電器與PLC控制技術(shù) 課件 項(xiàng)目一 任務(wù)二

項(xiàng)目一

認(rèn)識PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件任務(wù)一

了解PLC基本知識

十二·五國家規(guī)劃教材——電器與PLC控制技術(shù)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價項(xiàng)目七認(rèn)識PLC的基本指令項(xiàng)目概述項(xiàng)目一包含四個任務(wù)：任務(wù)一

了解PLC基本知識任務(wù)二

認(rèn)識PLC的硬件系統(tǒng)任務(wù)三

認(rèn)識PLC的軟件系統(tǒng)任務(wù)四

認(rèn)識編程軟件學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價項(xiàng)目七PLC、觸摸屏與變頻器綜合應(yīng)用項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1．認(rèn)識PLC的軟、硬件系統(tǒng)，了解PLC硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成2．認(rèn)識PLC的編程軟件學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)重點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價項(xiàng)目二認(rèn)識PLC的基本指令項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1．認(rèn)識PLC的軟件系統(tǒng)2．認(rèn)識PLC的編程軟件學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解PLC硬件系統(tǒng)的組成及主要功能理解PLC輸入繼電器和輸出繼電器的等效電路掌握三菱PLC輸入輸出端的編號方法掌握PLC常用輸入元件、執(zhí)行元件及保護(hù)電器的功能及使用方法能力目標(biāo)：能識別PLC常見的輸入元件及執(zhí)行元件能夠完成PLC外部端子的接線素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和動手操作習(xí)慣培養(yǎng)學(xué)生的小組協(xié)調(diào)能力和合作學(xué)習(xí)的精神任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行PLC在實(shí)際應(yīng)用中需要連接外部輸入輸出設(shè)備，構(gòu)成一個以PLC為控制核心的控制系統(tǒng)，通過載入控制程序，才能真正發(fā)揮出PLC的控制功能，學(xué)習(xí)PLC也需要借助相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備才能開展各種實(shí)訓(xùn)任務(wù)。目前，各教學(xué)儀器廠商已開發(fā)出各種不同類型的PLC實(shí)訓(xùn)裝置，如圖1-1-7所示。同時，我們也可以自己動手搭建簡易的PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境，如圖1-2-1所示為PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境電氣元件布置圖，該教學(xué)板采用2塊600×800網(wǎng)孔板拼接而成，請根據(jù)圖1-2-1所示，選用PLC常用輸入元件、執(zhí)行元件及保護(hù)電器在網(wǎng)孔板上完成PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行

圖1-2-1PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境電氣元件布置圖項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)分析任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程本任務(wù)主要是從PLC常用輸入元件、執(zhí)行元件及保護(hù)電器入手，通過學(xué)習(xí)理解PLC的硬件環(huán)境，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)一任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四一、PLC的硬件系統(tǒng)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)一任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四1.中央處理器（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成2.存儲器系統(tǒng)程序存儲器，它用以存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋功能子程序的調(diào)用管理程序，以及對應(yīng)定義（I/0、內(nèi)部繼電器、計(jì)時器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器等存儲系統(tǒng)）參數(shù)等功能。用戶存儲器，用以存放用戶程序即存放通過編程器輸入的用戶程序，常用的用戶存儲方式及容量形式或存儲方式有CMOS

RAM，EPROM和EEPROM，信息儲存常用盒式磁帶和磁盤。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)一任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四3.輸入輸出組件（I/O模塊）I/0模塊是CPU與現(xiàn)場I/0裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。I/0模塊將外界輸入信號變成CPU能接受的信號，或?qū)PU的輸出信號變成需要的控制信號去驅(qū)動控制對象，確保整個系統(tǒng)正常工作。4.電源部分PLC內(nèi)部配有一個專用開關(guān)型穩(wěn)壓電源，它將交流／直流供電電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源，即為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。5.外部設(shè)備一般PLC都配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPR0M寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)一任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)三知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)四二、PLC的輸入繼電器和輸出繼電器1.輸入繼電器（X）PLC的輸入端主要用于接受外部開關(guān)信號，PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（八進(jìn)制輸入），為X000～

X007，X010～X017，X020～X027。如圖所示為輸入繼電器的等效電路：PLC外部輸入觸點(diǎn)梯形圖中X0的常閉觸點(diǎn)梯形圖中X0的常開觸點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)一任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)三知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)四

2.輸出繼電器（Y）PLC的輸出端主要用于向外部輸出信號，PLC內(nèi)部與輸出端子連接的輸出繼電器用來將PLC內(nèi)部信號輸出傳送給外部負(fù)載（用戶輸出設(shè)備）。輸出繼電器線圈是由PLC內(nèi)部程序的指令驅(qū)動，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。如圖所示為輸出繼電器的等效電路：梯形圖中的Y1常開觸點(diǎn)輸出繼電器接線端子

外部負(fù)載

梯形圖中的Y1線圈項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四三、PLC的常用輸入元件1.按鈕按鈕主要分為自鎖按鈕、復(fù)位按鈕和急停按鈕2.轉(zhuǎn)換開關(guān)3.行程開關(guān)4.傳感器（1）光電傳感器（2）磁性開關(guān)（3）光纖傳感器（4）電感式傳感器（5）電容式傳感器（6）超聲波傳感器（7）掃碼槍項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一點(diǎn)動控制電路的編程知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四（5）電容式傳感器電容式傳感器，如圖1-2-12所示。其感應(yīng)面由兩個同軸金屬電極構(gòu)成，如“打開的”電容器電極，該兩個電極構(gòu)成一個電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大。（6）超聲波傳感器超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器，具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小、定向傳播等優(yōu)點(diǎn)，如圖1-2-13所示。超聲波采用振動頻率高于20kHz的機(jī)械波，對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三四、PLC的執(zhí)行元件1.信號指示燈2.蜂鳴器3.電磁閥4.交流接觸器5.繼電器（1）中間繼電器（2）速度繼電器項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)五知識點(diǎn)三五、PLC電路的保護(hù)電器1.斷路器斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動開關(guān)，它是一種既可接通分?jǐn)嚯娐罚帜軐ω?fù)荷電路進(jìn)行自動保護(hù)的低壓電器，如圖1-2-22所示。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重的過載、短路、對地漏電或者欠電壓等故障時，能夠自動切斷故障電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備。自動空氣開關(guān)具有操作安全、動作值可調(diào)整、分段能力較高的優(yōu)點(diǎn)。在正常條件下，也用于不頻繁接通和斷開的電路以及控制電動機(jī)等。

圖1-2-22斷路器項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)五知識點(diǎn)三2.熔斷器熔斷器是低壓電路中一種最簡單的短路保護(hù)電器，具有結(jié)構(gòu)簡單，價格低，使用維護(hù)方便，體積小、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn),如圖1-2-23所示。熔斷器內(nèi)裝有一個低熔點(diǎn)熔體，它串聯(lián)在電路中，正常工作時，相當(dāng)于導(dǎo)體，保證電路接通。當(dāng)電路發(fā)生過載或短路時，熔體熔斷，電路隨之自動斷開，從而保護(hù)了線路和設(shè)備。一般制作熔體的材料有兩種：一種是低熔點(diǎn)材料如鉛、錫、鋅以及鉛錫合金等制成的不同直徑的熔絲，俗稱保險絲，由于熔點(diǎn)低，可以熄弧，一般用于小電流電路中。另一種是高熔點(diǎn)材料如銀、銅等，滅弧較容易，但會引起熔斷器發(fā)熱，一般用于大電流電路中，但對過載時保護(hù)作用較差，所以只能作短路保護(hù)用。

圖1-2-23熔斷器項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)五知識點(diǎn)三3.熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)來切換電路的保護(hù)電器，它在電路中用作電動機(jī)的過載保護(hù)，如圖1-2-24所示。當(dāng)電動機(jī)繞組因?yàn)檫^載引起過載電流時，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量足以使雙金屬片彎曲，推動導(dǎo)板向右移動，又推動了溫度補(bǔ)償片，使推桿繞軸轉(zhuǎn)動，推動動觸頭連桿，使動觸頭與靜觸頭分開，從而使電動機(jī)線路中的接觸器線圈斷電釋放，將電源切斷，起到了保護(hù)作用。熱繼電器動作后的復(fù)位有手動復(fù)位和自動復(fù)位兩種。

圖1-2-24熱繼電器項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)實(shí)施任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行一、元器件檢查對照下表，清點(diǎn)PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建需要的設(shè)備、工具及材料。序號名

稱型號數(shù)量作

用1PLC模塊FX3U-32MR1塊控制電動機(jī)、燈的運(yùn)行2按鈕專配6個操作按鈕，紅色、綠色、黑色各2個3交流電源AC380V1個提供三相五線電源4直流電源DC24V1個提供DC24V電源5電動機(jī)專配2臺負(fù)載6指示燈DC24V8個負(fù)載，黃色2個，綠色、紅色各3個7交流接觸器CJX2-094個控制電機(jī)運(yùn)行8斷路器DZ47SLE1個電源開關(guān)9熔斷器3P.RT28N-32X1個短路保護(hù)10熔斷器2P.RT28N-32X1個短路保護(hù)11熱繼電器NR2-253個電機(jī)過載保護(hù)12行程開關(guān)LX19-0012個位置控制項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)實(shí)施任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行序號名

稱型號數(shù)量作

用13行程開關(guān)KW-7-3-42個限位保護(hù)14光電開關(guān)KS-G221個傳感器信號15磁性傳感器3C-D-C73L2個氣缸位置控制16單電控電磁閥4V110-061個控制氣缸運(yùn)行17雙電控電磁閥4V120-061個控制氣缸運(yùn)行18氣缸CDJ2B10-60-B2個負(fù)載19氣源組件專配1套提供氣缸運(yùn)行氣源20連接導(dǎo)線專配若干電路連接21端子排TB-2512L若干電路接線22扎帶?120mm若干電路連接工藝23斜口鉗或者剪刀

1把剪扎帶24計(jì)算機(jī)安裝有編程軟件1臺用于編寫、下載程序等項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)實(shí)施任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行二、元器件安裝1.元器件檢查利用萬用表檢查元器件好壞。2.元器件安裝根據(jù)圖1-2-29的電氣布置圖安裝元器件，完成的效果如圖1-2-30。項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)實(shí)施任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行

圖1-2-29PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建元件布置圖

圖1-2-30PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)境搭建完成圖項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)評價任務(wù)一PLC控制送料機(jī)構(gòu)運(yùn)