項目一

認識PLC控制系統的硬件和軟件任務一

了解PLC基本知識

十二·五國家規劃教材——電器與PLC控制技術（第2版）機械工業出版社項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價項目七認識PLC的基本指令項目概述項目一包含四個任務：任務一

了解PLC基本知識任務二

認識PLC的硬件系統任務三

認識PLC的軟件系統任務四

認識編程軟件學習重點學習難點項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價項目七PLC、觸摸屏與變頻器綜合應用項目概述學習重點：1．認識PLC的軟、硬件系統，了解PLC硬件系統的結構組成2．認識PLC的編程軟件學習難點項目概述學習重點項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價項目二認識PLC的基本指令項目概述學習難點：1．認識PLC的軟件系統2．認識PLC的編程軟件學習重點學習難點項目概述學習難點項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務目標知識目標：了解PLC硬件系統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、執行元件及保護電器的功能及使用方法能力目標：能識別PLC常見的輸入元件及執行元件能夠完成PLC外部端子的接線素質目標：培養學生的獨立思考和動手操作習慣培養學生的小組協調能力和合作學習的精神任務一PLC控制送料機構運行項目導學任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務描述任務目標任務一PLC控制送料機構運行PLC在實際應用中需要連接外部輸入輸出設備，構成一個以PLC為控制核心的控制系統，通過載入控制程序，才能真正發揮出PLC的控制功能，學習PLC也需要借助相應的實訓設備才能開展各種實訓任務。目前，各教學儀器廠商已開發出各種不同類型的PLC實訓裝置，如圖1-1-7所示。同時，我們也可以自己動手搭建簡易的PLC實訓環境，如圖1-2-1所示為PLC實訓環境電氣元件布置圖，該教學板采用2塊600×800網孔板拼接而成，請根據圖1-2-1所示，選用PLC常用輸入元件、執行元件及保護電器在網孔板上完成PLC實訓環境搭建。項目導學任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務描述任務目標任務一PLC控制送料機構運行

圖1-2-1PLC實訓環境電氣元件布置圖項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務分析任務一點動控制電路的編程本任務主要是從PLC常用輸入元件、執行元件及保護電器入手，通過學習理解PLC的硬件環境，為后續的學習奠定基礎。項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價知識點一任務一點動控制電路的編程知識點二知識點三知識點四一、PLC的硬件系統項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價知識點一任務一點動控制電路的編程知識點二知識點三知識點四1.中央處理器（CPU）一般由控制器、運算器和寄存器組成2.存儲器系統程序存儲器，它用以存放系統工作程序（監控程序）、模塊化應用功能子程序、命令解釋功能子程序的調用管理程序，以及對應定義（I/0、內部繼電器、計時器、計數器、移位寄存器等存儲系統）參數等功能。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。項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價知識點一任務一點動控制電路的編程知識點二知識點三知識點四3.輸入輸出組件（I/O模塊）I/0模塊是CPU與現場I/0裝置或其他外部設備之間的連接部件。I/0模塊將外界輸入信號變成CPU能接受的信號，或將CPU的輸出信號變成需要的控制信號去驅動控制對象，確保整個系統正常工作。4.電源部分PLC內部配有一個專用開關型穩壓電源，它將交流／直流供電電源變換成系統內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.外部設備一般PLC都配有盒式錄音機、打印機、EPR0M寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監控系統等外部設備。項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價知識點一任務一點動控制電路的編程知識點三知識點三知識點一知識點二知識點四二、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信號，PLC內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外部輸入觸點梯形圖中X0的常閉觸點梯形圖中X0的常開觸點項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價知識點一任務一點動控制電路的編程知識點三知識點三知識點一知識點二知識點四

2.輸出繼電器（Y）PLC的輸出端主要用于向外部輸出信號，PLC內部與輸出端子連接的輸出繼電器用來將PLC內部信號輸出傳送給外部負載（用戶輸出設備）。輸出繼電器線圈是由PLC內部程序的指令驅動，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其余常開/常閉觸點供內部程序使用。各基本單元都是八進制輸出，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常開觸點輸出繼電器接線端子

外部負載

梯形圖中的Y1線圈項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一點動控制電路的編程知識點二知識點一知識點三知識點四三、PLC的常用輸入元件1.按鈕按鈕主要分為自鎖按鈕、復位按鈕和急停按鈕2.轉換開關3.行程開關4.傳感器（1）光電傳感器（2）磁性開關（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）掃碼槍項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一點動控制電路的編程知識點二知識點一知識點三知識點四（5）電容式傳感器電容式傳感器，如圖1-2-12所示。其感應面由兩個同軸金屬電極構成，如“打開的”電容器電極，該兩個電極構成一個電容，串接在RC振蕩回路內。電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當一目標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，將信號轉換成開關信號，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，材料的介電常數越大，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、繞射現象小、定向傳播等優點，如圖1-2-13所示。超聲波采用振動頻率高于20kHz的機械波，對液體、固體的穿透本領很大，碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲波傳感器廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一PLC控制送料機構運行知識點二知識點一知識點四知識點三四、PLC的執行元件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）速度繼電器項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一PLC控制送料機構運行知識點二知識點一知識點五知識點三五、PLC電路的保護電器1.斷路器斷路器又稱自動空氣開關或自動開關，它是一種既可接通分斷電路，又能對負荷電路進行自動保護的低壓電器，如圖1-2-22所示。當電路發生嚴重的過載、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，有效地保護串接在它后面的電氣設備。自動空氣開關具有操作安全、動作值可調整、分段能力較高的優點。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等。

圖1-2-22斷路器項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一PLC控制送料機構運行知識點二知識點一知識點五知識點三2.熔斷器熔斷器是低壓電路中一種最簡單的短路保護電器，具有結構簡單，價格低，使用維護方便，體積小、質量小等優點,如圖1-2-23所示。熔斷器內裝有一個低熔點熔體，它串聯在電路中，正常工作時，相當于導體，保證電路接通。當電路發生過載或短路時，熔體熔斷，電路隨之自動斷開，從而保護了線路和設備。一般制作熔體的材料有兩種：一種是低熔點材料如鉛、錫、鋅以及鉛錫合金等制成的不同直徑的熔絲，俗稱保險絲，由于熔點低，可以熄弧，一般用于小電流電路中。另一種是高熔點材料如銀、銅等，滅弧較容易，但會引起熔斷器發熱，一般用于大電流電路中，但對過載時保護作用較差，所以只能作短路保護用。

圖1-2-23熔斷器項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務一PLC控制送料機構運行知識點二知識點一知識點五知識點三3.熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應來切換電路的保護電器，它在電路中用作電動機的過載保護，如圖1-2-24所示。當電動機繞組因為過載引起過載電流時，發熱元件所產生的熱量足以使雙金屬片彎曲，推動導板向右移動，又推動了溫度補償片，使推桿繞軸轉動，推動動觸頭連桿，使動觸頭與靜觸頭分開，從而使電動機線路中的接觸器線圈斷電釋放，將電源切斷，起到了保護作用。熱繼電器動作后的復位有手動復位和自動復位兩種。

圖1-2-24熱繼電器項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務實施任務一PLC控制送料機構運行一、元器件檢查對照下表，清點PLC實訓環境搭建需要的設備、工具及材料。序號名

稱型號數量作

用1PLC模塊FX3U-32MR1塊控制電動機、燈的運行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電動機專配2臺負載6指示燈DC24V8個負載，黃色2個，綠色、紅色各3個7交流接觸器CJX2-094個控制電機運行8斷路器DZ47SLE1個電源開關9熔斷器3P.RT28N-32X1個短路保護10熔斷器2P.RT28N-32X1個短路保護11熱繼電器NR2-253個電機過載保護12行程開關LX19-0012個位置控制項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務實施任務一PLC控制送料機構運行序號名

稱型號數量作

用13行程開關KW-7-3-42個限位保護14光電開關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個控制氣缸運行17雙電控電磁閥4V120-061個控制氣缸運行18氣缸CDJ2B10-60-B2個負載19氣源組件專配1套提供氣缸運行氣源20連接導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計算機安裝有編程軟件1臺用于編寫、下載程序等項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務實施任務一PLC控制送料機構運行二、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。項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務實施任務一PLC控制送料機構運行

圖1-2-29PLC實訓環境搭建元件布置圖

圖1-2-30PLC實訓環境搭建完成圖項目導學任務目標任務描述任務分析任務準備任務實施任務評價任務評價任務一PLC控制送料機構運