5-4典型简单电路和环节的PLC程序设计
简单的plc课程设计
简单的plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念、结构和功能；2. 掌握PLC编程语言的基本语法和使用方法；3. 理解PLC在工业自动化控制中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用PLC进行简单电路设计和程序编写的能力；2. 培养学生运用PLC解决实际问题的能力；3. 提高学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及工业自动化控制的兴趣，激发学生探索未知、勇于创新的热情；2. 培养学生严谨、细心的学习态度，提高学生对实际操作的安全意识；3. 增强学生的环保意识，认识到PLC技术在节能减排方面的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过理论教学和实践操作，使学生对PLC技术有更深入的了解。
学生特点：学生具备一定的电子、电气基础知识，对PLC技术有一定的好奇心，但编程实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手实践能力和创新能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基本概念：介绍PLC的定义、发展历程、分类及工作原理；2. PLC硬件结构：讲解PLC的输入/输出模块、中央处理单元、存储器等组成部分；3. PLC编程语言：学习PLC的指令系统、编程语法和编程软件的使用；4. PLC程序设计：掌握PLC程序设计的基本方法、流程和技巧；5. PLC应用案例：分析PLC在工业自动化控制中的典型应用，如顺序控制、逻辑控制等；6. 实践操作：开展PLC硬件连接、程序编写、调试与故障排查等实践活动。
教学内容安排与进度：1. 第一周：PLC基本概念、发展历程、分类和工作原理；2. 第二周：PLC硬件结构及各部分功能；3. 第三周：PLC编程语言及指令系统；4. 第四周：PLC编程软件的使用及程序设计方法；5. 第五周：PLC应用案例分析与实践操作；6. 第六周：总结与评价。
PLC典型电路与程序设计·18
T1(5S)
Y1亮5s后结束。
返回 M0
结束复位
起
停
1、（1）起、保、停梯形图编程方法
保 M8002 M8002 M0 M0 M2 T1 M2 M1 M0 M1 M8013
T0=1
M2 Y1闪，5秒 T1=1 M3 Y2亮，5秒 T2=1
2、按下X0，Y0亮，按下X1，Y1亮，X0与X1同时按下，Y0、Y1都亮，X2 按下，Y1、Y2都灭。
M8002 M0 初始步 X0=1 M1 Y0亮 X1=1 M2 Y1亮 X0=1&X1=1 M3 Y0、Y1都亮 X2=1 M4 Y0、Y1都灭
流程图
① PLC上电，Y0闪；
M8002 M0 按XO Y0闪
② 按XO，YO亮，Y1闪；
按X1
M1
YO亮，Y1闪
③ 按X1，Y0、Y1一起闪；
M2 同时按下X0、X1
Y0、Y1一起闪
④ 同时按下X0、X1,Y0、Y1亮， 按下X2结束，如此循环。
M3
Y0、Y1亮
按下X2 返回M0
2、（1）起、保、停梯形图编程方法
步——将系统的一个工作周期，按输出量的状 态变化，划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段 叫做步。 “步”—用编程元件（如辅助存储器M和状态 继电器S）表示。
与系统的初始状态对应的步叫“初始步”，用 双线方框表示。 当正系统处于某一步说在的阶段时，该步处于活 动状态，称该步处于“活动步”。 步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不 活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。
M1
电器与plc课程设计
电器与plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电器的基本原理和PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识；2. 掌握电器与PLC的连接方式和通信协议；3. 学会使用PLC编程软件进行基本的程序编写和调试。
技能目标：1. 培养学生运用电器与PLC进行自动化控制系统的设计和搭建能力；2. 培养学生分析并解决实际工程问题，如故障排查、程序优化等；3. 提高学生的团队合作能力和动手操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电器与PLC技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，养成良好的实验操作习惯；3. 增强学生的环保意识，认识到电器与PLC在节能减排方面的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生掌握电器与PLC的基础知识，培养实际操作能力，同时注重培养学生的创新意识和团队协作能力。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，为未来从事自动化控制领域的工作打下坚实基础。
课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电器原理与PLC基础知识- 电器原理：电路组成、电器元件功能、控制原理；- PLC基础知识：PLC结构、工作原理、性能指标。
2. 电器与PLC连接与通信- 连接方式：继电器、接触器、传感器与PLC的接线方法；- 通信协议：Modbus、Profibus、CAN等通信协议及其应用。
3. PLC编程与调试- 编程软件：PLC编程软件的认识与操作；- 程序编写：逻辑指令、定时器、计数器、功能块等编程方法；- 调试技巧：程序下载、监控、故障排查及优化。
4. 实践项目- 项目一：简单电路设计与PLC控制；- 项目二：自动化生产线模拟与控制；- 项目三：智能家居系统设计与实现。
教学内容依据课程目标，结合教材章节进行组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容的安排和进度，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力。
教学内容涵盖电器与PLC的基础知识、连接与通信、编程与调试等方面，旨在帮助学生全面掌握电器与PLC技术。
PLC控制系统硬件设计
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤 7）联机调试
联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机 调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备 、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和 程序作调整。通常只需修改部份程序即可。
全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作 正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序 丢失。 8）整理和编写技术文件
减少输入点数方法
合并输入
将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点，则 串联输入；如果是几个常开触点，则并联输入。
某些输入设备可不进PLC
有些输入信号功能简单、 涉及面很窄，有时就没有必要 作为PLC的输入，将它们放在 外部电路中同样可以满足要求。
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5.3 PLC输入/输出电路设计
2
5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型
一、控制系统的设计步骤
1）分析被控对象并提出控制要求 详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控
对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系 统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。 2）确定输入／输出设备
根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备 （如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和 输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执 行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确 定PLC的I/O点数。
小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但 动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命 较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们 属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只 能用于直流负载。
PLC程序设计常用的方法
PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
1. 经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的根底上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并屡次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能到达控制要求。
这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
经验设计法用于较简单的梯形图设计。
应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用，已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图，而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似，因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。
主要步骤如下：〔1〕熟悉现有的继电器控制线路。
〔2〕对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件〔如接触器线圈、指示灯、电磁阀等〕换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置〔如传感器、按钮开关、行程开关等〕触点都换成对应的输入点的编号。
〔3〕将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
〔4〕画出全部梯形图，并予以简化和修改。
这种方法对简单的控制系统是可行的，比拟方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。
3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论根底，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件〔如行程开关、传感器等〕状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。
该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。
4. 顺序控制设计法根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。
PLC程序设计步骤及编程技巧
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பைடு நூலகம்
（1）中间辅助继电器20000作为系统工 作允许继电器。启动按钮00001使20000置 “ON”，复位按钮00000使20000置“OFF”。 只有当20000为“ON”时，运料小车才能循 环工作，当20000为“OFF”时，小车回到起 始位置后停止工作。
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（2）小车位于CK0时，开始定时装料， 20s后定时器TIM000接通，01000得电，小 车右行。当小车离开CK0时，定时器TIM000 复位，但01000的自锁功能使之仍得电使小 车继续右行。
01000
（b）停止优先型
00000 00001 HR01
HR01
HR01 01000
（d)停止优先断电保持型
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7.3 应用程序设计举例
7.3.1 电动机正、反转控制 1．控制要求 电动机可以正向旋转，也可以反向旋转。为避免改变旋 转方向时由于换相造成电源短路，要求电动机在正、反转状 态转换前先停转，然后再换向启动。电动机正、反转继电器 接触器控制系统主电路及控制电路如图7-14所示。
及应用举例
7.1 PLC程序设计步骤及编程技 巧
7.2
基本应用程序
7.3
应用程序设计举例
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7.1 PLC程序设计步骤及编程技巧
7.1.1 PLC程序设计基本步骤
（1）根据控制要求，确定控制的操作方式（手动、 自动、连续、单步等），应完成的动作（动作的顺 序和动作条件），以及必须的保护和联锁；还要确 定所有的控制参数，如转步时间、计数长度、模拟 量的精度等。
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图7-18 实际接线图
第5章 PLC的程序设计及应用
Programmable Controller—PLC
7. 延时接通/断开电路 如图5-18所示，当X001为ON时，定时器T1得电开始计 时，延时10s后，Y001接通并自保。当X001为OFF时，定时器 T2接通并开始计时，经8s延时后，Y001失电断开。
X001 （ T1 X001 （ T2 T2 （ Y001 Y001 ） K100 K80 ） ）
X001 T1 （ T2 T2 （ T1 K20 K20
Programmable Controller—PLC
9. 分频电路 在许多控制场合，需要对控制信号进行分频。图5-20是二 分频电路的梯形图和时序图。在梯形图中用了三个辅助继电 器，分别为M10、M20和M30。
X001 M20 （ M10 ） ）
Programmable Controller—PLC
1. 触点水平不垂直 梯形图中的触点应画在水平线上，不能画在垂直线上，如 图5-1所示。
X003
X001 X002 （ Y001 X005 X003 X004 （ Y002 ） ）
X005
X002 （ Y001 ）
X001 X001 X003 X005 X004 （ Y002 ）
图5-1 触点水平不垂直
Programmable Controller—PLC
2. 线圈右边无触点 梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右边的母 线上，线圈右边不允许再有触点，如图5-2所示。在继电器电 路中的触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边。 在梯形图中，触点提供输入信号，线圈和输出类指令接收逻 辑运算的结果。因为逻辑运算是从左往右进行的，所以输出 类指令应放在电路的最右边。触点如果放在线圈的右边，程 序将会出错。
PLC程序设计步骤及编程技巧
设计控制程序并做模拟调试
编写控制程序
根据控制任务的要求，使用PLC编程语言编写控制程序，实现所需的逻辑控制和数据处 理功能。
模拟调试程序
在模拟环境中对程序进行调试，检查程序的逻辑是否正确，并修正程序中的错误和缺陷。
程序的下载和联机调试
程序的下载
将编写好的程序下载到PLC中，准备进行联机调试。
联机调试
了解输入输出设备的数量、类型和规格， 有助于确定PLC的选型和配置，以满足系 统控制需求。
确定编程语言
总结词
根据PLC品牌和型号，选择适合的编程语言进行程序设计。
详细描述
常见的PLC编程语言包括Ladder Diagram（梯形图）、Sequential Function Chart（顺序功能图）、 Structured Text（结构化文本）等，选择合适的编程语言可以提高编程效率和可维护性。
详细描述
小型化和低成本化有助于提高PLC的 普及率和市场竞争力，使其更容易被 应用到各种规模的自动化系统中。
向智能化、网络化发展
总结词
现代PLC技术正逐渐融入更多的智能化和 网络化元素，以提升系统的性能和灵活 性。
VS
详细描述
智能化的发展主要体现在算法优化、故障 诊断和预测性维护等方面，而网络化则有 助于实现远程监控和数据共享，提高生产 效率。
电机正反转控制
要点一
总结词
通过改变电机输入电源的相序实现电机的正反转控制。
要点二
详细描述
利用PLC的输出信号控制电机接触器的通断，通过改变电 机输入电源的相序，实现电机的正反转控制。
电机调速控制
总结词
通过改变电机输入电源的频率实现电机的调速控制。
详细描述
PLC简单程序设计方法
第一节PLC简单程序设计方法一、解析法解析法是借鉴逻辑代数的方法，确定各种输入信号、输出信号的逻辑关系并化简，然后编制控制程序的一种方法。
这种方法编程十分简便，逻辑关系一目了然，比较适合初学者. 在继电控制线路中，线路的接通和断开，都是通过控制按钮、继电器元件的触点来实现的，这些触点都只有接通、断开两种状态，和逻辑代数中的“1"、“0”两种状态对应.梯形图设计的最基本原则也是“与"、“非”、“或"的逻辑组合，规律完全符合逻辑运算基本规律。
按照输入与输出的关系,梯形图电路也可以像逻辑电路一样分为两种:组合逻辑电路和时序逻辑电路。
二、翻译法所谓翻译法是将继电器的控制逻辑图直接翻译成梯形图。
对于传统的工业技术改造常选用翻译法。
对于原有的继电器控制系统,其控制逻辑图在长期的运行中，实践已证明该系统设计合理、运行可靠。
在这种情况下可采用翻译法直接把该系统的继电器的控制逻辑图翻译成PLC控制的梯形图.其翻译法的具体步骤如下：１)将检测元件（如行程开关）、按钮等合理安排,且接入输入口。
２)将被控的执行元件(如电磁阀等）接入输出口。
３）将原继电器控制逻辑图中的单向二极管用接点或用增加继电器的办法取消。
４）和继电器系统一一对应选择PLC软件中功能相同的器件.５)按接点和器件对应关系画梯形图.６）简化和修改梯形图，使其符合PLC的特殊规定和要求，在修改中要适当增加器件或接点。
对于熟悉机电控制的人员来说很容易学会翻译法，将继电器的控制逻辑直接翻译成梯形图。
例３机床工作台往复运动控制，其示意图如图1—4所示。
（１)控制要求有1台机床,它的工作台被三相交流异步电动机拖动，可以实现前进或后退。
当按下启动按钮SB1，接触器KM1吸合，工作台前进；当碰到前进限位开关SQ1时，KM1释放，工作台停止前进,同时KM2吸合，工作台后退；当碰到后退限位开关SQ2时，KM2释放，工作台停止后退,同时KM1吸合，工作台前进，……当电动机发生过载或按下停止按钮SB2时，所有接触器释放,工作台停止运行.图1—4机床工作台往复运动示意图这种控制方式在实际的机床线路中应用是很广泛的，它的控制线路和控制方式都是十分典型的，能够很容易找到这种控制方式的继电接触控制线路。
plc控制程序精编108例
分类一、照明灯、信号灯控制实例１、用四个开关控制四个灯用四个开关，每个开关分别控制一个灯，当只有一个开关动作时对应的灯亮，当两个及以上开关动作时,灯不亮。
实例２、用四个按钮分别控制四个灯 用四个按钮分别控制四个灯，当其中任意一个按钮按下时对应的灯亮,多个按钮按下时灯不亮。
分类二、圆盘、小车控制实例3、按钮控制圆盘转一圈一个圆盘如图9－1所示，在原始位置时，限位开关受压，处于动作状态,按一下按钮,电动机带动圆盘转一圈到原始位置停顿.实例四、五站点呼叫小车 一辆小车在一条线路上运行，如图１4-1所示。
线路上有1#~5#共5个站点,每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮.要求无论小车在哪个站点，当某一个站点接下按钮后，小车将自动行进到呼叫点。
试用PLＣ对小车进展控制.实例4、小车五位自动循环往返运行初始在Ａ点，按下启动按钮,小车依次前进到Ｂ、Ｃ、D、Ｅ点,并分别停顿２0Ｓ返回到A点停顿。
分类三电动机顺序控制实例5、三台电动机顺序定时启动，同时停顿 用按钮控制三台电动机，按下按钮启动,启动第一台电动机，之后每隔５S启动一台电动机，全部启动后,按停顿按钮，三台电动机同时停顿。
实例6、三台电动机顺序启动，顺序停顿用一个按钮控制三台电动机，每按一次按钮启动一台电动机,全部启动后,每按一次按钮停顿一台电动机，要求先启动的电动机先停.实例7、三台电动机顺序启动，逆序停顿控制要求:按启动按钮，启动第一台电动机之后，每隔5Ｓ再启动一台；按停顿按钮时，先停下第三台电动机，之后每隔５S逆序停下第二台和第一台电动机。
实例８、两台电动机同时启动，第二台延时停顿 控制两台三相异步电动机,启动时按下启动按钮,两台电动机同时启动，按下停顿按钮，第一台电动机停顿,第二台电动机10S后自动停顿。
第二台电动机电动机可以点动控制.两台电动机均设短路保护和过载保护。
试设计两台电动机的主电路、PＬC接线图和梯形图．实例9、组合钻床某组合钻床如图２４—1所示,用于在圆形工件上钻6个均匀分布的孔。
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PLC基本指令及程序设 计
– 程序：
5、瞬时接通/延时断开电路
Q0.0 3s
PLC基本指令及程序设 计
PLC基本指令及程序设 计
6、延时接通/延时断开电路
– 题目
I0.0 Q0.0 3s 5s
– 程序
6、延时接通/延时断开电路
I0.0 Q0.0 3s 5s
PLC基本指令及程序设 计
PLC基本指令及程序设 计
PLC基本指令及程序设 计
10、闪烁电路
– 用途 – 题目
– 程序
PLC基本指令及程序设 计
– 实际编程时使用的闪烁电路
– 有时可以使用SM
PLC基本指令及程序设 计
11、报警电路
– 什么是标准的工业报警电路？ – 例1 • 输入信号：I0.0为故障信号；I1.0为消铃按钮；I1.1为 试灯试铃按钮。 • 输出信号：Q0.0为报警灯；Q0.7为报警电铃。
QA1
点动按钮 SF3－I0.2
I0.2 1L COM 电源
5.4 简单的典型电路编程
3、正反转控制程序
停止按钮 SF1－I0.0
正转启动按钮 SF2－I0.1 反转启动按钮 SF3－I0.1 SF1 I0.0 Q0.1 SF2 I0.1 Q0.2 SF3 I0.2 I0.3 BB COM 1L 电源 QA2 QA1 QA1 QA2
7、脉冲宽度可控制电路
– 题目
I0.0 Q0.0 2s 2s 2s
– 程序
PLC基本指令及程序设 计
8、计数器的扩展
– 为什么要进行计数器的扩展？
– 问题：最后总的计数值是多少？
C总＝C1×C2×C3
PLC基本指令及程序设 计
9、定时器的扩展
– 为什么要进行定时器的扩展？
方法：由定时器提供一个标准，当 定时器达到设定值时，计数器 加1。 总定时：时间基准×计数器总值
PLC基本指令及程序设 计
PLC基本指令及程序设 计
5.4 简单的典型电路编程 4、延时脉冲产生电路
– 题目： 有输入信号 以后，过一段时间 以后产生一个脉冲
PLC基本指令及程序设 计
5、瞬时接通/延时断开电路
PLC基本指令及程序设 计
5、瞬时接通/延时断开电路
I0.0 – 题目： Q0.0 3s
PLC基本指令及程序设 计
11、报警电路
– 例1 • 程序
PLC基本指令及程序设 计
11、报警电路例2
• 输入信号：I0.0为故障1；I0.1为故障2；I1.0为消铃 按钮；I1.1为试灯、试铃按钮。 • 输出信号：Q0.0为故障1指示灯；Q0.1为故障2指示灯； Q0.7为报警电铃。 • 程序（亲自设计）
PLC基本指令及程序设 计
主讲 王秀
PLC基本指令及程序设 计
5.4 简单的典型电路编程
1、电动机的启动和停止控制程序
PLC基本指令及程序设 计
5.4 简单的典型电路编程
2、具有点动功能的电动机的启动、停止控制程序
停止按钮 SF1－I0.0 SF1 I0.0 启动按钮 SF2－I0.1 SF2 I0.1 SF3 Q0.1