电气控制与PLC授课教案

山东建筑大学机电工程学院教案电气控制与PLC适用专业：机械工程及自动化（本科）范文利2009年3

授课内容常用低压电器元件的分类、灭弧原理，继电器与接触器。目的要求了解课程的学习方法，掌握基本概念。重点难点分磁环的工作原理；继电器的工作特性课型授课计划学时2课前准备继电器接触器元件。板书设计1（多媒体提纲）简介第一章常用低压电器一、电器的作用和分类二、接触器三、继电器课堂小结作业、思考1—1课后小结山东建筑大学机电工程学院教案第，次课山东建筑大学备课纸简介一、课程体系简介基础课大学物理特点：体系完整推理严密抽象专业基础课电工电子学特点：以数学模型为分析对象较少涉及生产实际专业课本课程特点：以解决生产实践中的问题为目的，知识点具有发散性二、本课程电气控制部分简介本课程电气控制部分主要介绍电气控制技术中的继电器一接触器逻辑控制系统。主要包括常用低压电器元件、典型基本控制线路、常用设备电路分析、继电器逻辑控制线路的设计方法、电动机交流调速系统、以及应用实例等。三、电气控制技术及其发展重点是继一接电气控制与PLC之间的关系及区别。四、关于学习方法和考试形式的介绍五、网上交流平台的使用第一节常用低压电器一、电器的作用和分类1、定义一种能控制电路的设备。2、分类低压电器用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器用于交流1200V以上、直流1500V以上的电器产品。提问：为什么交流为1200V,直流为1500V?答案：最大值和有效值的关系。低压电器低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。正常情况下不参与逻辑控制。低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。如下图：

rKM,傅电（电动机率电留起动）KM.Wifc（短接电阻，电动机正名运行,二、接触器定义：接触器是一种可频繁地接通和分断主电路的控制电器。1、结构与工作原理图1-1接触翳结构示意图1—铁心2一线BR3一南铁4—静融头5一动触头6—触头弼簧7一杆放弹凝2、电磁机构市点讲述不同结构类型之间的区别！提问：直动式和拍合式的优缺点是？答案：从可靠性，拍合速度和距离方面论述。提问：串联电磁机构和并联电磁机构的结构区别？为什么？答案：电磁机构吸力F吸81、N消耗功率P=U*I线圈发热Q=I2*R在吸力一定的情况下，消耗功率和线圈发热越少越好!提问：直流电磁机构、交流电磁机构的区别？答案：从可靠性上论述！3、触点与灭弧装置

电弧的产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧是气体放电形式之一，是一种带电质点的急流。电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。灭弧装置：1）电动力灭弧2）磁吹灭弧3）纵缝灭弧4）灭弧栅提问：d图中电流方向相反时电弧受力方向为？答案：不变（电磁一右手定则，磁电一左手定则）4、分磁环（难点）对上图的解释要慢，要给学生I可忆所学过的相关知识的时间!5、接触器的主要技术数据1）电源种类：交流或直流；2）主触头额定电压、额定电流；3）辅助触头的种类、数量及触头的额定电压；4）电磁线圈的电源种类、频率和额定电流；5）额定操作频率，即允许每小时接通的最多次数。注意：1、相关名词的解释。2,强调顺序的概念！6、接触器的选择1）根据负载性质选择接触器的类型；2）额定电压应大于或等于主电路工作电压；3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流；4）吸引线圈的额定电压和频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。注意：1、相关名词的解释。2、强调顺序的概念！三、继电器定义：继电器是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路实现控制目的的电器。输入信号可以是电压、电流等电量，也可以是温度、速度、压力等非电量。注意与接触器的区别。继电器的工作特性：输入输出特性曲线一继电特性。Xr-动作值Xw-工作值Xi-释放值Y0-输出安全系数=*亚/刀>1返回系数=刀/*「 <1例题：某电压继电器，动作值为55V,额定工作电压为110V,释放值为22V,被控电路工作电流为3A,请画出其常闭触点工作特性图,并计算其安全系数和返回系

安全系数=110/22=5返回系数=22/55=0.4110V作业：1一1授课内容常用继电器的工作原理、电动机全压启动电路。目的要求掌握常用的继电器的工作原理，电气原理图的阅读分析方法。重点难点时间继电器；顺序式的使用。课型授课计划学时2 课前准备 时间继电器实物板书设计1（多媒体提纲）三、继电器几种常用的继电器：四、熔断器第二节电气原理图的画法三种电气设备图样第三节笼型电动机的起动控制线路一、直接起动控制线路课堂小结作业、思考补充：为什么热继电器不能用作短路保护？课后小结山东建筑大学机电工程学院教案第2次课山东建筑大学备课纸三、继电器几种常用的继电器:1、电磁式继电器电磁式继电器按吸引线圈电流的种类不同，有直流和交流两种。按输入信号的性质，电磁式继电器可分为电压继电器和电流继电器。特点：工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长。提问：当弹簧3调紧时继电器的返回系数如何变化？答案：变大。2、时间继电器（重点）当感受部分接受外界信号后，经过设定的延时时间才使执行部分动作的继电器称为时间继电器。按延时的方式分为通电延时型、断电延时型和带瞬动触头的通电（或断电）延时型继电器等。难点：时间继电器的4种触点的符号，动作方式，延时特性！时间继电器图形、文字符号⑸线圈(b)常开延时闭合触头时间继电器图形、文字符号⑸线圈(b)常开延时闭合触头(c)常闭延时带开触头(d)常闭延时闭合触头(e)常开延时打开触头3、热继电器热继电器是依靠电流流过发热元件时产生的热，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种电器，主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。注意：热继电器测量的不是温度而是电流！热继电器保护特性与电动机过载特性的配合从而实现过载保护!热继电器的选用：按电动机的额定电流来确定热继电器的型号与规格。热继电器元件的额定电流斤接近或略大于电动机的额定电流/n,即Ir=（0.95-1.05）In如遇到下列情况，选择热继电器的整定电流要比电动机额定电流高一些：1）电动机负载惯性转矩非常大，启动时间长；2）电动机所带动的设备不允许任意停电：3）电动机拖动的为冲击性负载，如冲床、剪床等设备。4、速度继电器速度继电器常用于电动机的反接制动电路中！！！一般情况下，当转速＞120r/min时动作，当转速＜40r/min时释放。注：速度继电器即可反映转速也可反映转向！四、熔断器熔断器是当通过它的电流超过规定值达一定时间后，以它本身产生的热量使熔体熔化，从而分断电路的电器。选择熔断器，主要是熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。热继电器：电动机过载保护 熔断器：电路的短路保护五、断路器断路器又称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。在功能上，它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器等的组合。第二节电气原理图的画法三种电气设备图样1、电气原理图电气原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各电器元件的作用和相互关系，而不考虑各电器元件实际安装位置和实际连线情况。绘制电气原理图时，一般遵循下面的规则：(1)电气控制线路分主电路和控制电路。主电路用粗线绘出，而控制线路用细线画。一股主电路画在左侧，控制电路画在右侧。(2)电气控制线路中，同一电器的各导电部分如线圈和触头常常不画在一起，但要用同一文字符号标注。(3)电气控制线路的全部触头都按“非激励”状态绘出。“非激励”状态对电操作元件如接触器、继电器等是指线圈未通电时的触头状态；对机械操作元件如按钮、行程开关等是指没有受到外力时的触头状态：对主令控制器是指手柄置于“零位”时各触头的状态；断路器和隔离开关的触头处于断开状态。2、电气设备安装图电气设备安装图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。各电器元件的安装位置是由机械设备的结构和工作要求决定的，如电动机要和被拖动的机械部件在一起，行程开关应放在要取得信号的地方，操作元件放在操作方便的地方，一般电气元件应放在控制柜内。3、电气设备接线图电气设备接线图表示各电气设备之间实际接线情况。绘制接线图时应把各电气元件的各个部分(如触头与线圈)画在一起；文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。电气设备安装图和接线图是用于安装接线、检查维修和施工的。阅读电气原理图的原则：先主后控，从左向右，自上而下.第三节笼型电动机的起动控制线路一、直接起动控制线路

自锁：用自己的触点保持自己的线圈通电的方法。二、电动机正反转线路i<uL] |KRKM,互锁：用自己的常闭触点串联在对方线圈电路中，使两者不能同时通电的方法。电器互锁，机械互锁。顺序式一电路分析方法（重点，难点）规则：触点、按钮前"+”表示常闭"-”表示常开触点、按钮后"+”表示闭合表示断开线圈、电磁机构后表示通电表示断电“I”表示按下 “t”表示松开"f"前'表不原因，后表不结果例：SB2If-SB2+-KM1+（自锁）fM+（正转）SB3If+SB3--KMl-fM-f-SB3+-KM2+（自锁）-M+（反转）注意使用技巧！练习题It进SB2I--SB2+-KM1+（自锁）-M+（正转）工作台前进-ST2I-+ST2--fKMl-fM---ST2+——KM2+-M+（反转）工作台后退fSTIIf…提问：当ST2损坏（不能断开）会出现什么故障现象？注意描述的准确性！！！

山东建筑大学机电工程学院教案 第a次课授课内容异步电动机减压启动电路，异步电动机制动电路。目的要求掌握异步电动机减压启动电路，制动电路的原理与设计。重点难点使用顺序式进行电路分析课型授课计划学时2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三节笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路1、定子串电阻降压起动控制线路2、星一三角降压起动3、自偶变压器降压起动4、绕线转子异步电动机降压起动5.串频敏变阻器减压起动第四节电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路二、电动机的能耗制动控制线路第五节控制线路的其他基本环节一、点动控制二、联锁三、多点控制四、双速电动机高低速控制线路思考：可逆运行反接制动控制电路课堂小结作业、思考1-5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三节笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路电动机的起动方式：全压起动：I起Q(4-7)I额：起动转矩大；机械和电气冲击大。减压起动：1起小；起动转矩小；起动平稳1、定子串电阻降压起动控制线路a）图：-SB2+-KM1+（自锁）-M+（串R）fKT+（延时）--KT+fKM2+fM+（全压）b）图：-SB2+-KM1+（自锁）fM+（串R）fKT+（延时）f-KT+fKM2+（自锁）-M+（全压）f+KM2--KM1-、KT-a)图在电动机起动后KM1与KT一直得电动作，这是不必要的。图b)就解决这个问题。2、星一三角降压起动原理3、自偶变压器降压起动提问：1.电动机正常运转时只需KM2通电，如何设计可达到此要求？2.不用KA,只用KM1,KT,KM2此电路如何设计？4、绕线转子异步电动机降压起动1）电流原则FU2电流原则一绕线异步电动机转子串电阻起动控制电路时间原则一绕线转子电动机转子串电阻起动控制电路问：控制3台电机M1.M2.M3依次起动，间隔5S,如何设计？5.用频敏变阻器减压起动原理：频敏变阻器的电阻与通过它本身的电流的频率成正比，电动机起动时转子电流频率随转速升高而降低。电也更矶混等姓电将艮箕与「山如祝的联根电也更矶混等姓电将艮箕与「山如祝的联根电动机手向簸转抬孑中接用敛受电吊起动控制电路问：KT的延时常闭触点起什么作用？是否可以去掉？答案：可以。作业：1一5第四节电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路.速度继电器的应用。

.反接制动主电路电阻的作用。a）-SB2+fKMl+（自锁）-M+（正转）-N>120r/min^-KS++SB1--KMl-f+KMl+fKM2+fM+（串R反接制动）fN<40r/min^-KS--KM2-fM-b）-SB2+fKMl+（自锁）-M+（正转）-N>120r/min^-KS+SB1I—+SBl-fKMl-f+KM1+f-SBl+fKM2+（自锁）fM+（串R反接制动）一N<40r/min^-KS--KM2-fM-二、电动机的能耗制动控制线路桥式整流器全波整流半波整流当某桥臂断路时整流结果是？能耗制动与反接制动的比较■反接制动时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因此制动效果显著。但制动过程中有冲击，对传动部件有害，能量消耗大，故反接制动适用于不太

经常起制动的设备，如铳床、镣床、中型车床主轴的制动。■能耗制动与反接制动相比较，具有制动准确、平稳、能量消耗小等优点。但制动力较弱，特别是在低速时尤为突出，而且还需要直流电源，控制线路也较复杂，故能耗制动适用于电动机容量较大和起制动频繁的场合。第五节控制线路的其他基本环节-、点动控制提问：要求停止时必须Ml先挺M2后停，如何设计？三、多点控制思考：楼梯电灯控制设计？四、双速电动机高低速控制线路N=60fi[l-S）/P f:电源频率P：磁极对数S：转差率（2%〜5%）双速电动机就是由改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。如图所示将出线端DI、D2、D3接电源，D4、D5、D6端悬空，则绕组为三角形，每

相绕组中两个线圈串联，成四个极，电动机为低速；当出线端DI、D2、D3短接，而D4、D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。思考：可逆运行反接制动控制电路节点号：任何两个节点之间都要有元器件。作业：1一6山东建筑大学机电工程学院教案第4_次课

授课内容常用设备控制电路1目的要求通过对C650,X62W的电路分析初步掌握电路分析的技巧重点难点电路阅读中化整为零的技巧课型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第二章电气控制线路分析第一节电气控制线路分析基础一、电气控制线路分析的内容与要求二、电气原理图的阅读分析方法第二节C650卧式车床电气控制线路分析一、主要结构和运动形式二、控制要求三、电气控制线路分析第三节X62W卧式万能铁床电气控制线路分析课堂小结作业、思考2-3,4课后小结

山东建筑大学备课纸第二章电气控制线路分析第一节电气控制线路分析基础一、电气控制线路分析的内容与要求1、设备说明书：重点掌握：设备的结构、传动方式与工作原理、电气传动方式、设备的使用方法、机电液配合方式。2、电气原理图：重点掌握：主电路、控制电路、辅助电路、保护、联锁环节以及特殊控制电路等各部分的工作方式。3、电气设备接线图：安装设备不可缺少的资料。4、电气设备安装图：制造、安装、调试和维护电气设备必需的技术资料。在调试、检修中可通过安装图方便地找到各种电器元件和测试点，进行必要的检测、调试和维修保养。二、电气原理图的阅读分析方法原理图阅读分析的基本原则是：先主后控、自上而下，自左而右，化整为零、顺藤摸瓜。电气原理图的分析方法与步骤：(1)分析主电路：从主电路的构成可分析出电动机的工作方式、起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。⑵分析控制电路：主电路各控制要求是由控制电路来实现的，运用“化整为零”、"顺腾摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干个局部控制线路。从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，表达出电路的工作过程。⑶分析辅助电路：辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但又不影响主要功能。(4)分析联锁和保护环节：生产机械对安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理的选择拖动、控制方案外，在线路控制中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。⑸分析特殊控制环节：在某些控制线路中，还设置了一些与主电路、控制电路关系不密切，相对独立的某些特殊环节。如产品技术装置、自动检测系统、晶闸管触发电路、自动调温装置等。这些部分往往自成一个小系统，其读图的分析方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学的电子技术、变流技术、自控原理、检测与转换等知识逐一分析。第二节C650卧式车床电气控制线路分析一、主要结构和运动形式二、控制要求(1)主电动机Ml(30kW)o由它完成主运动的驱动，要求：直接起动连续运行方式，并有正向点动功能以便调整，能正反转以满足螺纹加工需要，停车时

带有电气制动，此外，还要显示电动机的工作电流以监视切削状况。（2）冷却电动机M2o用以加工时提供冷却液，采用直接起动、单向运行、连续工作方式。（3）快速移动电动机M3。单向点动、短时工作方式。（4）要求有局部照明和必要的电气保护与联锁。三、电气控制线路分析冷却泵电动机快速穆动电动机主电动机冷却泵电动机快速穆动电动机主电动机Ml正向起动：-SB1+-KM+（去除R）、KT+（延时）-K+--K（13-7）+-*KM3+（自锁5-15-13-7-11-8）-M1+（全压正转）正向旋转时停止：+SB4-fKM-、KT-、K-、KM3-f+KT+（短接电流表A）、-KM-（串R）、K的触点复位、Ml-+SB4+f因为n>120r/min,-KSl+-KM4+-Ml+（串R反接制动）fn<40r/min--KS1--*KM4-fMl-第三节X62W卧式万能铳床电气控制线路分析以学生自己分析为主！回答以下问题：1、主电机起动方式？制动方式？用顺序式分析其制动过程（假设主轴正在反转）2、用顺序式分析主轴变速点动的实现过程？3、多方向进给互锁是如何实现的？4、体会一下机电配合实现控制要求的过程。5、若ST1-2损坏（受力时不能断开），描述一下故障现象？作业：2—3,4

授课内容常用设备控制电路2目的要求通过对常用典型电路的分析掌握电路分析的技巧重点难点T68主电动机的变速脉动控制课型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第四节 T68卧式钱床电气控制线路分析一、主要结构和运动形式二、电力拖动方式和控制要求三、电气控制线路分析补充1、组合机床动力头控制电路2、深孔钻床控制电路3,桥式起重机控制电路课堂小结作业、思考2-5,6课后小结山东建筑大学机电工程学院教案第苴_次课山东建筑大学备课纸第四节T68卧式镣床电气控制线路分析一、主要结构和运动形式二、电力拖动方式和控制要求1）为了适应各种工件的加工工艺要求，主轴旋转和进给都应有较宽的调速范围。本机床采用双速笼型异步电动机作为主拖动电动机，并采用机电联合调速，这样既扩大了调速范围又使机床传动机构简化。2）进给运动和主轴及花盘旋转采用同一台电动机拖动，由于进给运动有几个方向（主轴轴向、花盘径向、主轴垂直方向、工作台横向、工作台纵向），所以要求主电动机能正反转，并有高低两种速度供选择。高速度运转应先经低速起动，各个方向的进给应有联锁。3）各进给方向均能快速移动，本机床采用一台快速电动机拖动，正反两个方向都能瞬时点动。4）为适应调整的需要，要求主拖动电动机应能正反点动，并带有制动。本机床采用电磁铁带动的机械制动装置。三、电气控制线路分析1、主电路：1）、双速笼型异步电动机作为主拖动电动机。2）、主电机正反转控制。3）、主电动机的反接制动控制。4）、快速移动电动机正反转控制2、控制电路：1）主电动机的起动、换向控制2）主电动机的反接制动控制3）主电动机的变速脉动控制（重点，难点）Ml正在高速正转K1+、KM3+、KT+、KM1+KM7+、KM8、-KS1+M1正在高速正转变速STkST2松开f-STI-1-fKM3-、KT-、KM1-、KM7-、KM8--Ml-、-KT-、+KT+f+ST1-2+、+ST2+f因为n>120r/min,-KSl+、+KS--KM2+fKM6+fM1+（低速串R反接制动）fn<40r/minf-KS1-、+KS+-KM2-fKM1+（8-17-18-16-15-3）-KM6+-M+（重新低速起动）f当n>120r/min,+KSl-、-KS1+fKM2+-KM6+fMl+（低速串R反接制动）fn<40r/min--KS1-、+KS+-KM2--*KM1+（8-17-18-16-15-3）-KM6+-M+（重新低速起动）循环调速完成压下STI、ST2f-ST1-1+ KM3+、KT+、以下同正转起动补充1、组合机床动力头控制电路快进：KM1+,KM3+（M1,M2正转）工进：KM1+（M1正转）工退：KM2+（M1反转）快退：KM2+,KM3+（M1,M2反转）YB:快速电机M2制动电磁铁（YB-时制动）分析其电路工作过程。2、深孔钻床控制电路SQ1:原位SQ2:转工进SQ3:快退转快进SQ4:终点SQ5:活挡铁复位注意挡铁的灵活应用。授课内容电气控制线路设计目的要求基本掌握电路设计的思路和方法重点难点条件分析法的应用课型授课计划学时2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三章 电气控制线路设计一、电气控制线路设计的一般原则及内容二、设计过程中应注意的几个问题三、经脸设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法课堂小结作业、思考补充1;3-4,5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三章电气控制线路设计一、电气控制线路设计的一般原则及内容电气控制线路设计的一般原则：1、最大限度地满足机电设备对电气控制线路的要求；2、在满足生产要求的同时，应尽可能地使线路简单、实用；3、保证控制安全，便于操作和维修。电气控制线路设计的内容和步骤：1、定电气设计的技术条件；2、选择电气传动形式和控制方案；3、确定电动机的类型、容量、转速和型号；4、设计电气控制原理图；5、选择电器器件，制定电动机和电器器件明细表；6、设计电动机、执行电磁铁、电气控制元件，以及监测元件的总布置图；7、设计电气柜、操作台、器件安装板以及非标准器件专用安装零件；8、绘制装配图和接线图；9、编写设计计算说明书和使用操作说明书。二、设计过程中应注意的几个问题.在满足生产要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。（1）根据自动控制的工艺要求，正确地选择各个独立控制部分的线路和环节。（2）同一电器的不同器件在线路中尽可能具有更多的公共联线，以简化电器的外部接线，缩短连接导线的数量和长度。（3）根据工艺要求，正确选用电器器件。（4）在满足生产工艺要求的前提下，减少不必要的触点以简化电路。（5）在控制电路中，除其工作的必要电器通电外，其余的回路尽可能不通电，以提高系统的稳定性和可靠性。.保证控制电路工作可靠和安全。（1）正确连接电器的触点。如图3-2所示，一般情况下，线圈的一端应连接在一起，接到电源的一根母线上。同一电器的常开和常闭辅助触点靠的很近，果分别接到电源的不同相上，触点断开时产生的电弧可能在两触点间形成飞弧，造成电源短路。（2）正确连接电器的线圈。两个电器需要同时动作时，其线圈应当并联。如图3-3所示，在交流控制线路中，不能串联两个电器的线圈。因为每个线圈所分到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器不能同时闭合。（3）在控制线路中应该避免出现寄生电路。（4）避免电器依次动作。应减少多个器件依次通电后才接通另一个器件的情况,以保证工作的可靠性，如图3-6所示。（5）电气联锁和机械联锁共同使用。（6）设计的线路应适用所在电网的质量和要求。（7）在线路中采用小容量继电器触点来控制大容量接触器的线圈。三、经验设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法例：设计一个组合机床动力头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力头完成以下工作循环一快进一工进f工退一快退至原点停止。一、分析设计要求此例中动力头工作台有4种工作状态：快进、工进、工退、快退。我们可用Ml、M2两台电机分别驱动不同的传动链来实现，其中Ml为快速移动电动机其正转时为快进，反转时为快退。其中M2为进给电动机其正转时为工进，反转时为工退。其中工作状态的转换由位置开关来实现。二、主电路设计此例中有Ml、M2两台电机，分别有正反转控制，均为全压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下：快工速电动机三、控制电路设计条件分析法的原则：1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电（起始）和断电（终止）条件，从而得出每个线圈的控制电路后经过组合和优化得出整个控制电路。2、线圈的分析顺序应尽量与控制过程的动作顺序一致。以此例学习条件分析法的应用：1、分析动作过程：原位f起动按钮I-快进（KM1+）-S02IT：进（KM3+）/S03If工退（KM4+）-SO2tf快退（KM2+）f原位SOII—停止2、分析接触器线圈的起始和终止条件：KM1：起始条件一起动按钮SB2I终止条件一SO2IKM3：起始条件一S02I终止条件一SO3IKM4：起始条件一SO3，终止条件一SO2tKM2：起始条件一S02t终止条件一SOIIKM2会在电路开始通电时就通电，这种情况应增加起始条件：当KM4+时松开SO2o因而KM4终止条件调整为KM2+3、组合与优化：增加连锁与保护环节，急停按钮等思考题：设计一个组合机床磨削头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力头完成以下工作循环一前进f磨头启动磨削30s-快退至原点停止。作业：3-4,5,6

山东建筑大学机电工程学院教案 第工次课授课内容电动机调速系统目的要求对直流调速系统和交流调速系统的原理和工程应用有基本的了解，掌握基本的调速方法.重点难点直流调速系统分析，交流变频器的应用课型授课计划学时2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第四章电动机调速系统第一节直流调速系统一、直流调速系统的性能指标二、直流电动机调速方法三、直流调速系统原理分析第二节交流传动调速系统一、交流传动调速系统基本原理二、交流电动机的调速方法三、变频调速原理四、变频器的基本结构和分类五、变频器的选用、运行和维护六、变频调速系统应用实例课堂小结作业、思考4-4,6课后小结山东建筑大学备课纸第四章电动机调速系统

第一节直流调速系统

一、直流调速系统的性能指标.稳态指标一静差率S、调速范围。、调速系统与负载配合能力⑴静差率S〃0-〃N曲NC=. ——一理想空载增加到额定负载时的转速降落⑵调速范围最高转速〃a与最低转速之比“min〃min⑶调速系统与负载配合能力恒转矩调速一电动机轴上承受的负载转矩不变，其输出功率与转速成正比变化。恒功率调速一电动机轴上的负载随转速的增大而减小，其输出功率基本维持不变。混合调速。.动态指标一最大超调量、调整时间、振荡次数、最大动态速降和恢复时间等(1)最大超调量b最大超调量是指调速系统在外来突变信号的作用下，系统达到的最大转速和稳态值的稳态转速之比，用b表示。(2)调速时间4 又称为动态响应时间，它是指从信号加入，到系统开始进入允许偏差区为止的时间。它反映系统调整的快速性。(3)振荡次数N 震荡次数表示在调整时间内，转速在稳态值上下摆动的次数。它反映了系统的调速稳定性。(4)最大动态速降是指调速系统的一项抗干扰指标，即在稳定运行中，系统突加一个负载转矩所引起的最大速降。(5)恢复时间tr 从扰动量作用开始，到被调量开始转入稳定转速允许偏差区为止的一段时间。。越小，说明系统的抗干扰能力越强。二、直流电动机调速方法当电动机正常运行时，其各种物理量可表示如下：U=IR+E(4-1)(4-2)E—ke(/»i(4-3)由上式可知：EU-IRU-TeR/(kT</>)k仲 k2ke

。为电动机式(4-4)中：U为加在电枢回路上的电压；R。为电动机磁通：丸为电动势常数；的为转矩常数：7；为电磁转矩。此公式即为直流电动机的机械特征方式。对于每一个特定的电动机来说，其心、式。对于每一个特定的电动机来说，其心、ke为常数，当负载一定时，要调节电动机的转n,便可以有以下三种方法：改变电动机电为常数，当负载一定时，要调节电动机的转n,便可以有以下三种方法：改变电动机电R&R3速枢回路的电阻R、改变电动机磁通。和改变加在电枢回路的外加电压路的电阻R、改变电动机磁通。和改变加在电枢回路的外加电压U..改变电枢回路电阻R调速R,T.改变磁通。调速图4-2改变电枢回路电阻调速的调节特性3.3.改变电枢电压U调速三、直流调速系统原理分析1.开环调速系统RP1图4RP1图4一5开环直流调速系统原理图2.2.闭环调速系统(1)转速负反馈调速系统RP1+RP1+Tl-n\-Ufn,-U'-U：—Ud-U；- -T；(2)带电流截止负反馈调速系统限制过大电流，-la.Id'-Un'-u\-Uc「Ud,-al-n,转速下降第二节交流传动调速系统一、交流传动调速系统基本原理〃=60力a-s）/p可以通过改变供电频率/、极对数P和转差率S来实现交流电动机调速。二、交流电动机的调速方法变极调速，转子串电阻调速，液力耦合器调速，变频调速三、变频调速原理以气隙磁通链以为控制变量的调速方式1、基频以下调速（恒转矩调速）由式475和式4-16可知，在变频调速中，若保持品/力=C的协调控制条件，可以满足主磁通@“=C（相当于式4-15中的气隙磁通链内）的要求，实现恒转矩调速。2、基频以上调速（恒功率调速）在基频以上调速时，主磁通与频率成反比关系，相当于直流电动机弱磁升速现象。由异步电动机的电磁功率月,=T%/〃p可知，P,“87yl=C。若保持与2/力=。的协调控制条件，则Tocl/力，即％=C。因此，在E「//1=C时，实现恒功率调速。四、变频器的基本结构和分类交流电工：主.压顿率可变.交流电工：主.压顿率可变.图412变频器的至本给沟-五、变频器的选用、运行和维护.负载的分类(1)恒转矩负载传送带、搅拌机、挤出机以及吊车、提升机等。(2)恒功率负载机床主轴、造纸机、卷取机、开卷机等。(3)平方转矩负载离心泵、离心风机.变频器的选型根据负载类型选择变频器类型(1)选择变频器具体型号是以电动机额定电流值为依据，以电动机的额定功率为参考值。变频器最大输出电流应大于电动机的额定电流值。TOC\o"1-5"\h\zP。器WVA) ⑴Zcn>K/m(A) (2)TTc/m/mXIO-^KVA) (3)PM,T],coscp、UM、IM分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05〜1.1)PCN：变频器的额定容量(KVA)ICN：变频器的额定电流(A)式中IM如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当缩小。(2)变频器与电动机的距离过长时，为防止电缆对地耦合与变频器输出电流中谐波叠加而造成的电动机端子处电压升高的影响，应在变频器的输出端安装输出电抗器。(3)变频器选择时，要考虑电动机的运行频率在什么功率范围内。在低速范围内，应考虑电动机的温升情况，是否需加装风扇给电动机散热。(4)变频器选择时，一定要注意其防护等级应与现场情况相匹配，防止现场的粉末或水分影响变频器的长久运行。六、变频调速系统应用实例1. ABB变频器在恒压供水控制系统中的应用恒压供水是指不论用户端水量大小，总保持管网水压基本恒定。这样，既可以满足各部位用户的用水的需要，又不使电动机空转，造成电能的浪费。因此，由变频器得到给定压力信号和实际反馈信号，利用变频器内部固有的功能进行比较计算，通过频率输出的变化调节水泵转速，从而控制管网中水压力恒定。

状态显示压力传感变频器水泵电动进水管出水管阀门止回阀水池ACS601系列接压力给定信号状态显示压力传感变频器水泵电动进水管出水管阀门止回阀水池ACS601系列接压力给定信号（如信号发生器）（如压力变送器）作业4一4,X252X25：3接变频器运行指示信号山东建筑大学机电工程学院教案第区次课授课内容第五章PLC基础知识目的要求要求学生掌握PLC的基本概念、基本组成、扩展构成和工作方式重点难点难点是工作方式、扫描时间课型授课计划学时2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第五章PLC基础知识PLC基础知识1一、可编程控制器的定义二、PLC的产生与历史三、PLC的发展趋势四、PLC的基本功能五、PLC的特点及分类六、PLC与其他工业控制系统的比较PLC基础知识2一、PLC的基本硬件组成二、常用术语三、PLC的软件系统四、PLC的扩展构成五、PLC的工作方式课堂小结作业、思考补充题课后小结山东建筑大学备课纸

第五章PLC基础知识PLC基础知识1一、可编程控制器的定义可编程序控制器：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。它采用可编程的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。简单的说：PLC就是一种工业用计算机。二、PLC的产生与历史美国数字设备公司(DEC)中标，于1969年研制成功了一台符合要求的控制器，在通用汽车公司(GM)的汽车装配线上试验并获得成功。生产的需要和计算机技术的发展。三、PLC的发展趋势朝着小型，简易，价格低廉方向发展朝着大型，高速，多功能方向发展从PLC的发展趋势看,PLC控制技术将成为今后工业自动化的主要手段.在未来的工业生产中,PLC技术,机器人技术和CAD/CAM技术将成为实现工业生产自动化的三大支柱.四、PLC的基本功能逻辑控制功能定时控制功能计数控制功能步进控制功能数据处理功能回路控制功能通讯联网功能监控功能停电记忆功能10故障诊断功能五、PLC的特点及分类.按结构形式分类整体式PLC组合式PLC.按控制规模分类.小型PLC：I/O点数较少，在256点以下的PLC.中型PLC：I/O点数较多，在256点以上、2048点以下的PLC。.大型PLC：I/O点数较多，在2048点以上的PLC。.特点.灵活通用.安全可靠.环境适应性好.使用方便、维护简单.速度较慢、价格较高六、PLC与其他工业控制系统的比较PLC与继电器控制系统比较继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取代。与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。PLC采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。PLC基础知识2一PLC的基本硬件组成用户输入富♦C—输入单元微处理器

运算器

控制器输出单元lai程舞I一一外部 盒式磁带机用户输入富♦C—输入单元微处理器

运算器

控制器输出单元lai程舞I一一外部 盒式磁带机一! 次打印机&MFROZ写入器T।图形监控系统T«」PU破h&ii算机」:★它外设存啊器EPROMIRAM(系统程序：k用户程扉:EEn用户怆出设片二常用术语位(Bit)PLC中逻辑运算的基本元素，通常也称为内部继电器。位实际上是PLC存储器中的一个触发器(存储单元)，有两个状态，既"0”和力”，也称为OFF和ON。位可以作为输出存放逻辑运算的结果，相当于继电器的线圈。在一个程序中一个位只能进行一次输出操作。I/O点(I/OPoint)PLC中可以直接和输入设备相连接的位称为输入点，可以直接和输出设备相连接的位称为输出点，输入点和输出点通称为PLC的I/O点。PLC的I/O点数越多，控制规模越大。有时也常用I/O点数来表征PLC的规模。通道(Channel)通道是PLC中数据运算和存储的基本单位，又称为字(WORD).区(AREA)区是相同类型通道的集合。PLC中一般有数据区、定时/计数器区、内部继电器区等。

三PLC的软件系统1系统程序用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。2用户程序3编程语言语句表语言梯形图语言顺序功能表图（SFC）功能块图（FBD）结构文本（ST）四PLC的扩展构成A）近程扩展方式B）远程扩展方式C）连网方式五PLC的工作方式输入映象寄存器输出映象寄存器TH接触器PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区，当PLC的CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入信号的状态，进行相应的操作。当CPU执行完第一个操作后，将操作结果送到输出映像区，然后再执行第二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中，PLC并不读取输入信号的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的第一条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。扫描时间是指PLC两次执行用户程序之间的时间间隔，又称为扫描周期或循环周期。PLC的扫描周期和用户程序的长短与系统构成有关，用户程序越短、系统构成越简单，扫描周期越短。PLC的扫描周期一般在10ms级，这样普通输入点的信号频率应不大于50HZ（在使用时一般在10HZ以下）。作业：补充题

授课内容第六章CP1H第一讲目的要求要求学生掌握CP1H的系统构成、继电器区、基本指令。重点难点难点是继电器区、基本指令。课型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第六章CP1H第一讲一、CP1H系统构成二、CP1H的继电器区和数据区三、CP1H的基本指令课堂小结作业、思考6-1,2课后小结山东建筑大学备课纸第六章CP1H第一讲一、CP1H系统构成CP1H共有4种主机:C点(6/4)、20点(12/8)、30(18/12)点、40(24/16)点。CP1H系列PLC的I/O扩展单元有三种类型，七种规格。二、CP1H的继电器区和数据区.内部继电器区(IR)(000CH~019CH;200CH~231CH)CP1H的输入继电器区为000〜009通道，共10个通道。CP1H的位号用5位数字表示，前三位数字表示通道号，后两位数字表示位号。例如：00314表示003通道的14位。CP1H的输出继电器区为010〜019通道，共10个通道。CP1H的内部辅助继电器区为200〜231通道，内部辅助继电器不能直接驱动外部设备，它可以由PLC中各种继电器的触点驱动，供编程使用。由于I/O继电器区中未被使用的通道也可作为内部辅助继电器使用，所以1/O继电器区与内部辅助继电器一般统称IR区。.特殊辅助继电器(SR)(232CH〜255cH)特殊辅助继电器区(SR)主要供系统使用，用来存储PLC系统有关标志。3,保持继电器(HR)(HR00CH~HR19CH)保持继电器区共有HR00-HR19的20个通道，通道编号前要冠以HR字样。当电源中断时，保持继电器能保持原来的状态，即具有掉电保护的功能。如果某些控制对象需要保存掉电前的状态，以使在PCL恢复工作时再现这些状态，这时就要使用保持继电器。该继电器区断电保持功能有两种情况：其一，以通道为单位使用时(数据保持)。其二，以位为单位与KEEP指令配合使用或作成自保持电路时。4,暂存继电器(TR) (位TR0〜TR7)CP1H有8个暂存继电器(TR0~TR7位)暂存继电器常用于暂存复杂梯形图中分支点的ON/OFF状态，，在同一程序段内不得重复使用相同的继电器号。使用暂存继电器时必须在继电器号之前冠以“TR”如TRO、TR1等。.定时器/计数器(TC)(TC000-TC127)

该区总共有128个定时器/计数器，编号范围为000〜127。定时器/计数器又各分为2种，即普通定时器TIM和高速定时器TIMH,普通计数器CNT和可逆计数器CNTR.定时器/计数器统一编号(称为TC号)，一个TC号既可分配给定时器，又可分配给计数器，但所有定时器或计数器的TC号不能重复。定时器无断电保持功能，电源断电时定时器复位。计数器有断电保持功能。.数据存储区(DM) (DM0000CH〜DM1023QM6144〜DM6655cH)(1)数据存储器区只能以通道为单位使用，不能以位为单位使用。(2)DM0000〜DM0999、DM1022〜DM1023为程序可读写区，用户程序可自由读写其内容。(3)DM6144〜DM6599为只读存储区，用户程序可以读出但不能用程序改写其内容，利用编程器可预先写入数据内容。(4)DM6600-DM6655称为系统设定区，用来设定各种系统参数。通道中的数据不能用程序写入，只能用编程器写入。(5)数据存储器区DM有掉电保持功能。.辅助记忆继电器(AR00CH〜AR15CH).链接继电器(LR00CH〜LR15CH)三、CP1H的基本指令1：LD 取指令2： LDNOT 取反指令3：AND 与指令4： ANDNOT 与反指令5：OUT 输出指令6： OUTNOT 输反指令7：OR 或指令8； ORNOT 或反指令9： ANDLD 块与指令10： ORLD 块或指令11：END(01) 结束指令例：3组抢答器设计，智力竞赛，分3组，每组有一个抢答按纽(SB1-SB3)一个指示灯(HL1〜HL3),主持人有一个抢答开始按钮(SK),一个复位按钮(SF)«要求：主持人按下开始按钮后可以抢答，任一组先按下抢答按钮后其指示灯亮，其余组再按无效。主持人按下复位按钮后灯灭。用PLC编程实现以上要求。解：1、输入输出分配：输入：SK 00000SF 00004SB100001SB200002SB300003输出：HL1-HL301001~010032、设计如图0,0?。 00004 20000开始（自保）―II C_>20000OOOO1 01002O1003 20000O1OO1TI- 1I CO。1oo100002 II O1O01 L孑O100320000 II O1002 f'A11 II O1002 II II00003 II 01002 O1OO1 |■七20000 II O1003 r—IIIIO1003作业：6-1,2授课内容第六章CP1H第二讲目的要求要求学生掌握CP1H的程序控制指令、定时器/计数器指令。重点难点难点是分支、跳转指令；定时器/计数器指令。课型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第六章CP1H第二讲三、程序控制指令四、定时器/计数器指令课堂小结作业、思考6-4,5课后小结山东建筑大学备课纸第六章CP1H第二讲三、程序控制指令.结束指令END(01)有分段执行程序的功能。.空操作指令NOP(00).分支/分支结束指令IL(02)/ILC(03)使用IL/ILC指令时应注意：(1)不论IL的输入条件是ON还是OFF,CPU都要对IL/ILC之间的程序段进行扫描。(2)如果IL的执行条件为OFF,则位于IL和1LC之间的程序段不执行，此时IL和ILC之间各内部器件的状态如下：所有OUT和OUTNOT指令的输出位为OFF；所有定时器都复位；KEEP指令的操作位、计数器、移位寄存器以及SET和RESET指令的操作位都保持IL为OFF以前的状态。(3)IL和ILC指令可以成对使用，也可以多个IL指令配一个1LC指令，但不准嵌套使用，如IL—ILMLC-ILC。梯形图 指令表 H000C0LD 00000：：|工।工. _(XJ001 OKXJO IL11 r序图kII 。 LD 00001Ol ID0002 OUT 01000II I岫-I LD 00002OICOO (XJOOJ 01001 ILIILn—LD 00003加蚁 I—1OUT 010011[7砥两| ILC 砌——'rw*、 LD 00005(XJOud 8002 nipni|| OUT 01002 UIWI；L,|1Li ।i-I 1~~L.跳转/跳转结束指令JMP(04)/JME(05)使用JMP和JME指令时应注意以下几点：(1)发生跳转时，JMP和JME之间的程序不执行，且不占用扫描时间。(2)发生跳转时JMP和JME之间的所有继电器、定时器、计数器均保持跳转前的状态不变。(3)对同一个跳转号N,JMP/JME只能在程序中使用一次。但当N取0。时,JMP00/JME00可以在程序中多次使用。(4)跳转指令可以嵌套使用，但必须是不同跳转号的嵌套，如JMP00—JMP01—JME01-JME00等。00000—1I 1,W(04)00ILD 00000I—1、/ LD 00001 |_00007 OUT 01000一| 1JMP((M)OO|LD 00002 30—11;i1L100003 01001川口 00 00002 I-—II LD 000031 1iL1OUT01001 00003 1 I I JME 00 rtimi L-U L-i-II ।IIiiLIl-l_LD 0000500005 01002 OUT 01002HI O四、定时器/计数器指令.定时器指令T1M当定时器输入条件变为ON时，定时器开始计时，当前值PV每隔0.1s减1,当PV变为0时，定时器输出为ON,并自保ON直至定时器输入条件变为OFF,当定时器输入条件变为OFF或电源断电时，定时器复位，当前值PV恢复为设定值SV,定时器触点OFF。BCD码与间接寻址BCD码：指每位十进制数用4位二进制数编码表示的方法。例如4567的BCD码是:0100010101100111,间接寻址：*DM。CP1H的许多指令都可使用DM的间接寻址，当使用间接寻址*DM时，实际数据是指由*DM地址中的数据所决定的DM的地址内的内容。如：DM0100内的数据为0321,DM0321中的数据为0050,则当设定值为*DM0100时，其实际值为50。应当注意的是使用间接寻址时，*DM地址中的数据大小不应超出DM数据区的地址范围(DM0000〜DM1023、DM6144〜DM6655),否则会出错。.计数器指令CNT当计数脉冲(CP)从OFF变ON时，CNT减1计数，即执行条件CP从OFF变ON一次，当前值PV将减1,当PV为0时，计数器输出为ON并保持，直到复位端R从OFF变ON时，当前值PV被复位为设定值SV,计数器输出为OFF。R端为ON时不计数，R为OFF时CP才起作用。记数过程中电源断电时，当前值PV保持。使用定时器/计数器时应注意以下几点：(1)定时器和计数器同在一个TC区，它们共同使用编号000〜127,所以在同一程序中它们的编号不能而复使用。(2)当SV为通道时(通道内数据必须是BCD码)，改变通道内的数据，其设定值即改变。也可以通过外部设备来改变其设定值。(3)定时器没有掉电保持功能，计数器有掉电保持功能。(4)当扫描周期Ts>0.1s时，定时器TIM会不准确。TIM的定时时间最长为999.9s,若需要更长的定时时间，可采用定时器级连或内部时钟加计数器的方法。

00001—|I——TIM00001—|I——TIM000*90007IM000TTIM

001*9000TI——II~~ICN712700001UM001 01001CNT127 01001—pf #1800UM001 01001CNT127 01001(6)CNT的最大记数值为9999,(6)CNT的最大记数值为9999,可用记数器级连的方法获得更大的记数值。记数器级连后，记数值为级连记数器的记数值之积。00001CNF1270NT

127

#0500LDLDORCNTLDLDCNT00001CNT12700002127#0300CNT12700002126#0100(7)利用两个定时器可获得任意占空比时钟。.高速定时器指令TIMH(15)和TIM一样都是减1定时器，只是时间度量单位不同，因而计时范围不同。若扫描周期Ts>0.01s时T1MH不能执行。.可逆计数器指令CNTR(12)双向的加1/减1可逆计数器指令。II为增量输入，每给一个脉冲(由OFF变为ON)当前值PV力口1。DI为减量输入，每给一个脉冲PV值减1,当II和DI同时为ON时，PV值不变，当II和DI从ON变为OFF时PV值不变。R为ON时复位，当前值PV变为0。应当注意的是CNTR在以下情况输出为ON：1、初始状态时CNTR的当前值PV=0,当加1记数至当前值PV=设定值SV时，II端又输入一个脉冲，PV值变为0,CNTR输出为ON,若H端再来一个脉冲，PV值为1,CNTR输出由ON变为OFF。2、当减1计数时•，CNTR的当前值PV=0时，DI端又输入一个脉冲，PV值变为SV,CNTR输出为ON,若DI端再来一个脉冲，PV=SV-1,CNTR输出由ON变为OFF。作业6—4,5

授课内容第六章CP1H第三讲目的要求要求学生掌握CP1H的保持、微分、数据处理指令的应用。重点难点难点是微分、数据收集和分配指令。课型授课计划学时2 课前准备板书设计1(多媒体提纲)第六章CP1H第三讲五、置位复位指令SET/RSET六、保持继电器指令KEEP(11)七、微分指令DIFU(13)/DIFD(14)八、暂存器TR例6-1九、PLC编程时应注意的问题第三节CP1H的数据比较与传送指令一、数据比较指令.单字比较指令CMP(20)例6-2.双字比较指令CMPL(60)3,块比较指令BCMP(68)/3BCMP(68).表比较指令TCMP(85)/8TCMP(85)二、数据传送指令.单字长传送指令MOV(21)/SMOV(21).单字长取反传送指令MVN(22)/3MVN(22)3,块传送指令XFER(70)/3XFER(70)4,块设置指令BSET(71)/SJBSET(71).位传送指令MOVB(82)/9M0VB(82).数字传送指令MOVD(83)/0MOVD(83).数据交换指令XCHG(73)/3XCHG(73).单字分配指令DIST(80)/0DIST(80).数据收集指令COLL(81)/3C0LL(81)例6-3课堂小结作业、思考6-1,296课后小结山东建筑大学备课纸00001\| KFFP(11)00002七、微分指令DIFU(13)00001\| KFFP(11)00002七、微分指令DIFU(13)/DIFD(14)第六章CP1H第三讲五、置位复位指令SET/RSET当条件为ON时对B进行置位(ON)/复位(OFF)操作。六、保持继电器指令KEEP(11)相当于一个锁存继电器，S端为ON时，B被置位(ON),R端为ON时，B被复位(OFF),S、R端同为ON时，B为OFF。B为HR区继电器时有掉电保护功能。00001_n I00002_； |"LI20000_l 1一八、暂存器TR它只是把当前结果寄存器R的值存入暂存器TR中。它必须与LD及OUT配合使用，多用于有几个分支的输出。例6-1解：(1)输入输出分配。由题目要求可知该任务中有三个输入信号，三个输出信号，地址分配如下：输入信号：启动00000暂停00001停止00002TOC\o"1-5"\h\z输出信号：灯1 01001灯2 01002灯3 01003(2)动作过程分析。灯1〜3按周期为6秒，节拍为1秒的循环工作。其中灯1为循环开始的0〜3秒之间亮；灯2为1〜4秒之间亮；灯3为2〜5秒之间亮。(3)程序设计。如图6-16,我们用计时时间分别为1〜6秒的6个定时器TIM000〜TIM005构成周期为6秒，节拍为1秒的循环，并用其输出触点控制灯1〜3的通电和断电时间来完成动作过程。暂停的实现可以利用跳转指令JMP和JME的特性”发生跳转时JMP和JME之间的所有继电器、定时器、计数器均保持跳转前的状态不变”来实现。九、PLC编程时应注意的问题.输出或指令(如定时器、记数器等)一般不能直接与左母线相连，其前面至少有一个触点。.同一个位，作为触点在程序中可以无限次的使用，但作为输出则只能使用一次。.因为桥式电路在PLC中无法编程，应将其按逻辑关系等效成非桥式电路。.复杂部分应尽量放于梯形图的左上角，这样会简化指令表的编程。第三节CP1H的数据比较与传送指令一、数据比较指令.单字比较指令CMP(20)在执行条件为ON时将S1和S2进行比较，并将比较结果送到各标志位。OCQO, H1rvmCQC力0400—|加(20)II—030#326025506 0100125506 C1002HI O25507 01003.双字比较指令CMPL(60)当执行条件为ON时，将Sl+1、S1两个通道的内容与S2+1、S2两个通道的内容进行比较，其中Sl+1、S1两个通道的内容为一个8位十进制数，S1+1通道为高4位，S1通道为低4位；S2+1、S2两个通道的内容为一个8位十进制数,S2+1通道为高4位，S2通道为低4位。.块比较指令BCMP(68)/@BCMP(68)比较块分16个区域，每个区域由两个通道组成，一个通道存下限数据，另一个通道存上限数据。在BCMP的执行条件为ON时，将比较数S与比较块的每一个区域进行比较，若S处在某个区域中，则比较结果通道D中与该区域对应的位为ON,D的对应位如下：TWSWT+l D的bitOO位为ON。T+2WSWT+3 D的bitOl位为ON。TOC\o"1-5"\h\zT+28WSWT+29 D的bitl4位为ON。T+30WS<T+31 D的bitl5位为ON。指令助记符前加@标记为微分型指令，CP1H系列PLC的大多数指令都有非微分型和微分型两种。它们的区别为：非微分型指令只要执行条件为ON,则每个循环周期都要执行一次；而微分型指令仅仅在执行条件由OFF变为ON时执行一次。.表比较指令TCMP(85)/@TCMP(85)比较表T共16个通道。在TCMP的执行条件为ON时，将数据S与比较表中的数据进行比较，若S与比较表中某个通道的数据相同，则比较结果通道D中与该通道对应的位为ON,对应关系如下：

D=T D的bitOO位为ON；D=T+1 D的bitOl位为ON；1 11 11 1D=T+14D的bitl4位为ON；D=T+15 D的bitl5位为ON。二、数据传送指令.单字长传送指令MOV(21)/@MOV(21)将源数据S传送到目的通道D中。.单字长取反传送指令MVN(22)/@MVN(22)将源数据S按位取反后传送到目的通道D中。例如，源数据S为DM0001(内容为#1234),目的通道D为DM0002,则执行MVN指令后DM0002的内容为#EDCB。.块传送指令XFER(70)/@XFER(70)将以S为首的N个连续通道中的数据对应传送到另外以D为首的N个连续通道中去。传送指定数目的连续通道.DI to 通道一： t0S+(N-1)| IJD*(N-1)I 14,块设置指令BSET(71)/@BSET(71)将原数据S传送到从D1到D2的所有通道中去，BSET指令常用于对某一区域清零。注意，MOV指令和BSET指令的区别在于：(1)执行一次MOV指令，只能向一个通道传送一个字；而执行一次BSET指令，可以向多个通道传送同一个字。(2)当用通道作为TIM/CNT设定值时，JUMOV和BSET指令都可以通过改变通道内的数据而改变TIM/CNT的设定值。但使用BSET指令还可以改变TIM/CNT的当前值，而MOV指令却不能，因为MOV指令不能向TC区传送数据。.位传送指令MOVB(82)/@MOVB(82)根据C的内容，将S中指定的某一位传送到D的指定位中。C的bitOO〜bitO7位指定S中的位号，bitO8〜bitl5位指定D中的位号。.数字传送指令MOVD(83)/@MOVD(83)根据C的内容，将S中指定位的数字传送到D的指定位中，控制字C的含义如图，例如，若S为#1234,C为0133,D为DM0001则MOVD执行后DM0001的内容为#3412。

.数据交换指令XCHG(73)/@XCHG(73)将D1与D2的内容进行交换。.单字分配指令DIST(80)/@DIST(80)功能1：单字分配，当控制字C的bitl2〜15位不是9时,C指定一个偏移量，DIST指令将S的内容送到D+C通道中，这里D为通道号。要求D通道和D+C通道必须在同一数据区。功能2：堆栈进栈操作，当控制字C的bitl2〜15位为9时，DIST指令被用于堆栈进枝操作，C中除高位9外的低三位数(000〜999)指定堆栈通道数，D的内容为堆栈指针，通道D〜D+堆栈通道数构成堆栈区，DIST指令将S通道内容复制到D+堆栈指针+1通道，然后堆栈指针加lo.数据收集指令COLL(81)/@COLL(81)功能1：数据收集，当控制字C的bitl2〜15位为0〜7时，COLL指令用于数据收集，C指定一个偏移量，COLL指令拷贝S+C通道的内容到D,S和S+C必须是同一数据区。功能2：堆栈出栈操作，当控制字C的bitl2〜15位为9时，COLL指令用于先入先出堆栈出枝操作，C的低三位数指定堆栈通道数(000〜999),S的内容作堆栈指针。当执行条件为ON时，COLL指令将S十1通道的数据(堆栈中进入的第一个值)移到目标字D中，把堆栈中的每一字向下(标号较小的方向)移动一个地址，然后堆栈指针S内容减1。当C的bitl2〜15位为8时，COLL执行后入先出堆栈出栈操作，C的低三位数指定堆栈通道数(000〜999),S的内容作堆栈指针，当执行条件为ON时，COLL指令拷贝(S+堆栈指针)通道的内容到D通道，然后堆栈指针(S通道的内容)减lo例6-3(1)对操作区清零。(2)进栈操作。因为原堆栈指针(DM0000)=0,此操作将立即数#1234-DM0001。堆栈指针(DM0000)=0+1=1.(3)进栈操作。因为原堆栈指针(DM0000)=1,此操作将立即数#5678-DM0002。堆栈指针(DM0000)=1+1=2。(4)进栈操作。因为原堆栈指针(DM0000)=2,此操作将立即数#9000-DM0003。堆栈指针(DM0000)=2+1=3。(5)先入先出堆栈出栈操作。DMOOOlfTIM000,DM0002—DM0001,DM0003-DM0002,DM0004-DM0003,则TIM000的当前值变为#1234。堆栈指针(DM0000)=3-1=2,(6)后入先出堆栈出栈操作。DM0002fCNT127,则CNT127的当前值变为#9000。堆栈指针(DM0000)=2-l=lo作业6—1,2,6

授课内容第六章CP1H第四讲目的要求要求学生掌握CP1H的数据移位与转换指令的应用。重点难点难点是移位和译码指令.课型授课计划学时2 课前准备板书设计1(多媒体提纲)第六章CP1H第四讲第四节CP1H的数据移位与转换指令一、CP1H的数据移位指令.移位寄存器指令SFT(10).可逆移位寄存器指令SFTR(84)/fflSFTR(84).字移位指令WSFT(16)/aWSFT(16).异步移位寄存器指令ASFT(17)/0ASFT(17).1位数字左移位指令SLD(74)/0SLD(74).1位数字右移位指令SRD(75)/0SLD(75).算术左移位指令ASL(25)/fflASL(25).算术右移位指令ASR(26)/9ASR(26).循环左移位指令ROL(27)/3ROL(27).循环右移位指令ROR(27)/0ROR(27)二、CP1H的数据转换指令.BCD码一二进制数转换指令BIN(23)/&BIN(23).二进制数-BCD码转换指令BCD(24)/0BCD(24).译码指令MLPX(76)/0MLPX(76).编码指令DMPX(77)/SJDMPX(77).七段译码指令SDEC(78)/fflSDEC(78).ASCII码转换指令ASC(86)/@ASC(86)课堂小结作业、思考6-5,6,9课后小结山东建筑大学备课纸第六章CP1H第四讲第四节CP1H的数据移位与转换指令一、CP1H的数据移位指令.移位寄存器指令SFT(10)功能：当复位端R为OFF时，在SP移位脉冲输入端的每个移位脉冲的上升沿时刻，D1到D2通道中的所有数据按位依次左移一位。D2通道中数据的最高位溢出丢失，IN端的数据则移进D1通道中的最低位；当复位端R为ON时，D1到D2所有通道均复位为零，SP移位脉冲不起作用。.可逆移位寄存器指令SFTR(84)/@SFTR(84)功能：SFTR指令在控制通道C的控制下执行。控制通道C的作用为：bitOO〜bit”位不使用：bitl2位控制移位方向，1为左移(低一高)，0为右移(高一低)；bitl3位是数据输入端；bitl4位是移位脉冲输入端；bitl5位是复位端。SFTR指令执行条件为ON时，则(1)若控制通道C的bitl5位(复位端)为1,D1到D2通道中的所有数据及进位位CY(25504)全部清为0,且不接收输入数据。(2)控制通道C的bitl5为0时，在移位脉冲bitl4位的作用下，根据C的bit12位的状态进行左移或右移。左移：从D1到D2通道的所有数据，每个移位脉冲依次左移一位,C的bit13的数据移入开始通道D1的最低位中，结束通道D2的最高位数据移入进位位CY中。右移：从D1到D2通道的所有数据，每个移位脉冲依次右移一位，C的bitl3的数据移入结束通道D2的最高位中，开始通道D1的最低位的数据移入进位位CY中。SFTR指令执行条件为OFF时，停止移位，此时复位信号(C的bit15)若为1,D1到D2通道中的数据及进位位CY保持原状态不变。.字移位指令WSFT(16)/@WSFT(16)功能：每执行一次WSFT指令，D1到D2通道的数据以字为单位左移一位。0000进入DI,D2的数据溢出。.异步移位寄存器指令ASFT(17)/@ASFT(17)功能：由D1到D2之间的通道组成移位寄存器。控制字C的作用为：bitOO〜bitl2位不使用；bitl3位控制移位方向，1为上移(低f高)，0为下移；bitl4位控制是否允许移位，1为允许，0为不允许：bitl5位为复位位，1为复位，D1到D2之间的通道清0,bitl5位为0时正常操作。当执行条件为ON时，每执