线的需求，提高生产效率和产品质量。
2.温度控制和过程控制：PLC可以通过采集温度传感器的信号，根据设定的温度范围进行控制，实现对温度的精确控制。
它还可以实现对容器、反应器和阀门等工艺设备的控制，以及对流量、压力和液位等过程参数的测量和控制。
3.交通信号控制：PLC可以通过采集红绿灯、车辆检测器和时间计数器等信号，根据交通流量和优先级进行控制，实现对交通信号灯的智能控制。
它能够根据实时道路状况和交通需求，进行灵活的信号配时，提高交通效率和安全性。
4.水处理和污水处理：PLC可以采集水泵、阀门和传感器等设备的信号，实时监测和控制水质和水量，优化水处理和污水处理的过程。
它能够自动调节水泵和阀门的工作状态，实现对水压、水位和流量等参数的监测和调节，提高水资源利用效率和环境保护水平。
5.家居自动化控制：PLC可以通过与各类智能家电和传感器的连接，实现对家居设备的智能控制。
比如可以通过手机或电脑远程控制家里的灯光、空调、窗帘等设备的开关和调节，实现舒适、节能、安全的居住环境。
plc应用技术课程教学内容技能点
plc应用技术课程教学内容技能点一、基础知识1. PLC原理与结构：PLC的基本概念、原理，输入/输出接口类型及特点。
2. PLC编程语言：梯形图、语句表、结构化文本等，编程语言的特点及应用场景。
3. PLC通信协议：PLC与其他设备通信的协议、数据格式、通信方法。
二、硬件认知1. PLC品牌与型号：了解主流PLC品牌，如西门子、三菱、AB、欧姆龙等，及其常用型号的特点。
2. PLC编程器：用于编写、调试、监视PLC程序的设备，了解编程器的使用方法。
三、程序设计1. 逻辑控制：顺序控制、逆序控制、闭环控制等，程序设计的方法与技巧。
2. 数据处理：算术运算、逻辑运算、比较运算等，数据在PLC中的存储与运算方法。
3. 运动控制：定位控制、速度控制、加速度控制等，运动控制的方法与技巧。
4. 通信控制：PLC与其他设备的通信控制，如与上位机的通信、与其他PLC的通信等。
四、案例分析1. 基本逻辑控制案例：设备控制系统、交通灯控制等，应用基础知识设计简单的PLC程序。
2. 数据处理与运动控制案例：生产线数据采集、生产过程控制等，应用数据及运动控制知识设计复杂的PLC程序。
3. 通信控制案例：自动化生产线、智能家居等，应用通信控制知识设计多个PLC 及上位机的通信系统。
五、技能点1. 编程语言熟练掌握：熟练掌握梯形图、语句表、结构化文本等PLC编程语言，掌握常用的指令、子程序、循环等。
2. 硬件识别与调试：熟练使用编程器及硬件组态软件，具备对PLC硬件进行测试、调试的技能。
3. 项目实施与系统集成：具备编写、调试、监控PLC程序，实现自动化控制系统的能力。
4. 通信协议的理解与应用：能够理解并掌握常见的PLC通信协议，具备独立进行PLC通信系统设计的能力。
5. 问题分析与解决：具备分析解决PLC程序设计、硬件使用、系统集成中遇到的问题的能力。
在实际教学过程中，教师应根据学生的基础和实际需求，灵活调整教学内容和技能点，确保学生掌握所需的知识和技能。
《PLC应用技术》ppt课件第三单元PLC的应用基础
无线通讯技术的发展使得PLC的通讯能力得到提升，降低了布线 的成本和复杂性。
应用领域的拓展
工业物联网
PLC作为工业物联网的核心组件，将进一步拓展其在智能制造、 智能物流等领域的应用。
新能源与节能
随着新能源和节能需求的增长，PLC将在太阳能、风能等新能源领 域以及节能减排方面发挥更大的作用。
PLC能够实时监测生产线上各种设备的状态和数据，根据预设的程序进行自动调整 和优化，确保生产过程的稳定性和一致性。
PLC还可以实现生产线的故障诊断和预警，及时发现和解决设备故障，减少停机时 间，提高生产效益。
电机控制
1
PLC在电机控制方面具有广泛的应用，可以实现 对各种电机设备的启动、停止、调速和定位等操 作的控制。
智能停车系统
智能停车系统是利用PLC技术实现的一种现代化停车方式。 通过PLC的控制，可以实现停车场的自动化管理，提高停车 效率和安全性。
PLC能够实时监测停车场的车辆进出情况，自动计算停车费 用，并实现车辆的快速进出和有序管理。同时，PLC还可以 与智能卡系统、监控系统等其他智能化系统进行集成，实现 停车场的全面智能化管理。
自动驾驶与智能交通
自动驾驶技术的发展对控制系统提出了更高的要求，PLC作为核心 控制组件，将发挥更加重要的作用。
未来发展前景
标准化与开放性
未来PLC的发展将更加注重标准化和开放性，以实现不同设备之 间的互操作和信息共享。
安全与可靠性
随着工业控制系统的复杂度增加，PLC的安全性和可靠性将更加受 到重视。
第三单元 PLC的应用 基础
目录
• PLC在工业自动化中的应用 • PLC在智能家居中的应用 • PLC在交通领域的应用 • PLC在农业领域的应用 • PLC的发展趋势和未来展望
plc应用技术课程教学内容技能点
plc应用技术课程教学内容技能点
PLC应用技术课程的教学内容和技能点包括以下几个方面：
1. PLC基础知识：了解PLC的工作原理、组成和特点，掌握PLC的基本功能、输入输出模块、通信接口等。
2. PLC编程语言：学习PLC的编程语言，常见的包括梯形图、指令表、结构化文本等，掌握PLC编程语言的基本语法和规范。
3. PLC编程软件：熟悉PLC编程软件的使用方法，包括软件
的安装、界面配置、编程环境设置等，能够独立进行PLC编程。
4. 传感器与执行器的接口：了解不同类型的传感器和执行器，学习如何与PLC进行接口连接和通信，掌握传感器和执行器
的使用方法和参数配置。
5. 逻辑控制程序设计：学习如何使用PLC编写逻辑控制程序，包括开关控制、定时控制、计数控制等，能够根据实际需求设计合理的控制程序。
6. 数据处理与通信：了解PLC的数据处理功能，学习如何进
行数据采集、处理和传输，掌握PLC与其他设备的通信方法
和协议配置。
7. 故障排除与维护：学习PLC系统的故障排除方法和维护技
巧，包括常见故障的判断和解决办法，掌握PLC硬件和软件
的维护操作。
8. 工程案例分析与实践：通过实际工程案例的分析和实践操作，加深对PLC应用技术的理解和运用，提高解决实际问题的能力。
综上所述，PLC应用技术课程的教学内容和技能点涵盖了
PLC基础知识、编程语言、软件操作、传感器与执行器的接口、逻辑控制程序设计、数据处理与通信、故障排除与维护等方面，旨在培养学生掌握PLC系统的应用与维护技能。
plc详细讲解ppt课件精选全文
4 096字节 4 096字节 2 048字节 50小时 8入/6出
2个模块 4路30KHz 2路20KHz
2路20KHz
1 配时钟卡
1 RS-485
1 RS-485
有
256 （128入/128出）
0.22μs /指令
CPU224
120.5 x 80 x 62
8 192字节 12 288字节 8 192字节 100小时 14入/10出 7个模块 6路30KHz 4路20KHz 2路20KHz 2 内置
（2）字节（B）
MB[起始字节地址]
MB0表示位存储器区第0个字节，共8位，其中第0位是最 低位，第7位为最高位。
（3）字（W） MW[起始字节地址] 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位 字节是高8位，高位字节是低8位。如MW0中IB0是高8位， MB1是低8位
（4）双字（DW） MD[起始字节地址] 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节 在一个双字中是最高8位。如MD0中IB0是最高8位，MB1是高 8位，MB2是低8位，MB3是最低8位
PLC
1L
~
输出端子
Q0.0
KM
~
1L
公共端
输入部分
用户程序
输出部分
触点闭合 电动机转
SB1闭合
I0.0闭 合
I0.0 I0.0
SB2 I0.1 I0.1
Q
FU KM KH
SB1 I0.0 SB2 I0.1 ST I0.2
1M
M
3~
线圈通电
KM Q0.0
PLC
1L
~
KM通电
接点闭合
Q0.0
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Date: 2018/10/24
Page: 11
◇
利用PLC模块实现位置控制的优点：
1、在实现位置控制的时候，可充分利用PLC系统的 硬件和软件资源。更便于在柔性制造系统（ FMS）、计 算机集成制造系统（CIMS）或工厂自动化（FA）系统中 大量应用位置控制。 2、用户可根据自身要求灵活配置系统，既降低成本， 又能因地制宜。 3、可靠性高，维护方便。
脉冲输出单元F2-30GM与步进电机或伺服电机驱 动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。
Date: 2018/10/24
Page: 14
F2-30GM应用系统方框图
Da输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG 脉冲输出模块是一种根据 FROM/TO 指令进行 与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。用一台 FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则最多可连 8台FX-1PG。
◇
检测仪表
A/D转换（A/D、AI）的作用
变送器： 温度变送器 压力变送器 流量变送器 液位变送器 现场仪表模拟信号 成分分析仪 4～20mA 传感器： 0～10mA Pt100 1～5VDC Cu50 mV、Ω 热电偶 …… ……
模数转换 (A/D、AI)
数字信号 0～32000
端口 (地址)
数字信号 0～32000
Date: 2018/10/24
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3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用）
数模转换 (D/A、AO)
数字信号 0～32000
端口 (地址)
数字信号 0～32000
工程化反变换
工程量 0～100％ ……
CPU
软件实现
Date: 2018/10/24
Page: 5
例1：某管道压力是0-1Mpa,通过变送器转化成 4-20mA输出，经过EM231的A/D转化，0-20mA对应数 字量范围是（0-32000），当压力大于0.8Mpa时指 示灯亮。
数模转换（D/A）模块：将计算机内部的一个字 长(16位）数字信号(0-32000）转化为现场仪表可以接 收的标准电流、电压信号等，如4-20mA 。用区域标 识符QI、数据长度W和模拟通道的起始地址存储这些 量。如AQW0、AQW2、AQW4等，为只写数据。
Date: 2018/10/24
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第二讲
PLC用于模拟量和位置控制
一、模拟量控制
模拟量输入/输出单元 A/D转换、D/A转换
二、位置控制
脉冲输出单元 运动控制模块
Date: 2018/10/24
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一、模拟量输入/输出单元
以西门子公司的S7-200PLC模块为例，来说明模
拟量输入输出单元模块的有关性能：
EM231是4路12位模拟量输入模块 EM232是2路12位模拟量输出模块 EM235是4路12位模拟量输入/1路12位模拟量输出模块。
工程化转换
工程量 0～100℃ ?～??kPa ……
CPU
软件实现
硬件滤波 如：RC滤波
软件滤波 如：中值滤波 软件RC滤波 ……
Date: 2018/10/24
Page: 4
◇
D/A转换（D/A、AO）的作用
调节阀 变频器 ……
执行器控制信号 4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC ……
Date: 2018/10/24
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◇
A/D转换、D/A转换
模数转换（A/D）模块：将现场仪表输出的（标 准）模拟量信号0-10VDC、4-20mA、1-5VDC等转化为 一个字长(16位）数字信号(0-32000），用区域标识 符AI、数据长度W和模拟通道的起始地址读取这些量。 如AIW0、AIW2、AIW4等，为只读数据。
通过换算：管道压力0.8Mpa对应的数字量为26880 输出：指示灯-Q0.0
Date: 2018/10/24
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例2：温度检测 在温度检测系统中，用Pt100热电阻作为测温元 件，测温范围为0～200℃。现选择EM235将温度 变送器的4～20mA电流转换成12位二进制数，该 数据存于AIW0的第3～14位。 试编制把检测值转换成实际的温度值，存于 VD0 中的程序。
Date: 2018/10/24
模拟量输入 转速设定：AIW4
模拟量输出 转速控制：AQW4
Page: 10
二、位置控制
◇
位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实 现.PLC系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节， 配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能 和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。
Date: 2018/10/24 Page: 8
Date: 2018/10/24
Page: 9
例3：利用S7-200PLC通过MM420变频控制一电机，通 过PLC的数字量控制电机的起停及其换向；并通过一个指 示灯显示电动机的运行状态，通过PLC模拟量端口对变频 器进行速度控制。
I/O地址分配： 数字量输入 正向启动：I0.0 反向启动：I0.1 停止： I0.2 数字量输出 正转： Q0.0 反转： Q0.1 指示灯: Q0.2
Date: 2018/10/24
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◇
脉冲输出单元
1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM 2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用） 3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用） 4．2轴定位单元FX-20GM
Date: 2018/10/24
Page: 13
1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM
Date: 2018/10/24
Page: 7
分析： 当测得温度到上限（200℃）时，温度转换器的 电流应该为20mA，AIW0的数值为32000。每毫安 对应的A/D值约为32000／20。 当测得温度为下限（0℃）时，温度转换器的电 流应该为4 mA，A/D值约为：（32000／20）×4 ＝6400。 所以，被测温度为0～200℃时，AIW0的对应值约 为6400-32000。可以算出1℃对应的A/D值大约为： （32000-6400）/200=128。 可以算出把AIW0的数值转换为实际温度的计算公 式为： VD0值=(AIW0值-6400)/128