第二章 三菱PLC基本逻辑指令 教案

1、 可编程控制器与变频器教案编号：03课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第1章 PLC基本逻辑指令及其应用 21 基本逻辑指令目 的要 求学会PLC基本逻辑指令的含义及使用会基本电路功能的设计重点、难点掌握PLC的基本指令的使用组织教学讲解基本指令功能作用及使用；在GX Developer 中练习；以电动机正反转练习其指令。90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课 后记 事 教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课

2、上次对GX Developer 的操作环境进行了基本介绍，大家自己练习以后打开、新建、拖图标划梯形图基本都掌握了，这次课我们详细讲PLC的基本操作指令，大家通过编程语言编制梯形图。二、明确本次授课的目的与要求 熟悉基本指令的使用三、讲解本次授课的具体内容第2章 FX系列PLC及其编程工具2.1 基本逻辑指令2.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT1. 用法示例2. 使用注意事项（1） LD是动合触点连到母线上，LDI是动断触点连到母线上，OUT是线圈驱动指令。（2） LD与指令对应的触点一般与左侧母线相连，若与后述的、指令组合，则可用于并、串联电路块的起始触点。（3） 线圈驱动指令

3、可并行多次输出（即并行输出）；（4） 输入继电器不能使用指令；（5） 定时器的电视线圈或计数器的技术线圈，必须在后设定常数。2.1.2 触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI1.用法示例2.使用注意事项（1）AND(ANI)是动合（动断）触点串联连接指令，OR（ORI）是动合（动断）触点并联连接指令。（2）单个触点与左边的电路串联使用AND和ANI指令时，串联触点的个数没有限制，但因图形编程器和打印机的功能有限制，所以建议尽量做到一行不超过10个触点和1个线圈。（3）OR和ORI指令对前面的LD和LDI指令并联连接的指令，并联连接的次数无限制，但因图形编程器和打印机的功能有限制，所以变脸

4、连接的次数不超过24次。2.1.3 电路块连接指令ORB/ANB1.用法示例2.使用注意事项（1）ORB是串联电路块的并联连接指令，ANB是并联电路块的串联连接指令（2）ORB指令是将串联电路块与前面的电路并联，相当于电路块右侧的一段垂直连线。（3）ANB指令是将并联电路块与前面的电路串联，相当于两个电路之间的串联连线。（4）ORB、ANB指令可以多次重复使用。2.1.4 多重电路连接指令MPS/MRD/MPP1. 用法示例2. 使用注意事项（1） MPS指令是将多重电路的公共触点或电路块先存储起来，以便后面的多重支路使用（2） F型系列的PLC有11个存储中间运算结果的堆栈存储器，堆栈采用先

5、进后出的数据存取方式（3） MRD指令读取存储在堆栈最上层的运算结果，将下一个触点强制性地连接到该点。（4） 指令弹出堆栈存储器的运算结果，首先将下一触点连接到该点，然后从堆栈中去掉分支点的运算结果。（5） 处理最后一天支路时必须使用指令而不是指令，且和的使用不能超过次，且成对出现。 可编程控制器与变频器教案编号：04课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 21 基本逻辑指令目 的要 求学会PLC基本逻辑指令的含义及使用会基本电路功能的设计重点、难点掌握PLC的基本指令的

6、使用组织教学讲解基本指令功能作用及使用；在GX Developer 中练习；以电动机正反转练习其指令。90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课 后记 事 教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课 上次对GX Developer 的操作环境进行了基本介绍，大家自己练习以后打开、新建、拖图标划梯形图基本都掌握了，这次课我们详细讲PLC的基本操作指令，大家通过编程语言编制梯形图。二、明确本次授课的目的与要求 熟悉基本指令的使用三、讲解本次授课的具体内容第2章 FX系列PLC及其编程工具2.1 基本逻辑指令2.1.

7、1 置位与复位指令SET/RST1. 用法示例2. 使用注意事项（1） 图中X0接通，即使再变成断开，Y0也保持有电，X1接通后，即使再变成断开，Y0也保持无电。（2） 对同一元件可以多次使用SET、RST指令，顺序可任意，但对于输出结果，则只有驱动条件满足的指令才有效。（3） 要使数据寄存器D、计数器C、积算定时器T及变址寄存器V、Z的内容清零，也可用指令。2.1.2 脉冲输出指令PLS/PLF1. 用法示例2. 使用注意事项（1）PLS是脉冲上升沿微分输出指令，PLF是脉冲下降沿微分输出指令。PLS和PLF指令只能用于输出继电器Y和辅助继电器M（不包括特殊辅助继电器）（2）M0仅在X0的动

8、合触点由断开变为接通（即上升沿）时的一个扫描周期内为ON，M1仅在X1的动合触点由接通变为断开（下降沿）时的一个扫描周期内为ON。（3）在输入继电器X0接通的情况下，PLC由停机->运行时，PLS M0指令将输出一个脉冲，然而，如果用电池后备/锁存辅助继电器代替M0，其PLS指令在这种情况下不会输出脉冲。2.1.3 运算结果脉冲化指令MEP/MEF1. 用法示例2. 使用注意事项(1) MEP(MEF) 指令将使无该指令时的运算结果上升（下降）沿时输出脉冲；（2）MEP（MEF）指令不能直接与母线相连，它在梯形图中的位置与AND指令相同。2.1.4 脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP

9、/ANDF/ORP/ORF1. 用法示例2. 使用注意事项（1）LDP、ANDP和ORP指令是用来作上升沿检测的触点指令，触点的中间有一个向上的箭头，对应的触点仅在指定位元件的上升沿（由OFF变为ON）时接通一个扫描周期。（2）LDF、ANDF和ORF是用来作下降沿检测的触点指令，触点的中间有一个向下的箭头，对应的触点仅在指定位元件的下降沿（由ON变为OFF）时接通一个扫描周期。2.1.5 主控触点指令MC/MCR1. 用法示例2. 使用注意事项（1）MC是主控起点；（2）与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令，即执行MC指令后，母线移到主控触点的后面，MCR使母线回到原来的位置。2.1.

10、6 逻辑运算结构取反指令INVINV指令在梯形图中用一条45度的短斜线来表示，它将使无该指令时的运算结果 取反。2.1.7 空操作和程序结束指令NOP/END1、 空操作指令NOP（1） 若在程序中加入NOP指令，则改动或追加程序时，可以减少步序号的改变；（2） 若将LD、LDI、ANB、ORB等指令换成NOP指令，电路构成将有较大幅度的变化；（3） 执行程序全清除操作后，全部指令都变成NOP2、 程序结束指令ENDPLC按照循环扫描的工作方式，首先进行输入处理，然后进行程序处理，当处理到END指令时，即进行输出处理。可编程控制器与变频器教案编号：05课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签

11、名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 22 程序的执行过程目 的要 求了解程序的执行过程掌握在不同模式下PLC可以和不可以进行的操作重点、难点正确分析程序在执行过程中不同元件的结果组织教学通过具体的实例体会PLC在不同执行过程中的变化90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课 后记 事 教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课 上两次课对PLC的基本指令进行了认真学习，对GX Developer 软件操作环境及方法熟悉，这次课

12、我们通过典型的实例对PLC的执行过程进行分析。二、明确本次授课的目的与要求 掌握程序的执行过程模式三、讲解本次授课的具体内容第2章 FX系列PLC及其编程工具2.2 程序的执行过程PLC有RUN（运行） 和STOP（编程）两种基本的工作模式。2.2.1 内部处理阶段 在内部处理阶段，PLC首先诊断自身硬件是否正常，然后将监控定时器复位，并完成一些其他内部工作。2.2.2 通信服务阶段 在通信服务阶段，PLC要与其他的智能装置进行通信，如响应编程器键入的内容，更新编程器更新的内容。2.2.3 输入处理阶段 又叫输入采样在PLC的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号的状态，这片区域被称为输入映

13、像寄存器；PLC的其他软元件也有对应的映像存储区，他们统称为元件映像寄存器。外部输入信号接通时，对应的输入映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入继电器的动合触点接通，动断触点断开，外部输入信号断开时，对应的输入映像寄存器为0状态，梯形图中对应的输入继电器的动合触点断开，动断触点闭合。 在输入处理阶段，PLC顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存所对应的输入元件映像寄存器中，此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，在程序执行时，输入映像寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映像寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。2.2.4 程序

14、处理阶段 程序处理又叫程序执行，根据PLC梯形图扫描原则，按先上后下，先左后右的顺序，逐行逐句扫描，执行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。2.2.5 输出处理阶段 输出处理又叫输出刷新，在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的0/1状态传送到输出锁存器，再经输出单元隔离盒功率放大后送到输出端子。2.2.6 扫描周期 PLC的扫描既可按固定的顺序进行，也可按用户程序所指定的可变顺序进行，这样使有的程序无需每个扫描周期都执行一次，从而缩短循环扫描的周期和提高控制的实时响应性。PLC在RUN工作模式时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期，扫描周期与用户程序的长

15、短，指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系，通常为毫秒或微秒级。循环扫描的工作方式是PLC的一大特点，也可以说PLC是串行工作的，这和传统的继电控制系统“并行”工作有质的区别，PLC的串行工作方式避免了继电控制系统中触点竞争和时序失配的问题。2.2.7 程序执行过程1、 第一个扫描周期（1） 输入处理阶段（2） 程序处理阶段（3） 输出处理阶段2、 第二个扫描周期（1）输入处理阶段（2）程序处理阶段（3）输出处理阶段3、第三个扫描周期（1）输入处理阶段（2）程序处理阶段（3）输出处理阶段2.2.8 双线圈输出 驱动同一个线圈一般不能重复使用（重复使用即称为双线圈输出），若输出线圈重复使用

16、，则后面线圈的动作状态对外输出有效。可编程控制器与变频器教案编号：06课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 23 常用基本电路的程序设计目 的要 求掌握PLC程序设计的基本方法和技巧重点、难点PLC程序设计的方法和梯形图的编写组织教学在电气控制和电力拖动的基础上，在掌握了一定的控制电路工作原理的前提上，采用PLC编程的方式实现电机的起保停、定时器、计数器的功能90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课后习题课 后记 事 教 案

17、续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课 前面课程对PLC的基本指令，PLC的编程环境都有了讲解，同时通过练习大家也能对基本指令有了熟练应用，今天我们将针对实际的案例，有目的的去设计能完成某项特定功能的程序。二、明确本次授课的目的与要求 掌握PLC程序的基本设计方法和技巧三、讲解本次授课的具体内容第2章 FX系列PLC及其编程工具2.3 常用基本电路的程序设计2.3.1 起保停程序起保停电路即启动、保持、停止电路，是梯形图中最典型的基本电路，它包含了如下几个因素：（1） 驱动线圈。每一个梯形图逻辑行都必须针对驱动线圈（2） 线圈得电的条件。梯形图逻辑行中除了

18、线圈外，还有触点的组合，即线圈得电的条件，也就是使线圈为ON的条件。（3） 线圈保持驱动的条件。即触点组合中使线圈得以保持有电的条件。（4） 线圈失电的条件。即触点组合中使线圈由ON变为OFF的条件。 2.3.2 定时器的应用程序1、 得电延时闭合程序2、 失电延时断开程序3、 长延时程序4、顺序延时接通程序2.3.3 计数器的应用程序2.3.4 振荡程序1、 定时器振荡程序2、 M8013振荡程序3、 二分频程序 可编程控制器与变频器教案编号：07课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本

19、逻辑指令及其应用 24 PLC 程序设计目 的要 求根据控制要求，设计出符合要求的程序掌握程序设计的规则、方法和技巧重点、难点PLC程序设计的规则、方法和技巧组织教学通过在GX Developer 中试验不同的案例的结果进而总结梯形图的基本规则，利用相同功能不同的梯形图发现设计技巧；通过程序设计实例验证大家学习效果90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课后习题课 后记 事 教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课 上次课我们已经针对一些基本的电路程序设计进行了讲解和练习，这次课我们讲一下程序设计的方法和技巧

20、，针对更复杂的电路设计，仍以练习为重点。二、明确本次授课的目的与要求 掌握PLC程序设计的规则、方法和技巧。三、讲解本次授课的具体内容 第2章 FX系列PLC及其编程工具 2.4 PLC程序设计 2.4.1 梯形图的基本规则1、 线圈右边无触点。2、 触点可串可并无限制3、 触点水平不垂直4、 多个线圈可并联输出5、 线圈不能重复使用2.4.2 梯形图程序设计的技巧1、 如果有串联电路块并联，最好将串联触点多的电路块放在最上面，这样可以使编制的程序简介，指令语句少2、 如果有并联电路块串联，最好将串联电路块移近左母线，这样可以使编制的程序简洁，指令语句少；3、 如果有多重输出电路，最好将串联触

21、点多的电路放在下面，这样可以不使用MPS、MPP指令4、 如果电路复杂，采用ANB、ORB等指令实现比较困难时，可以重复使用一些触点改成等效电路，再进行编程。2.4.3 程序设计的方法1、 经验法2、 转换法3、 逻辑法4、 步进顺控法2.4.4 程序设计实例1、 起保停电路的应用2、 时间顺序控制3、空间位置控制2.4.5 实训案例实训8 基本逻辑指令的复杂应用实训 可编程控制器与变频器教案编号：08课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 24 PLC 程序设计目 的要

22、 求根据控制要求，设计出符合要求的程序掌握程序设计的规则、方法和技巧重点、难点PLC程序设计的规则、方法和技巧组织教学通过在GX Developer 中试验不同的案例的结果进而总结梯形图的基本规则，利用相同功能不同的梯形图发现设计技巧；通过程序设计实例验证大家学习效果90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑、课堂提问作业布置课后习题课 后记 事教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、导入新课 上次课我们已经就程序设计的方法技巧进行了讲解，今天我们会通过一个实际案例，验证我们的学习效果二、明确本次授课的目的与要求 掌握PLC程序设计的规

23、则、方法和技巧。三、讲解本次授课的具体内容 第2章 FX系列PLC及其编程工具 2.4 PLC程序设计 2.4.5 实训案例实训8 基本逻辑指令的复杂应用实训 1、 实训任务设计一个三相电动机星/三角启动的控制系统，并完成模拟调试。1、 控制要求按下启动按钮，KM2星形接触器闭合，KM1主接触器再闭合，3S后KM2断开，KM3闭合，启动期间要有闪光信号，闪光周期为1s，具有热保护和停止功能。2、 实训目的（1） 进一步掌握程序设计的方法和技巧（2） 会根据控制要求设计PLC外围电路和梯形图（3） 会根据系统调试出现的情况，修改相关设计2、 实训步骤1、 I/O 分配2、 梯形图设计3、 系统接

24、线图4、 实训器材5、 系统调试3、 实训报告4、 能力测试设计一个控制红，绿、黄3组彩灯循环点亮的控制系统，控制要求如下：按下启动按钮，彩灯按规定组别进行循环点亮，循环次数N及点亮时间T有教师现场指定。 可编程控制器与变频器教案编号：09课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 实训一 基本逻辑指令的复杂应用实训目 的要 求巩固本章所学的基本指令结合实例将PLC应用到具体应用中重点、难点如何结合实例应用PLC组织教学同学们结合上学期学习的电气控制知识画出电机控制图，分析控

25、制过程，应用PLC知识画出梯形图，调试90分钟教具及电化教学手段等教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑作业布置课后习题课 后记 事教 案 续 页 教学内容及实施过程（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：一、 明确实训任务设计一个三相电动机正反转能耗制动的控制系统，并在实训室完成模拟调试。1、 控制要求若按SB1，KM1合，电动机正转；若按SB2，KM2合，电动机反转；按SB，KM1或KM2断开，KM3合，能耗制动，；只需必要的电气互锁，不需按钮互锁；若FR动作时，KM1或KM2或KM3释放，电动机自由停车。2、 实训目的（1） 进一步掌握编程工具的使用（2） 掌握PLC外围电路的设计（3） 掌

26、握程序设计的方法二、 实训步骤1. I/O 分配根据控制要求，起I/O分配为X0-停止按钮，X1正转起动按钮，X2-反转起动按钮，X3-热继电器动合触点，Y0-正转接触器，Y1-反转接触器，Y2制动接触器2、梯形图设计根据控制要求，可以用3各起保停电路来实现，然后分别列出3个起保停电路的起动条件和停止条件，即可画出如图所示梯形图3、 系统接线图根据系统控制要求，其系统接线图如课本45页图2-42所示4、 实训器材根据系统控制要求，I/O分配及系统接线图，完成本实训需要配备如下器材；（1） 可编程控制器实训装置1台（2） PLC主机模块1个（3） 交流接触器模块1个（4） 交流接触器、热继电器模

27、块1个（5） 开关、按钮板模块1个，（6） 三相电动机1台（7） 手持式编程器1个（或计算机1台）（8） 电工常用工具1套（9） 导线若干5.系统调试（1）输入程序。按前面介绍的程序输入方法，用计算机或手持式编程器正确输入程序（2）静态调试。按I/O接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试（3）动态调试。三、实训报告1、分析与总结（1）根据三相电动机正反转能耗制动的梯形图，写出指令表（2）总结PLC外围电路设计的思路与方法（3）总结PLC程序设计的思路与方法2、巩固与提高（1）若热继电器采用动断触电，则本实训的梯形图如何设计（2）用SET、RST指令设计本实训的梯形图（3）设计一个三

28、相电动机的控制系统，要求电动机正转事有能耗制动，反转时无能耗制动，并且具有点动功能四、能力测试设计一个三速电动机起动和自动加速的控制系统，其控制要求如下，先起动电动机低速运行，使KM1。KM2闭合，低速运行T1后，电动机中速运行，此时断开KM1、KM2，使KM3闭合，中速运行T2(3s)后，电动机高速运行，此时断开KM3，闭合KM4、KM5；5个接触器在三段速度运行过程中要求软互锁，如有故障或热继电器动作，可随时停机，其I/O分配为：X1起动按钮SB1，X0-停止按钮SB，X2热继电器动合触点FR，Y1,Y2-低速接触器KM1、KM2，Y3中速接触器KM3，Y4、Y5高速接触器KM4，KM5。1、 设计梯形图2、 设计系统接线图3、 系统调试可编程控制器与变频器教案编号：10课程名称可编程控制器与变频器教研组长意见签名任课教师日期编写日期授课日期2014年8月12日授课班级13机电2班13机电高班题目第2章 PLC基本逻辑指令及其应用 实训二 基本逻辑指令的复杂应用实训目 的要 求巩固本章所学的基本指令结合实例将PLC应用到具体应用中重点、难点如何结合实例应用PLC组织教学同学们结合上学期学习的电气控制知识画出电机