第一篇：PLC教案

第一部分 理論學習第一篇 電氣控制技術

一、目的要求：

了解電氣控制的基本知識，知道常用低壓電器的圖形符號及應用，學會分析電氣控制線路工作原理和線路故障

二、重點、難點：

重點：低壓電器的圖形符號及應用 難點：電氣控制線路的工作原理

三、授課時數：8課時

四、教學方法：講授法、直觀演示法、練習法

五、教學手段 黑板、各種低壓電器

六、教學過程

（一）低壓電器

1、熔斷器 圖形符號:FU 作用：短路保護 接線方法：

2、控制按鈕 圖形符號：SB 顏色意義：綠—啟動，紅—停止，黑—點動 作用：接通斷開電路 接線方法：

3、行程開關 圖形符號：SQ 作用：位置控制 接線方法：

4、接觸器 圖形符號：KM 作用：頻繁接通或分斷有負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動切換電器 特點：欠（零）壓保護、控制容量大、遠距離控制、頻繁操作，用于控制電機等 結構：主觸頭、輔助觸頭、電磁機構、滅弧罩 接線方法：

5、熱繼電器

圖形符號：FR/KH 作用：過載保護 接線方法：

6、時間繼電器 圖形符號：KT 作用：時間控制

分類：通電延時、斷電延時、瞬時動作（左通右斷瞬無帽）接線方法：

7、斷路器 圖形符號：QF 作用：自動開關，進行失壓、欠壓、過載、短路保護 接線方法：

8、刀開關 圖像符號：QS 作用：通斷電路 接線方法：

（二）電氣控制線路的基本環節

1、電氣原理圖繪制原則 A、分主電路和控制電路 B、電器元件符號和圖形統一 C、從左到右，從上到下

2、基本控制環節 A、點動控制 B、連續控制 C、混動控制 D、減壓起動 E、正反轉控制 F、多地點控制 G、自動循環控制 練習：42頁 3

3、電氣控制線路的設計方法 A、線圈的連接 B、電器觸點的連接 C、避免競爭 D、簡單經濟 E、保護環節

短路保護——熔斷器、斷路器 過載保護——熱繼電器 過流保護——電流繼電器 零壓保護——接觸器 練習：42頁 2

七、課堂小結

1、各種低壓電器的圖形符號及接線方法

2、電氣控制的基本控制環節

3、電器控制線路的繪制方法和設計方法

八、板書設計（參考教學過程）

九、布置作業習題二1、2、3 小結各種低壓電器

十、教學反思

第二篇：PLC實驗教案

天津理工大學中環信息學院 教案首頁

題目：實驗一 PLC編程應用實驗

講授內容提要： 1.STEP7軟件使用方法 2.PLC基本指令 3.PLC的硬件結構 教學目的：

1.熟練掌握STEP7-Micro winV4.0 SP3編程軟件 2.掌握PLC基本指令及應用 3.學會程序的下載及調試 教學重點：

1.PLC基本指令及應用 2.程序的下載及調試

教學難點：

PLC基本指令及應用

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年3月21日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容

1.介紹編程軟件的安裝與基本使用方法。2.指令的運用。3.程序的編寫。

4.PLC的通訊和程序下載。

二、編程軟件的安裝與基本使用方法 1.軟件名稱為STEP7-Micro winV4.0 SP3。2.菜單欄、工具欄的內容。

三、指令的運用

觸點、定時器的使用方法。

四、程序的編寫 1.程序的編寫規則

2.網絡編號、程序注釋、網絡標題、符號名稱等的定義。

五、PLC的通訊和程序下載

1.選擇相應的PLC型號，讀取PLC。2.將現有程序下載到CPU中。天津理工大學中環信息學院 教案首頁

題目：實驗二 電動門控制實驗

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.電動門控制系統原理及編程思路

教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成電動門控制系統

教學重點：

用實驗裝置構成電動門控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成電動門控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年3月28日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容 1.電動門的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、電動門的控制要求 1.分析電動門的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

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題目：實驗三 路口交通控制實驗

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.路口交通控制系統原理及編程思路 3.觸摸屏的組態和使用方法 教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成路口交通控制系統 3.熟悉觸摸屏的組態和使用方法 教學重點：

用實驗裝置構成路口交通控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成路口交通控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年4月4日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

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一、本次實驗內容 1.路口交通燈的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、路口交通燈的控制要求 1.分析路口交通燈的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

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題目：實驗四 洗衣機自動控制實驗

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.洗衣機控制系統原理及編程思路 3.觸摸屏的組態和使用方法 教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成洗衣機控制系統 3.熟悉觸摸屏的組態和使用方法 教學重點：

用實驗裝置構成洗衣機控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成洗衣機控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年4月11日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容 1.洗衣機的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、洗衣機的控制要求 1.分析洗衣機的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

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題目：實驗五 次品檢測控制實驗

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.次品檢測控制系統原理及編程思路

教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成次品檢測控制系統

教學重點：

用實驗裝置構成次品檢測控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成次品檢測控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年4月18日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容 1.次品檢測的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、次品檢測的控制要求 1.分析次品檢測的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

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題目：實驗六 加料自動控制實驗

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.加料控制系統原理及編程思路

教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成加料控制系統

教學重點：

用實驗裝置構成加料控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成加料控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年4月25日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容

1.加料控制系統的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、加料控制系統的控制要求 1.分析加料控制系統的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

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題目：實驗七 反應器液位控制

講授內容提要：

1.西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.反應器液位控制系統原理及編程思路

教學目的：

1.熟悉西門子S7-200硬件結構及實驗裝置的結構 2.用實驗裝置構成反應器液位控制系統

教學重點：

用實驗裝置構成反應器液位控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成反應器液位控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年5月2日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容

1.反應器液位控制系統的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、反應器液位控制系統的控制要求 1.分析反應器液位控制系統的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試 天津理工大學中環信息學院 教案首頁

題目：實驗八 廢液中和分程控制

講授內容提要： 1.分程控制系統工作原理

2.廢液中和分程控制系統原理及編程思路

教學目的：

1.了解分程控制系統工作原理

2.用實驗裝置構成廢液中和分程控制系統

教學重點：

用實驗裝置構成廢液中和分程控制系統

教學難點：

用實驗裝置構成廢液中和分程控制系統

采用教具和教學手段： 實驗

授課時間：2011年5月9日

授課地點：綜合控制技術實驗室

注：此頁為每次課首頁，教學過程后附；以每次（兩節）課為單元編寫教案。

天津理工大學中環信息學院 教案

一、本次實驗內容

1.廢液中和分程控制系統的控制要求。2.I/O分配。

3.程序的編寫與調試。

二、廢液中和分程控制系統的控制要求 1.分析廢液中和分程控制系統的控制要求。2.建立編程思路和邏輯。

三、I/O分配

按照順序將各輸入輸出點分配給PLC，完成接線。

四、程序的編寫與調試

第三篇：可編程控制器(PLC)實驗教案

電氣控制與PLC應用電子教案

可編程控制器（PLC）實驗教案

實驗一 PLC軟硬件介紹

硬件部分主要了解TVT-90A箱式PLC學習機的基本配置及其機構、基本工作原理，掌握輸入輸出接口及各種指示燈的連接方法。

軟件部分主要學會使用FPWIN GR軟件的安裝、程序輸入、編輯、下載與上傳、參數設置、打印等功能。

實驗二 基本指令編程方法及訓練

學會邏輯指令、定時指令、計數指令的輸入方法；初步掌握如何應用邏輯指令、定時指令、計數指令來解決實際程序設計問題。1．邏輯指令

任務1：程序輸入練習（見指導書P17）；（略）任務2：根據時序圖（見指導書P17）編寫程序。

2．定時指令

任務1：利用TM指令編程，產生連續方波信號輸出，其周期設為3s，占空比為2：1。

任務2：根據時序圖（見指導書P18）采用TM指令進行編程。

電氣控制與PLC應用電子教案

3．計數指令

任務1：采用CT指令實現上述定時指令任務2的加工工序要求；

任務2：用一個按鈕開關控制三個燈，按鈕按一下1燈亮，再按三下2燈亮，再按三下3燈亮，再按一下全滅，如此反復。

電氣控制與PLC應用電子教案

任務3：用可逆計數指令實現圖示時序圖（見指導書P17）的控制過程。（根據學生知識掌握水平可增刪）。

解1：

電氣控制與PLC應用電子教案

解2：

電氣控制與PLC應用電子教案

解3：

實驗三 高級指令編程方法及訓練

學會基本及高級傳送指令、移位、算術運算指令的輸入方法；初步掌握如何應用傳送指令、移位、算術運算指令來解決實際程序設計問題。1． 傳送指令

任務1：用傳送指令實現當按鈕X1按下時，將“1949，10，1”這組數據分別送入DT0~DT2中，當X0按下時又可全清且清零優先。

電氣控制與PLC應用電子教案

任務2：用傳送指令實現輸入開關對輸出燈亮多少的控制：

X7=OFF時

Xn=ON：輸出端n個燈亮，其余滅；

X7=ON時

Xn=ON：輸出端n個燈滅，其余亮。

電氣控制與PLC應用電子教案

2． 數據移位指令

任務1：利用移位指令使輸出的8個燈從左到右以s速度依次亮；當燈全亮后再從左到右依次滅。如此反復運行。

任務2：利用左右移位指令，使一個亮燈以0.2s的速度自左向右移動，到達最右側后，再自右向左返回最左側，如此反復。X2=ON時移位開始，X22=OFF時，清零。（根據學生知識掌握水平可增刪）

3． 算術運算指令

任務1：分別用BIN算術運算指令和BCD算術運算指令完成下式的計算：(1234?4321)?123?45651234

（1）BIN算術運算指令

電氣控制與PLC應用電子教案

（2）BCD算術運算指令

實驗四 電機控制實驗/八段碼顯示實驗

掌握電機控制、八段碼實驗板的接線方法，弄清楚電機控制、八段碼實驗板的控制原理，并完成相應的程序設計任務。1．電機控制實驗

任務1：利用電機控制實驗板編程實現電動機的Y/⊿啟動控制；

任務2：利用電機控制實驗板編程實現電動機的正反轉和Y/⊿啟動控制。

電氣控制與PLC應用電子教案

2．八段碼顯示實驗

任務1：將指導書P23中四組搶答器的PLC程序輸入PLC進行調試，并領會的程序設計思路與方法；

解：另一種設計方法：

電氣控制與PLC應用電子教案

任務2：在任務1的基礎上完成五組搶答器的程序設計。

實驗五 數值運算實驗/天塔之光實驗

掌握八段碼顯示實驗板、天塔之光實驗板的接線方法，弄清楚八段碼、天塔之光實驗板的控制原理，并學會利用八段碼顯示實驗板完成相應的數值運算程序設計任務，利用天塔之光實驗板完成相應的流水燈控制程序設計任務。1． 數值運算實驗

任務1：將指導書P24中兩位BCD代碼相加的PLC程序輸入PLC進行調試，并領會的程序

設計思路與方法；（略）

任務2：完成一位BCD碼減一位BCD碼的運算，顯示運算結果，有借位則小數點亮；

電氣控制與PLC應用電子教案

任務3：完成一位BCD碼乘一位BCD碼的運算，循環顯示運算結果，小數點亮的表示個位，無小數點的表示十位；

電氣控制與PLC應用電子教案

任務4：完成一位BCD碼除一位BCD碼的運算，循環顯示運算結果，小數點亮的表示商，無小數點的表示余數。

電氣控制與PLC應用電子教案

2． 天塔之光實驗

任務1：用PLC控制燈光閃爍：L1、L4、L7亮，1s后滅，接著L2、L5、L8亮，1s后滅，接著L3、L6亮，1s后滅，接著L1、L4、L7亮，1s后滅??，如此反復。

任務2：用PLC控制燈光閃爍：L1亮2s后滅，接著L2、L3、L4亮2s后滅，接著L6、L7、L8亮2s后滅，接著L1亮2s后滅??，如此反復。

電氣控制與PLC應用電子教案

實驗六 交通信號燈控制實驗/水塔水位自動控制實驗

掌握交通信號燈控制、水塔水位自動控制實驗板的接線方法，弄清楚交通信號燈控制、水塔水位自動控制實驗板的控制原理，并完成相應的程序設計任務。1．交通信號燈控制

任務1：將指導書P26中交通信號燈中指的PLC程序輸入PLC進行調試，并領會的程序

設計思路與方法； 另一種解法：

電氣控制與PLC應用電子教案

任務2：根據任務1的設計思路，將綠燈亮的時間從主機板上的撥碼器高兩位輸入，而綠燈閃爍和黃燈亮的時間皆為2s。（本題適合于基礎較好的同學）

電氣控制與PLC應用電子教案

2． 水塔水位自動控制實驗

任務1：根據下述控制要求完成程序設計：

當水池水位低于水位界（S4=ON）時，電磁閥Y打開進水。當水位高于水池高水位界（S3=ON），閥Y關閉。當S4為OFF時，且水塔水位低于水塔低位界時，S2為ON，電機M運轉，開始抽水。當水塔水位高于水塔高水位界時，電機M停止。

任務2：根據下述控制要求完成程序設計：

當水池水位低于低水位界（S4=ON）時，電磁閥Y打開進水定時器開始定時，2s后，如果S4還不為OFF，那么閥Y指示燈閃爍，表示閥Y沒有進水，出現故障，S3為ON后，閥Y關閉。當S4為OFF時，且水塔水位低于水塔低位界時，S2為ON，電機M運轉，開始抽水。當水塔水位高于水塔高水位界時，電機M停止。

實驗七 自控成型機實驗/自控軋鋼機實驗（根據學時數、學生掌握知識情況可增刪）

掌握自控成型機實驗、自控軋鋼機實驗板的接線方法，弄清楚自控成型機實驗/自控軋鋼機實驗板的控制原理，并完成相應的程序設計任務。1．自控成型機實驗

任務1：根據下述控制要求完成程序設計：

（1）初始狀態：當原料放入成型機時，各液缸為初始狀態：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。

（2）啟動運行：當按下啟動鍵，系統動作要求如下：

1）Y2=ON，上面液壓缸的活塞B向下運動，便使S4=OFF。

2）當該液壓缸活塞下降到終點時，S3=ON，此時，啟動左液壓缸，A的活塞向右運動，右液壓缸C活塞向左運動，Y1=Y4=ON時，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）當A缸活塞運動到終點時，S1=ON，并且C缸活塞也到終點，S5=ON時，原料已成型，各液壓缸開始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）當A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON時，B液壓缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。

電氣控制與PLC應用電子教案

5）當B缸返回到初始位置，S4=ON時，系統回到初始狀態，延時10s，取出成品，放入原料后，開始下一工件的加工。

任務2：根據下述控制要求完成程序設計：

（1）初始狀態：當原料放入成型機時，各液缸為初始狀態：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。（2）啟動運行狀態：當按下啟動鍵，系統動作要求如下：

1）Y2=ON，上面液壓缸的活塞B向下運動，便使S4=OFF。

2）當該液壓缸活塞下降到終點時，S3=ON，此時，啟動左液壓缸，A的活塞向右運動，右液壓缸C活塞向左運動，Y1=Y4=ON時，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）當A缸活塞運動到終點時，S1=ON，并且C缸活塞也到終點，S5=ON時，原料已成型，各液壓缸開始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）當A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON時，B液壓缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。5）B缸返回到初始位置，S4=ON時，系統回到初始狀態，延時10s，取出成品。6）此時，計一個成品數，然后，放入原料后，開始下一工件的加工。

（3）停止操作：按一下停止按鈕后，在當前的工件加工完畢后，回到初始狀態并停止運行。

電氣控制與PLC應用電子教案

2．自控軋鋼機實驗

任務1：根據下述控制要求完成程序設計：當啟動按鈕按下，電動機M1、M2運行，傳送鋼板，檢測傳送帶上有無鋼板的傳感器S1有信號（為ON），表征有鋼板，則電動機M3正轉，S1的信號消失（為OFF），檢測傳送帶上鋼板到位的傳感器S2有信號（為ON），表征鋼板到位，電磁閥Y1動作，電動機M3反轉，S2的信號消失。接著S1有信號，電動機M3正轉??，重復經過三次反復循環，S2有信號后，則停機一段時間（10s），取出成品后，繼續運行。當按下停車按鈕后則停機，需重新啟動。

實驗八 多種液體自動混合實驗（根據學時數、學生掌握知識情況可增刪）

掌握多種液體自動混合實驗板的接線方法，弄清楚多種液體自動混合控制實驗板的控制原理，并完成相應的程序設計任務。

任務1：根據下述控制要求完成程序設計：

（1）初始狀態：容器是空的，各個閥門皆關閉，Y1、Y2、Y3均為OFF，傳感器L1、L2、L3均為OFF，電動機M為OFF，加熱器H為OFF。

（2）起動操作：按下起動按鈕，開始下列操作：

1）Y1=Y2=ON，液體A和B同時注入容器，液面上升；當液面達到L2處時，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即關閉Y1和Y2閥門，打開液體C閥門Y3。

2）當液面達到L1處時，Y3=OFF，M=ON，即關閉閥門Y3，電動機M啟動開始攪拌。3）經10s攪勻后，M=OFF，停止攪拌，H=ON，加熱器開始加熱。

4）當混合液溫度達到某一指定值時，T=ON，H=OFF，停止加熱，使電磁閥Y4=ON，開始放出混合液體。5）當液面下降到L3時，L3從ON到OFF，再經過5s，容器放空，使Y4=OFF，開始下一個周期。

（3）停止操作：按下停車按鈕，在當前的混合工作處理完畢后（當前周期循環到底），電氣控制與PLC應用電子教案

才能停止操作（停在初始位置上）。

第四篇：PLC常見故障處理教案

PLC常見故障處理

一般查找故障步驟

模塊的各種指示燈是否正常，通道是否正常。不能想當然認為PLC無事。要通過檢測后方能確認。

軟件故障;通訊故障；

調試好后，程序不會有邏輯及語法錯誤，程序量較大時，需注意內存的占用量。在線修改程序時要慎重

硬件故障

模塊故障：判斷，指示燈，故障現象，硬件組態中的診斷

通道故障：個別數據或狀態不正常，替換法或打點，開關量和模擬量

外部故障（儀表電氣）：排除模塊故障和通道故障，配合電氣儀表處理外部故障，若需強制，最好從外部強制，禁止強制輸出點 多學一些電氣儀表方面的基礎知識

I/O模塊的更換

接觸及更換模塊時，帶防靜電手環或觸摸金屬導體，放身體所帶靜電，尤其是在冬季。

４ 西門子ＰＬＣ應用中需要注意的問題 ４．１ 工作環境

（１）溫度。ＰＬＣ要求環境溫度在０ ℃～５５ ℃，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。

（２）濕度。為了保證ＰＬＣ的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于８５％（無露珠）。（３）震動。應使ＰＬＣ遠離強烈的震動源，防止振動頻率為１０ Ｈｚ～５５ Ｈｚ的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。（４）空氣。避免有腐蝕和易燃的氣體，如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，可將ＰＬＣ安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

（５）電源。ＰＬＣ對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。一般ＰＬＣ都有直流２４ Ｖ輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使ＰＬＣ接收到錯誤信息。４．２ 控制系統中干擾及其來源

影響ＰＬＣ控制系統的干擾源，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產生磁場，對設備產生電磁輻射；磁場改變產生電流，電磁高速產生電磁波，電磁波對其具有強烈的干擾。

（１）強電干擾。由于電網覆蓋范圍廣，電網受到空間電磁干擾而在線路上感應電壓。尤其是電網內部的變化，刀開關操作浪涌、大型電力設備啟停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。

（２）柜內干擾。控制柜內的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線都容易對ＰＬＣ造成一定程度的干擾。

（３）來自接地系統混亂時的干擾。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使ＰＬＣ系統將無法正常工作。

（４）來自ＰＬＣ系統內部的干擾。主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

（５）變頻器干擾。一是變頻器啟動及運行過程中產生諧波對電網產生傳導干擾，引起電網電壓畸變，影響電網的供電質量；二是變頻器的輸出會產生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設備的正常工作。４．３ 主要抗干擾措施

４．３.１ 合理處理電源以抑制電網引入的干擾

對于電源引入的電網干擾可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為１∶１的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾，還可以在電源輸入端串接ＬＣ濾波電路。４．３．２ 安裝與布線

動力線、控制線以及ＰＬＣ的電源線和ＲＳ４８５網線應分別配線，各走各的橋架或線槽。（１）ＰＬＣ應遠離強干擾源，柜內ＰＬＣ應遠離動力線（二者之間距離應大于２００ ｍｍ），與ＰＬＣ裝在同一個柜子內的電感性負載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應并聯ＲＣ消弧電路。

（２）ＰＬＣ的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的１/１０。（３）交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

４．３．３ Ｉ/Ｏ端的接線（１）輸入接線。一是輸入接線一般不要太長。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。二是輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。三是盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致。

（２）輸出接線。一是輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓，但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。二是由于ＰＬＣ的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板。三是采用繼電器輸出時，所承受的電感性負載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負載時應合理選擇，或加隔離繼電器。４．３．４ 正確選擇接地點以完善接地系統

ＰＬＣ控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂對ＰＬＣ系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。

（１）安全地或電源接地。將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。

（２）系統接地。ＰＬＣ控制器為了與所控的各個設備同電位而接地，叫系統接地。接地電阻值不得大于４ Ω，一般需將ＰＬＣ設備系統地和控制柜內開關電源負端接在一起，作為控制系統地。

（３）信號與屏蔽接地。一般要求信號線必須要有唯一的參考地。４．３．５ 對變頻器干擾的抑制

（１）加隔離變壓器，主要是針對來自電源的傳導干擾，可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。

（２）使用濾波器，濾波器具有較強的抗干擾能力，還具有防止將設備本身的干擾傳導給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能。

（３）使用輸出電抗器，在變頻器到電動機之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路產生電磁輻射，影響其他設備正常工作。５ 結語

西門子ＰＬＣ控制系統中的干擾是一個十分復雜的問題，因此在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制干擾源，使ＰＬＣ控制系統正常工作。隨著ＰＬＣ應用領域的不斷拓寬，如何高效可靠地使用ＰＬＣ也成為其發展的重要因素。２１世紀，ＰＬＣ會有更大的發展，產品的品種會更豐富、規格更齊全，通過完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求，ＰＬＣ作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業控制領域發揮越來越大的作用。

第五篇：PLC變頻的教案

定義：PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數字運算操作的電子系統，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。相當于人的大腦，機器怎么運行就靠這個PLC。

plc目前的主要品牌

美國AB，北京和利時，瑞士ABB，松下，西門子，匯川，三菱，臺達，富士，施耐德，等

基本構成為：PLC實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，： a、電源

PLC的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去

b.中央處理單元(CPU)

中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。

c、存儲器

存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。

存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

d、輸入輸出接口電路

1、現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現場控制的接口界面的輸入通道。

2、現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。

e、功能模塊

如計數、定位等功能模塊。

f、通信模塊

如以太網、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。

3、PLC的工作原理（P253 順序

1、）

2、看看PLC是怎么接收輸入信號，怎么輸出相應的指令的。P250 輸入電路分析： 錯誤點指出

光耦合器（英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發光器（紅外線發光二極管LED）與受光器（光敏半導體管）封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接受光線之后就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了“電—光—電”轉換。普通光耦合器只能傳輸數字（開關）信號，不適合傳輸模擬信號。近年來問世的線性光耦合器能夠傳輸連續變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應用領域大為拓寬。

反向并聯的作用：

從COM（公共端子）端子流回24V電源的負極，使光耦合器中兩個反并聯的發光二極管中的一個亮，R1串接電阻對輸入信號進行限流，以保證光耦合器不致損壞。

阻容吸收的作用

用于吸收和消耗電路斷開時感性負載產生的自感電動勢,可防止過電壓造成的負載絕緣擊穿

它可有效抑制操作過電壓的瞬間振蕩和高頻電流，使過電壓的波形變緩，陡度和幅值降低，再加上電阻的阻尼作用，使高頻振蕩迅速衰減。

輸出電路分析：

雙向晶閘管加觸發電路：在微機控制系統中，大量應用的是開關量的控制，這些開關量一般經過微機的I／O輸出，而I／O的驅動能力有限，一般不足以驅動一些點磁執行器件，需加接驅動介面電路，為避免微機受到干擾，須采取隔離措施。如可控硅所在的主電路一般是交流強電回路，電壓較高，電流較大，不易與微機直接相連，可應用光耦合器將微機控制信號與可控硅觸發電路進行隔離。電路實例如圖7所示。

PLC注意事項：

1）PLC掃描周期是指PLC從主程序第一行一直執行到最后一行后重回到第一行所需要的時間。主要取決于程序的多少。如果程序中使用了比較多的條件跳轉和子程序調用，那么這個時間是可變的。

變頻器：

變頻器的英文譯名是VFD（Variable-frequency Drive），變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。

1、V/f模式是什么意思？

頻率下降時電壓V也成比例下降

2、矢量控制 具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。

3、直接轉矩控制

這種“直接自控制”的思想以轉矩為中心來進行綜合控制，不僅控制轉矩，也用于磁鏈量的控制和磁鏈自控制。目前被應用于通用變頻器的控制方法是一種改進的、適合于高開關頻率逆變器的方法。1995年ABB公司首先推出的ACS600系列直接轉矩控制通用變頻器，動態轉矩響應速度已達到<2ms，在帶速度傳感器PG時的靜態速度精度達土0.001%，在不帶速度傳感器PG的情況下即使受到輸入電壓的變化或負載突變的影響，同樣可以達到±0.1％的速度控制精度。其他公司也以直接轉矩控制為努力目標，脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來調制晶體管柵極或基極的偏置，來實現開關穩壓電源輸出晶體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。

變頻空調

所謂的“變頻空調”是與傳統的“定頻空調”相比較而產生的概念。眾所周知，我國的電網電壓為２２０伏、５０赫茲，在這種條件下工作的空調稱之為“定頻 空調”。由于供電頻率不能改變，傳統的定頻空調的壓縮機轉速基本不變，依靠其不斷地“開、停”壓縮機來調整室內溫度，其一開一停之間容易造成室溫忽冷忽 熱，并消耗較多電能。而與之相比，“變頻空調”變頻器改變壓縮機供電頻率，調節壓縮機轉速。依靠壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消 耗少，其舒適度大大提高。而運用變頻控制技術的變頻空調，可根據環境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉方式，使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度并在低 轉速、低能耗狀態下以較小的溫差波動，實現了快速、節能和舒適控溫效果。

變頻空調”采用了比較先進的技術，啟動時 電壓較小，可在低電壓和低溫度條件下啟動，這對于某些地區由于電壓不穩定或冬天室內溫度較低而空調難以啟動的情況，有一定的改善作用。由于實現了壓縮機的 無級變速，它也可以適應更大面積的制冷制熱需求。不過，“變頻空調”的價位通常較“定頻空調”高