PLC控制电路安装与调试
《PLC控制系统设计、安装与调试》课程教学
《PLC控制系统设计、安装与调试》教学大纲一、制定依据本课程是电气自动化技术专业的主干专业课程。
本大纲依据《电气自动化技术应用岗位职业标准》和《电气自动化技术专业人才培养质量标准》而制定。
二、课程教学目标1.能根据项目设计任务书，设计、安装和调试小型PLC单体控制系统，实现预定功能、达到预定指标、符合国家相关设计标准和工艺规范，并按国家标准提交全套技术资料；2.能够检修小型PLC单体控制系统，并填写设备检修记录和检修报告；3.能看懂英文技术手册。
三、课程教学单元及学时安排1.整体教学设计遵循电气自动化技术应用岗位职业标准和电气自动化专业人才培养质量标准，本课程培养学生小型PLC应用技术、小型PLC控制系统的维修、电气设备安装工艺、电气控制系统技术文件编制等专业知识和相关技能，按照学生职业能力培养的基本规律，以真实工作任务及其工作过程为依据，整合、序化教学内容，设计了7个由浅入深的学习项目，分别以电动机起停及正反转控制装置制作、封口机速度控制的实现与调试、恒温控制装置制作、封口机控制系统设计调试、普通车床控制系统改造、普通铣床控制系统改造、绕线机控制系统改造为载体。
前4个学习项目按项目驱动方式在实训室以课堂方式组织教学，主要学习小型PLC的基础知识，后3个部分按照基于真实工作过程，以完整学习项目在实习车间以集中实习方式进行，教、学、做有机融合，把理论学习和实践训练贯穿其中。
2.单元教学设计项目1：电动机起停及正反转控制装置制作16学时通过对电动机完成起停及正反转控制，让学生熟悉PLC基本概念、端口电路及工作原理，熟练掌握PLC基本逻辑指令的编程与应用，并掌握PLC控制装置的设计。
该单元在PLC实训室现场教学。
项目2：电机速度控制装置制作16学时通过对封口机速度控制的实现，让学生熟练掌握并灵活运用PLC的定时计数器、比较指令、子程序等指令，进一步掌握PLC控制装置的设计与安装方法和工艺要求。
该单元在PLC实训室现场教学。
PLC电气控制柜的安装与调试
PLC电气控制柜的安装与调试PLC电气控制柜的安装与调试1.安装2.调试3.安装与调试注意事项结论参考文献引言随着现代工业的发展，PLC电气控制柜已经成为了工业自动化控制的核心设备。
它能够实现设备的自动化控制，提高生产效率，降低生产成本。
本文将详细介绍PLC电气控制柜的安装与调试，以帮助工程师们更好地理解和掌握PLC电气控制柜的使用方法。
1.安装PLC电气控制柜的安装需要注意以下几点：1.1 安装地点应该干燥、通风、温度适宜，避免阳光直射和潮湿环境。
1.2 安装时应该避免与其他设备相互干扰，避免电磁干扰和机械干扰。
1.3 安装时应该按照设备说明书的要求进行安装，避免误操作和损坏设备。
2.调试PLC电气控制柜的调试需要注意以下几点：2.1 调试前需要检查设备是否安装正确，电气连接是否正确，避免出现电气故障。
2.2 调试时应该按照设备说明书的要求进行操作，避免误操作和损坏设备。
2.3 调试时应该注意观察设备的运行状态，及时发现问题并解决。
3.安装与调试注意事项在安装和调试PLC电气控制柜时，需要注意以下几点：3.1 安装和调试前需要做好必要的准备工作，包括设备的选型、安装环境的准备等。
3.2 安装和调试时需要严格按照设备说明书的要求进行操作，避免误操作和损坏设备。
3.3 安装和调试后需要做好设备的维护和保养工作，保证设备的正常运行。
结论PLC电气控制柜是现代工业自动化控制的核心设备，它具有抗干扰强、可扩展、工作性能稳定等特点。
在安装和调试PLC电气控制柜时，需要注意安装环境的准备、设备的选型、严格按照设备说明书的要求进行操作等事项，以保证设备的正常运行。
参考文献1] ___。
PLC电气控制柜的安装与调试[J]。
电气技术。
2010(12): 49-52.2] ___。
PLC电气控制柜的安装与调试技巧[J]。
电子技术应用。
2011(6): 144-146.3] ___。
PLC电气控制柜的安装与调试注意事项[J]。
17-PLC顺序启动控制系统的设计安装与通电调试PPT模板
任务实施的工作要点
2、PLC控制系统设计 （1）设计系统主电路 设计系统主电路如图X4-16所示。
（2）PLC输入/输出端口分配 PLC输入/输出端口分配见表X4-18。
图X4-16 PLC控制系统主电路
输1 X2 X3 X4
输出
KM1 Y1 KM2 Y2
表X4-18 PLC输入/输出端口分配表
按钮
符号 — M —
FX2N
—
—
— QS1 QS2 FU1 FU2 FU3 KM FR SB
型号与规格
单位
TN－S系统
—
Y112M－4，4 kW，380 V，Y/D接法
台
800 mm × 500 mm × 20 mm
块
8输入/8输出，工作电源AC220 V，继电器输 出
台
FX－20P型，带FX－20P－CAB0数据线
25
26
名称 通用导轨 木螺丝 平垫圈 冷压接线端头 接线端子排 主电路导线 控制电路导线 保护地线 异型号码管
通用电工工具
万用表
符号 — — — — — — — — —
—
—
型号与规格
DZ47－3P和FX2N－48MR PLC安装通用 3 mm × 20 mm； 3 mm × 15 mm
4 mm UT2.5－4，UT1.0－4，UT1.0－3 JX2－1010，500 V，10 A，10节 BV2.5塑铜线（黄色、绿色、红色） BV1.0塑铜线 BV1.0塑铜线（黄绿双色）
4 mm 螺钉旋具（两套4把，一大一小“+”和一大 一小“－”），尖嘴钳，剪线钳，剥线钳，压 线钳，试电笔等
数字万用表或MF47型万用表
单位 根 个 个 个 条 米 米 米 米
PLC控制系统设计、安装及调试
PLC控制系统的故障检测与诊断
大量的工程实践证明，PLC外部输入、输 出元件，例如限位开关、电磁阀、接触 器等的故障率远远高于PLC本身的故障率， 而这些元件出现故障后，PLC一般不能觉 察出来，不会自动停机，可能使故障扩 大，直至强电保护装置动作后停机，有 时甚至会造成设备和人身事故。停机后， 查找故障也要花费很多时间。为了及时 发现故障，在没有酿成事故之前自动停 机和报警，也为了方便查找故障，提高 维修效率，可以用梯形图程序实现故障 的自诊断和自处理。
Software
Hardware Software Programming
PLC硬件软件设计与调试
系统硬件设计与组态 软件设计 软件的模拟调试 硬件调试与系统调试 整理技术文件
Software
Hardware Software Programming
PLC的安装与接线
Software
Hardware Software ProgrammingFra bibliotek联机调试
是否满足要求？ Y
系统试运行 程序备份 整理系统文件 交付使用
修改软、硬件 N
Software
Hardware Software Programming
PLC硬件选型
S7-200不同的CPU模块的性能有较 大的差别，在选择CPU模块时，应考虑数 字量、模拟量模块的扩展能力，程序存 储器与数据存储器的容量，通信接口的 个数，本机I/O点的点数等，当然还要考 虑性能价格比，在满足要求的前提下尽 量降低硬件成本。
Software
Hardware Software Programming
PLC控制系统的抗干扰措施
电源的抗干扰措施 安装时的抗干扰措施
PLC控制系统设计安装与调试课程设计
PLC控制系统设计安装与调试课程设计一、课程背景PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）被广泛应用于工业自动化控制领域，高可靠性、稳定性和可编程性使得它成为了自动化控制的关键设备。
在现代工业领域中，越来越多的企业需要掌握PLC控制系统的设计、安装与调试技术，以提高企业的生产效率和经济效益。
因此，本课程致力于为学生提供PLC控制系统的基础知识和实际应用技能，为未来工作打下坚实的基础。
二、课程目标该课程的主要目标是：1.掌握PLC控制系统的基础知识，包括PLC的构成、工作原理、编程方法和调试技术；2.学会使用PLC编写程序，掌握常见的逻辑控制模式；3.能够进行PLC控制系统的电气设计和安装，包括数字量和模拟量输入输出、继电器的接线和PLC与外设的连接等；4.能够进行PLC控制系统的调试和维护，发现和排除故障。
三、课程内容1.PLC控制系统的基础知识–PLC概述–PLC构成和工作原理–PLC编程语言和程序结构–常见的逻辑控制模式2.PLC编程实践–编程软件的安装和使用–PLC程序结构的编写方法–常见的逻辑控制模式的编写和实现3.PLC控制系统的电气设计和安装–PLC系统的硬件组成结构–数字量和模拟量输入输出模块的接口与使用–继电器的接线方法–PLC与外设的连接4.PLC控制系统的调试和维护–调试前准备工作和注意事项–调试方法和技巧–故障排除和维护方法四、教学方法本课程采用理论结合实践的教学方法，主要包含以下内容：1.理论授课：通过教材、课件等方式讲解PLC控制系统的基本原理和实际应用技术。
2.实践操作：通过实验或项目实践，让学生亲手实践PLC编程、电气设计、安装和调试等过程，提高实践能力和技能水平。
3.课程论文：要求学生在学完课程后，提交PLC控制系统设计的全套方案，包括电气图纸、软件程序和设计报告等。
五、参考教材1.《PLC工程师基础精讲》（周光耀著，电子工业出版社）2.《PLC自动控制实验与技术》（钱欣明著，化学工业出版社）3.《可编程序控制器PLC》（郑州轻工业学院著，高等教育出版社）六、评分方法1.平时成绩（30%）：包括课堂表现、实验操作和作业等。
5.2项目五任务二 机械手PLC控制系统的安装与调试
5.2任务二机械手PLC控制系统的安装与调试一、复习旧知分析用功能指令实现广告牌饰灯的PLC控制。
二、引入新课能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置都称之为机械手。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本任务以机械手的PLC控制系统为例，学习PLC控制系统设计的内容、步骤和方法。
三、讲解新知(一)顺序控制设计法1.顺序控制设计法概述顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些分阶段称为步（Step），并用编程元件（例如内部辅助继电器M和状态继电器S）来代表各步。
步是根据输出量的状态变化来划分的。
顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出位。
2、顺序控制设计法设计的基本步骤及内容BCD变换指令将源元件中的二进制数转换为BCD码送到目标元件中。
对于16位或32位二进制操作数，若变换结果超出0~9999或0~99999999的范围就会出错。
BCD指令常用于将PLC中的二进制数变换成BCD码输出以驱动LED显示器。
2.BIN变换指令BIN变换指令将源元件中的BCD码转换为二进制数送到目标元件中。
常数K不能作为本指令的操作元件。
如果源操作数不是BCD码就会出错。
BIN指令常用于将BCD数字开关的设定值输入PLC中。
3.使用BCD、BIN指令时的注意事项（1）源操作数可取KnK、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z，目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。
PLC控制电路安装与调试
拓展与提高
思考练习与技能考核
• • • • 思考练习一：构成顺序功能图的基本要素有哪几项？ 思考练习二：顺序功能图的基本结构有哪些？ 思考练习三：转换实现的条件和转换实现时应完成哪些操作？ 思考练习四：画出图1.7.15所示波形对应的顺序功能图。
思考练习与技能考核
• 思考练习五：画出图1.7.16所示波形对应的顺序功能图并用顺序控制方法 设计梯形图程序。 • 小车在初始状态时停在中间，限位开关I0.2为ON，按下启动按钮I0.0，小 车按图4.17所示的顺序运动，最后返回并停止在初始位置。画出控制系统 的顺序功能图，并根据控制要求，画出PLC外部接线图并在模拟板上正确安 装接线，编写梯形图程序及指令语句表。正确编写并下载到PLC，按照控制 要求调试程序并达到设计要求。
初始状态时，机械手在最 左边，限位开关I0.4=1； 冲头在最上面，限位开关 I0.3=1；机械手Q0.0线圈 失电。 按下启动按钮I0.0=1， Q0.0接通为ON，工件被夹 紧并保持夹紧状态。2s之 后Q0.1接通为ON，机械手 右行，直至碰撞到右限位 开关I0.1=1，之后将按顺 序完成以下动作： 冲头下行—冲头上行—机 械手左行—机械手松开— 延时2s后，系统返回初始 状态。
拓展与提高
• 如图1.7.13所示是某剪板机的示意 图，开始时压钳和剪刀在上限位 置，限位开关I0.1和I0.2为ON。按 下启动按钮I0.0，工作过程如下： 首先板料右行（Q0.0为ON），至限 位开关I0.4接通后停止，然后下行 （Q0.1为ON并保持），压紧板料 后，压力继电器I0.5为ON，压钳保 持压紧，剪刀开始下行（Q0.2为 ON）。剪断板料后，I0.3接通为 ON，压钳和剪刀同时上行（Q0.3和 Q0.4为ON，Q0.1和Q0.2为OFF）， 它们分别碰到限位开关I0.1和I0.2 后，分别停止上行，然后开始下一 周期的工作，直至剪完10块板料后 停止工作并到初始状态。
电动机的PLC控制系统设计、安装与调试
工作任务1 电动机单向启动、停止的 PLC控制
• ④ ALD、OLD指令可根据块电路情况多次使用。 • 【例1-3】与块指令和或块指令的应用举例如图1-4所示。 • 二、STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用 • STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，它是西门 子公司专门为S7-200系列可编程控制器而设计开发的，是PLC用户不可 缺少的开发工具。目前，STEP7-Micro/WIN32编程软件已经升级到了4.0 版本，本书将以该版本的中文版为编程环境进行介绍。 • 1. 硬件连接 • 为了实现PLC与计算机之间的通信，西门子公司为用户提供了两种 硬件连接方式：一种是通过PC/PPI 电缆直接连接，另一种是通过带有 MPI电缆的通信处理器连接。 • 典型的单主机与PLC直接连接如图1-5所示，它不需要其他的硬件设 备，方法是把PC/PPI电缆的PC端连接到计算机的RS-232通信口（一般是 COM1），而把PC/PPI电缆的PPI端连接到PLC的RS-485通信口即可。
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工作任务1 电动机单向启动、停止的 PLC控制
• 一、基本位操作指令 • 1. 构成梯形图的基本元素 • 在PLC的梯形图中，触点和线圈是构成梯形图的最基本元素，触点 是线圈的工作条件，线圈的动作是触点运算的结果。由触点或线圈符号 和直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称为位操作指令。 基本位操作指令操作数的寻址范围是：I、Q、M、SM、T、C、V、S、L。 • 2. 梯形图中触点和线圈的状态说明 • ① 触点代表CPU对存储器的读操作，动合触点和存储器的位状态一 致，而动断触点和存储器的位状态相反，且用户程序中同一触点可使用 无数次。 • 例如：存储器I0.0的状态为1，则对应的动合触点I0.0接通，表示 能流可以通过；而对应的动断触点I0.0断开，表示能流不能通过。存储 器I0.0的状态为0，则对应的动合触点I0.0断开，表示能流不能通过； 而对应的动断触点I0.0接通，表示能流可以通过。
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基本知识 –顺序功能图的基本结构
• 并行序列
• 并行序列如图1.7.6所示为并行分支的开始，图1.7.7为并行分支的结 束，也称为合并。并行分支的开始是指当转换条件实现后，同时使多 个后续步激活。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。在 图1.7.6中，当工步1处于激活状态，若转换条件e=1，则工步2、3、4 同时启动，工步1必须在工步2、3、4都开启后，才能关断。
任务分析
• 该项任务中的冲压设备运行属于典型的顺序控制，可以采 用经验设计法设计，也可以采用顺序控制的设计方法编写 程序。而采用顺序控制法更容易理解，同时也提高了设计 程序的效率。在这个项目中，将重点介绍顺序控制方法及 顺序功能图的绘制。
基本知识
顺序控制方法就是一种针对工业生产过程中的典型顺序 控制，使用顺序功能图来指导编程的方法，它通用并且 容易掌握。使用顺序控制设计法时首先应根据系统的工 艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯 形图。有的PLC生产厂家为用户提供了顺序功能图语言， 在编程软件中生成顺序功能图后便能完成编程工作。如 S7-GRAPH是SIEMENS公司SIMATIC工业软件中的工程工具， 是专门为S7系列的大中型PLC提供的高级编程工具，是通 过绘制顺序功能图的方法完成顺序控制编程。
基本知识 –顺序功能图的画法
基本知识 –顺序功能图的基本结构
• 单序列 • 单序列顺序功能图是由一系列相继触发的步组 成，每一步都后面只有一个转换，每一个转换 后面也只有一个步。图1.7.3就是单序列的顺序 功能图。
基本知识 –顺序功能图的基本结构
• 选择序列
• 选择分支开始是指一个前级步后面紧接着若干个后续步可供选 择，各分支都有各自的转换条件，在图中则表示为代表转换条 件的短划线在各自分支中。选择分支结束，又称选择分支合并 ，是指几个选择分支在各自的转换条件成立时转换到一个公共 步上。
基本知识 -顺序控制设计法
• 顺序控制程序设计方法的基本思路 • 所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在 各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序， 在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。 • 顺序设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分 为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step）， 并用编程元件（如位存储器M和顺序控制继电器S）来代 表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何 一步之内，各输出量的接通和断开的状态不变，但是相 邻两步输出量总的状态是不同的。这样的划分方法使得 代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着 极为简单的逻辑关系。
PLC 控制电路安装与调试
模块一任务七 冲床冲压工件的PLC控制
学习目标：
• 1.学会顺序控制程序的思路和设计方法。 • 2.知道顺序功能图的组成要素，对于不复 杂的顺序控制，能画出顺序功能图。 • 3.能熟练应用启保停电路的设计方法设计 顺序控制程 -步的划分和转换
• 步的划分和步的转换 • 根据系统的输出量的状态来划分步，只要输出量的状态 发生变化就在该处划出一步。系统不能总停留在一步之 内，从当前步进入下一步称为步的转换。使系统由当前 步进入下一步的信号称为转换条件，转换条件可以是外 部的输入信号，例如按钮、指令开关、限位开关的接通 和断开等，也可以是PLC内部产生的信号，例如定时器、 计数器常开触点的接通等，转换信号也可以是若干个信 号的与、或、非逻辑组合。
基本知识 –顺序功能图的画法
如图1.7.2所示的波形图给出了控制锅炉的鼓风机和引风机的要求。 在一个工作周期里可以分为3步，分别用M0.0～M0.3来代表这3步， 还应设置一个等待启动的初始步，用M0.0表示。在系统的顺序功能 图中，用矩形方框表示各步，方框中的数字表示该步的编号，可以 用代表该步的编程元件的地址作为步的编号，这样在依据顺序功能 图设计梯形图时较为方便。
基本知识 –顺序功能图的组成
• 顺序功能图的组成顺序功能图有称为顺序流程图，包含以下五个要 素。 • 步：表示系统的某一工作状态，用矩形方框表示。 • 初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般 是系统等待启动命令的相对静止的状态。用双线方框表示，每一个 顺序功能图都有初始步。 • 步的动作：可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系统，例如 在数控车床控制系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统 。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”，对于施控系统 来说则要向被控系统发出某些“命令”。 • 有向连线：在顺序功能图中把每一步按照它们成为活动步的先后顺 序用直线连接起来。步的活动状态习惯的进展方向是从上到下或者 从左到右，在这两个方向的有向连线上的箭头可以省略。 • 转换和转换条件：转换表示从一个状态到另一个状态的变化，即从 一步转移到另一步。用有向连线表示转移的方向，在两步之间的有 向连线上再用一段短的横线表示这个转移，成为转换。
任务引入
• 控制系统中有四个限位开关，分别控制工件的右行、左行 位置，冲头的上行和下行位置。工件的左右运行用一台三 相电动机M1控制，输出负载用两个交流接触器KM1（右行） 和KM2（左行）控制。冲头的上下运行用另一台三相电动 机M2控制，输出负载也用两个交流接触器KM3（下行）和 KM4（上行）控制。在输出点够用的情况下，控制机械手 的夹紧和放松装置最好用双线圈电磁阀。如果夹紧放松装 置采用单线圈电磁阀，当工作中突然掉电时，线圈断电而 松开手爪，工件极易掉落在工作台上，造成工件损坏甚至 引起安全事故。在该系统中采用双线圈电磁阀，用Y1（夹 紧）和Y2（放松）控制。当Y1得电时，完成夹紧动作，在 Y2得电之前，即使Y1断电也是保持夹紧状态。而当Y2得电 时，机械手松开工件。
初始状态时，机械手在最 左边，限位开关I0.4=1； 冲头在最上面，限位开关 I0.3=1；机械手Q0.0线圈 失电。 按下启动按钮I0.0=1， Q0.0接通为ON，工件被夹 紧并保持夹紧状态。2s之 后Q0.1接通为ON，机械手 右行，直至碰撞到右限位 开关I0.1=1，之后将按顺 序完成以下动作： 冲头下行—冲头上行—机 械手左行—机械手松开— 延时2s后，系统返回初始 状态。