可编程控制器技术.docx
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可编程控制器技术
《可变程序控制器技术及应用》自学指导书
一、课程名称：
可变程序控制器技术及应用
二、自学学时：
90课时
三、教材名称：
《可变程序控制器技术及应用》，戴一平主编，机械工业出版社
四、参考资料：
1、《可编程序控制器及其应用》，殷建国主编，机械工业出版社2、《电气控制与可编程序控制器》，黄净主编，机械工业出版社
五、课程简介：
可编程序控制器（PLC）是集计算机技术、自动控制技术和通信技术与一体的高新技术产品，因其具有功能完备、可靠性高、使用灵活方便的优点，已成为工业及各相关领域中发展较快、应用最广的控制装置。
PLC技术已成为现代控制技术的重要支柱之一。
通过这门课的学习，我们要获得各种电气元器件和电气设计线路过程与可变程序控制器的基础知识，对可变程序控制器控制系统有一个完整的概念，会用PLC改造并设计一些简单的电气控制线路。
并能增强工作的适应性，有助于在一专的基础上发展才能。
六、考核方式：
闭卷考试
七、自学内容指导：
第一章：
可编程控制器的构成及工作原理
1、本章内容概述：
本章在介绍PLC的发展、流派、特点、基本构成等概况的同时，着重介绍PLC的等效电路、工作用原理以及技术规格与区别。
2、自学学时安排：
12学时
3、知识点：
A、PLC的发展历程及流派：
（一般掌握）。
P1——P3
B、PLC的发展趋势、主要优点、应用（一般掌握）。
P3——P5
C、PLC的等效电路、工作用原理以及技术规格与区别（重点掌握）。
P6
4、难点：
（1）PLC的等效电路。
（2）plc工作用原理。
5、章节同步习题（客观题）：
1）、填空题：
1、可编程控制器，其英文名字为ProgrammableLogicController,简称为PLC。
它是一种新型的控制器件,集技术、技术于一体，在取代继电器控制系统、实现多种设备的自动控制。
2、PLC的发展趋势朝着：
、、多功能、小型化、控制与管理功能一体化、编程语言向高层次发展。
3、PLC梯形图和继电器控制电路的符号基本类似，基本相同，所反映的、关系也基本一致。
但应指出的是，两者有多处不同点。
4、PLC的基本组成可分为两大部分：
和。
5、PLC一次扫描的过程，包括公共处理、、扫描周期计算处理、、外设端口服务共五个阶段，其所需称为一个工作周期（或扫描周期）。
6、PLC按I/O总点数分类通常可分为、、三种。
7、PLC按组成结构分类可分为、两类。
8、PLC在进入扫描前的初始化，主要是将、、特殊辅助、辅助记忆继电器区域，并完成定时器预置，识别扩展单元等任务，以保证它们在进入循环扫描后，能完全正确无误的工作。
2）、单选题：
1、1、从第一台PLC诞生至今，PLC大致经历了（）更新换代。
A、1次B、2次
C、3次D、4次
2、PLC的应用于（）。
A、逻辑控制B、位置控制
C、过程控制D、以上都是
3、PLC在程序执行阶段，CPU按（）的顺序对每条指令进行解释、执行。
A、从左向右、自上而下B、从左向右、自下而上
C、从右向左、自上而下D、从右向左、自下而上
6、课后作业题：
1、PLC可粗略分为几种流派，他们各有什么特征?
P2——P3
2、画出PLC的基本构成框图。
P6
3、画出PLC的等效电路，并说明它与继电器控制电路最大区别。
P6——P7
4按结构分，PLC共有几种？
它们各有什么优缺点?
P13
第二章：
可编程控制器的硬件系统
1、本章内容概述：
本章主要介绍PLC的硬件系统，如中央处理器（PUC）、储存器、电源、基本I/O单元、扩展设备、机型和产品规格等。
2、自学学时安排：
10学时
3、知识点：
A、系统的硬件配置。
（一般掌握）P15
B、基本I/O单元。
（一般掌握）P19
C、开关输出模块的输出形式（重点掌握）p21
D、特殊扩展设备。
（一般掌握）P23——25
4、难点：
（1）特殊扩展设备。
（2）CPM1A型PLC功能。
5、章节同步习题（客观题）：
1）、填空题：
1、是PLC系统的最小配置，在整体式中也称为。
2、开关量输出模块的输出形式有三种，分别是：
、
和。
2）单选题：
1、扩展设备包括（）扩展单元和（）扩展单元。
A、进程、远程B基本、特殊
C、长、短D、以上都是
2、下面不是编程器功能的是（）。
A、检查功能B、监视功能
C、扩展功能D、编辑功能
3、可编程序控制器的工作过程是（）。
A、输入采样阶段
输出刷新阶段
程序执行阶段
B、程序执行阶段
输入采样阶段
输出刷新阶段
C、输入采样阶段
程序执行阶段
输出刷新阶段
D、程序执行阶段
输出刷新阶段
输入采样阶段
6、课后作业题：
1、PLC基本单元有哪几部分组成？
他们的作用各是什么？
P15——p17
2、PLC的储存有几类？
分别存放什么信息？
p16
3、PLC的输入的模块有几种？
各种输入的方式的作用和特点各是什么？
p19
4、继电器、晶闸管、晶体管输出各具有什么特点？
p21——p22
5、PLC有几种输出类型？
各有什么特点？
各使用什么场合?
6、一台CPM1A基本单元可编程控制器最多可接入多少个输入信号？
最多可带多少个负载？
p26——p30
第三章：
可编程控制器的指令系统
1、本章内容概述：
本章仍以CPM1A系列可编程控制器为例，详细介绍PLC的指令系统和采用梯形图或指令表的编程方式。
至于其他类似逻辑电路结构的控制系统流程图，类似于逻辑函数式的布尔表达式等编程语言，因篇幅有限，不作介绍。
2、自学学时安排：
24学时
3、知识点：
A、编程基础。
（重点掌握）。
P36——P40
B、基本指令系统。
（重点掌握）。
P41——p51
C、常用的单元程序。
（重点掌握）。
P52——p60
D、应用指令系统。
（一般掌握）。
P60——p73
4、难点：
（1）常用的单元程序。
（2）、应用指令系统。
5、章节同步习题。
1）、填空题：
1、根据绘制的功能图来设计PLC梯形图程序的方法，即。
2、CPM1A的数据设定功能有两个，一是模拟电位器设定功能，二是设定功能。
2）、单择题：
在PLC的编程语言中其中LAD、STL和SFC分别表示（）。
A、梯形图、指令表、顺序功能流程图
B、指令表、顺序功能流程图、梯形图
C、梯形图、顺序功能流程图、指令表
D、顺序功能流程图、梯形图、指令表
6、课后作业题：
1、PLC常用的编程语言有哪几种？
p36
2、CPM1A中软元件的编号有何规律？
p37
3、CPM1A中单个定时器最大定时时间是多长？
p40
4、设计一计数器，其计数次数为50000次。
5、设计四地控制的十字路灯的电路。
6、16只四色节日彩灯按红、绿、黄、白。
顺序循环布置，通过一个方式开关选择点亮方法，要求：
，
（1）每次只点亮1只灯泡，每秒顺序移动1个灯位；
（2）每次点亮四个灯泡，每秒顺序移动4个灯位。
试设计控制顺序
第四章:
CPM1A的功能和特殊功能单元
1、本章内容概述：
在第二章中，已对CPM1A的模拟电位器设定、输入时间常数设定、外部输入中断、快速响应输入、间隔定时中断、高速计数器、脉冲数出、通讯等功能和外接模拟量I/O，我温度传感器单元、CompoBusI/O单元做了简单的介绍，本章将对这些功能和特殊功能单元的使用作详细的叙述。
2、自学学时安排：
8学时
3、知识点：
A、数据设定功能。
（一般掌握）。
P74
B、中断控制功能。
（一般掌握）。
P75——p81
C、高速计数功能、快速响应功能、脉冲输出功能、通信功能。
（了解）P81——p91
4、难点：
（1）中断控制功能。
（2）通信功能。
5、课后作业题：
1、怎样使用外部中断？
p78
2、CPM1A的间隔定时器有哪两种工作方式？
p79
第五章：
可编程控制器控制系统的硬件设计
本章主要介绍PLC控制系统的硬件设计，它包括PLC控制系统的设计步骤、PLC选型、系统硬件设计方案、PLC输入/输出电路设计、系统供电及接地设计等。
2、自学学时安排：
10学时
3、知识点：
A、控制系统的设计步骤和PLC选型。
（重点掌握）P98——P101
B、系统硬件的设计方案。
（一般掌握）P102——P106
C、PLC输入/输出电路的设计。
（重点掌握）。
P106——P111
D、系统供电及接地设计。
（一般掌握）P111——P114
4、难点：
（1）控制系统的设计步骤和PLC选型。
（2）系统硬件的设计方案。
5、章节同步习题：
填空题：
1、在改造老式设备或设计新控制系统时，设计一个以可编程控制器为核心的控制系统，必须要考虑三个问题：
一是的正常运行；二是的资金投入；三是在满足可靠性和经济性的前提下，应具有一定的。
2、由PLC构成的控制系统可分为和系统。
6、课后作业题：
1、简述控制系统的设计步骤，你认为那几部最重要？
p98——p99
2、简述可编程控制器系统硬件设计的原则和内容。
P102——p106
3、系统硬件设计的依据是什么？
p104
4、PIC选型的主要依据是什么？
p100——p101
5、完整的系统硬件设计文件一般应有哪些内容？
p105——106
第六章：
可编程控制器控制系统的软件设计
1、本章内容概述：
本章简要介绍可编程控制器控制系统软件设计的基本要去、原则方法，介绍软件设计的内容、程序设计的一般步骤，并以在工业控制系统中应用最为广泛的顺序控制为例，进行详细分析，以求通过本章的学习，基本学会控制程序的编写。
2、自学学时安排：
18学时
3、知识点：
A、软件设计概述。
（重点掌握）P115——P118
B、顺序控制基本功能模块及编程。
（重点掌握）P118——P126
C、顺序控制的程序设计实例。
（重点掌握）P126——P134
D、信号处理及程序设计。
（一般掌握）P134——P138
4、难点：
（1）、软件的设计。
（2）、程序设计。
5、课后作业题：
1、简述软件设计的基本要求。
2、简述课本程序控制器系统软件设计的原则和内容。
3、软件设计的内容有哪些？
4、简述程序设计的一般步骤。
5、设计控制三台电动机M1、M2、M2的顺序启动和停止的程序，控制要求是：
发出启动信号1s后M1启动，M1运行4s后M2启动，M2运行2s后M3启动。
发出停止信号1s后M3停止，M3停止2s后M2停止，M2停止4s后M1停止。
6、某磨床的冷却液滤清输送系统由三台电动机M1、M2、M3驱动。
在控制上应满足下列要求：
（1）、M1、M2同时启动；
（2）、M1、M2启动后，M3才能启动；
（3）、停止时，M3先停，隔2s后，M1和M2才同时停止。
7、利用PLC实现下列控制要求，分别设计出其梯形图。
1）、电动机M1启动后，M2才能启动，M2可单独停机。
2）、电动机M1启动后，M2才能启动，且M2能实现点动。
3）、电动机M1启动后，经过一定延时，M2自行启动。
4）、电动机M1启动后，经过一定延时，M2自行启动，同时M1停机。
5）、电动机M1启动后，经过一定延时，M2才能启动，M2启动后，经过一定延时，M1自动停机。
8、设计一个十字路口交通指挥灯指挥控制系统，具体要求是：
1）、白天南北红灯亮、东西绿灯亮—→延时—→南北红灯亮、东西黄灯亮—→南北绿灯亮、东西红灯亮……交替循环工作；2）、晚上四面黄灯闪亮；3）、紧急情况时，四面红灯亮。
各工作方式可用开关切换。
第七章：
可编程控制器的应用
1、本章内容概述：
本章举一些可编程控制器实际应用的例子，供读者参考
2、自学学时安排：
4学时
3、知识点：
A、基本的电气控制（一般掌握）。
P141——P147
B、HZC3基本的电气控制、PLC对HZC3Z型轴承专用车床的控制、PLC对软启动器的控制、模拟量控制的应用以及PLC控制系统的安装、调试与维护。
（一般掌握）P147——P168
C、设备的改造过程（重点掌握）。
P151——P156
4、难点：
（1）设备的改造过程。
（2）、PLC对软启动器的控制、模拟量控制的应用。
5、章节同步习题：
1）、填空题：
对于各种开关量控制系统，一般可分为按和按的两条基本控制原则。
2）、单择题：
用PLC构成的控制系统有自动、（）和手动四种运行方式。
A、半自动、单周B、半自动、单步、
C、单周、单步D、双步、双周
3）程序设计：
小题一、用PLC改造双速交流异步电动机自动控制线路：
要求：
使用OMRONCPM1A系列可编程序控制器；设计主电路、I/O地址分配表、I/O接线图、梯形图、指令表；采用基本指令的编程方法，程序设计为半自动控制。
小题二、用PLC改造异步电动机星——三角降压启动自动控制线路。
要求：
使用OMRONCPM1A系列可编程序控制器；设计主电路、I/O地址分配表、I/O接线图、形图、指令表；采用基本指令的编程方法，程序设计为半自动控制。
6、课后作业题：
看书、复习
第八章：
可编程控制器网络
1、本章内容概述：
本章主要介绍PLC网络通信相关基础知识，概括PLC网络典型代表A-B、西门子、OMRON的PLC网络，通过实例阐述PLC网络的应用。
2、自学学时安排：
4学时
3、知识点：
A、PLC网络通信的基础知识（一般掌握）。
P169——P182
B、典型PLC网络、PLC网络在自动化立体仓库中的应用（了解）。
P182——P199
4、难点：
PLC网络在自动化立体仓库中的应用
5、章节同步习题：
单选题：
1、通信接口的标准有（）。
A、RS——232CB、RS——422A
C、RS——485D、以上都是
2、通信网络中的数据传输形式基本上可分为两种即（）。
A、单工传输和双工传输B、单工传输和频带传输
C、基带传输和频带传输D、基带传输和双工传输
6、课后作业：
看书、复习
附录：
章节同步习题参考答案
第一章：
可编程控制器的构成及工作原理
1）、填空题：
1、微电子、计算机；
2、网络化、高可靠性
3、结构形式、输入、输出逻辑
4、硬件系统、软件系统
5、执行程序、I/O刷新、时间
6、小型、中型、大型
7、整体类、模块式
8、输入/输出、内部辅助、清零
2）、选题：
1、D；2、D；3、A；
第二章：
可编程控制器的硬件系统
1）、填空题：
1、基本单元、CPU单元
2、继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出
2）、选择题：
1、B；2、C；3、C；
第三章：
可编程控制器的指令系统
1）、填空题：
1、编辑方式
2、模拟电位器、输入时间常数
2）、选择题：
A
第五章：
可编程控制器控制系统的硬件设计
填空题：
1、保证设备、合理有效、先进性
2、集中控制系统、分布式控制
第七章：
可编程控制器的应用
1）、填空题：
联锁控制、变化控制
2）、选择题：
B
3）、程序设计题：
小题一、用PLC改造双速交流异步电动机自动控制线路：
设计如下：
5、指令表
0、LD00000
1、OUT20000
2、LD00001
3、OR01000
4、ANDNOT20000
5、ANDNOT00002
6、ANDNOT01001
7、OUT01000
8、TIM000
#00020
9、LDT000
10、OR20001
11、ANDNOT20000
12、ANDNOT00001
13、OUT20001
14、LD00002
15、OR20002
16、ANDNOT20000
17、ANDNOT00001
18、OUT20002
19、LD20001
20、OR20002
21、ANDNOT20000
22、ANDNOT01000
23、OUT01001
24、DED
小题二、用PLC改造异步电动机星——三角降压启动自动控制线路。
设计如下：
5、指令表
0、LD00000
1、OR01000
2、ANDNOT00001
3、ANDNOT00002
4、OUT01000
5、LD01000
6、ANDNOT01002
7、TIM000
#00020
8、LDNOTT000
9、OUT01001
10、LDT000
11、OR01002
12、AND01000
13、ANDNOT01001
14、OUT01002
15、END
第八章：
可编程控制器网络
单选题：
1、D；2、C
升级会员 