可編程序控制器應用

前言

本教材是國家示范院校重點建設專業(yè)——機電一體化專業(yè)的課程改革成果之一。在編寫過程中吸收了各高職院校在PLC課程的理論與實踐教學方面的經(jīng)驗，打破了以往教材的編寫思路，立足應用型、技能型人才的培養(yǎng)目標。其內(nèi)容的深度和難度按照高等職業(yè)教育的特點，著重講授理論知識在工程實踐中的應用。按照突出實用性、突出理論知識的應用和有利于實踐能力培養(yǎng)的原則，對課程內(nèi)容進行了較大的調(diào)整。本課程的任務是培養(yǎng)學生對電氣控制線路的識讀與分析能力、PLC控制系統(tǒng)的設計安裝、維護、故障處理及設計能力。該課程以《信號檢測與控制》、《電氣控制系統(tǒng)》等為前導課程，其后續(xù)課程為《交直流調(diào)速系統(tǒng)應用》等。通過本課程的學習，為PLC系統(tǒng)設計與調(diào)試等崗位技能培養(yǎng)奠定基礎，為學生頂崗實習、畢業(yè)后能勝任崗位工作及技能證書考核起到支撐作用。根據(jù)改革實施方案和課程改革的基本思想，在課程整體設計過程中以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，與企業(yè)合作進行基于工作過程的課程開發(fā)與設計。根據(jù)專業(yè)發(fā)展需要，學生未來工作崗位所需要的知識、能力和素質(zhì)的要求，劃分為6個學習情境。編寫中注重學生的職業(yè)能力的訓練和個性培養(yǎng)，力求實現(xiàn)學生由“會干”向“能干”的轉(zhuǎn)變。本教材由安徽水利水電職業(yè)技術學院何強、單啟兵任主編；安徽水利水電職業(yè)技術學院蔣瑾瑾、石惠，聯(lián)合利華（中國）有限公司蔣興業(yè)任副主編；安徽水利水電職業(yè)技術學院陶有抗任主審。全書共6個學習情境，分別由以下人員完成：學習情境1由何強編寫，學習情境2由蔣興業(yè)編寫，學習情境3由石惠編寫，學習情境4由單啟兵編寫，學習情境5、學習情境6由蔣瑾瑾編寫，全書由何強統(tǒng)稿。在教材編寫過程中，機電工程系專業(yè)建設團隊的老師提出了許多寶貴的意見，學院及兄弟部門領導也給予了大力支持，同時還得到了聯(lián)合利華（中國）有限公司、合肥金德電力設備公司和安徽匯聯(lián)電子公司的積極參與和大力幫助，在此表示最誠摯的感謝。由于時間緊，作者水平有限，本書難免有一些疏漏，不足之處在所難免，懇請廣大師生和讀者提出意見和建議。

內(nèi)容概要

本教材是按照高職高專機電一體化技術及相關專業(yè)培養(yǎng)目標的要求，以工作過程為導向，以西門子S7-200 PLC為對象，以S7-200 PLC的應用技術為重點而編寫的。本教材主要介紹了PLC的基礎知識，包括：PLC的特點、應用以及PLC組成和工作原理；S7-200 PLC的基本結構及編程軟件的使用；PLC的內(nèi)部資源和常用指令的使用及應用實例；PLC的功能指令及應用；PLC的順序控制設計方法以及PLC應用系統(tǒng)的設計和實例。　　本教材可作為高職高專院校機電類各專業(yè)及其他成人高校相應專業(yè)的教材，也可作為相關工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

前言 學習情境1　認識可編程序控制器 　1.1　學習目標 　1.2　學習任務 　1.3　基本理論 　　1.3.1　PLC的定義 　　1.3.2　PLC的產(chǎn)生 　　1.3.3　PLC的發(fā)展 　　1.3.4　PLC的特點 　　1.3.5　PLC的分類 　　1.3.6　PLC的組成 　　1.3.7　PLC的工作原理 　　1.3.8　PLC主要性能指標 　　1.3.9　S7-200 PLC 　1.4　任務實施 　測試題 學習情境2　認識西門子PLC編程軟件 　2.1　學習目標 　2.2　學習任務 　2.3　基本理論 　　2.3.1　STEP7-Micro／WIN編程軟件的安裝 　　2.3.2　PLC與計算機通信的建立和設置 　　2.3.3　編程軟件的基本使用方法 　2.4　任務實施 　測試題 學習情境3　PLC指令及編程實訓 　3.1　學習目標 　3.2　學習任務 　3.3　基本理論 　　3.3.1　S7-200 PLC軟件基礎 　　3.3.2　S7-200基本指令使用 　　3.3.3　S7-200數(shù)據(jù)傳送指令使用 　　3.3.4　S7-200數(shù)據(jù)功能指令使用 　3.4　任務實施 　　3.4.1　用PLC實現(xiàn)三相異步電動機控制長動控制 　　3.4.2　傳送帶正次品分揀系統(tǒng)的設計 　　3.4.3　自動裝箱生產(chǎn)線控制程序 　　3.4.4　搶答器程序設計 　　3.4.5　自動往返工作臺程序設計 　　3.4.6　星一三角啟動控制設計 　　3.4.7　裝配流水線的模擬控制 　測試題 學習情境4　繼電器一接觸器系統(tǒng)的改造 　4.1　學習目標 　4.2　學習任務 　4.3　基本理論 　　4.3.1　繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng) 　　4.3.2　繼電器一接觸器系統(tǒng)改造的基本方法 　　4.3.3　繼電器一接觸器系統(tǒng)改造的步驟 　　4.3.4　繼電器一接觸器系統(tǒng)改造應注意的問題 　　4.3.5　PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則 　　4.3.6　系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容 　　4.3.7　PLC控制系統(tǒng)設計與調(diào)試的主要步驟 　4.4　任務實施 　　4.4.1　任務描述 　　4.4.2　具體步驟與要求 　測試題 學習情境5　PLC 順序控制設計法應用 　5.1　學習目標 　5.2　學習任務 　5.3　基本理論 　　5.3.1　順序控制設計基礎 　　5.3.2　順序功能圖的實現(xiàn)方法 　5.4　任務實施 　　5.4.1　運料小車運動控制 　　5.4.2　某剪板機的控制 　測試題 學習情境6　PLC控制系統(tǒng)設計 　6.1　學習目標 　6.2　學習任務 　6.3　基本理論 　　　6.3.1　氣壓傳動基礎 　　6.3.2　傳感器簡介 　　6.3.3　PLC型號的選擇 　　6.3.4　PLC程序設計常用的方法 　6.4　任務實施 　　6.4.1　氣動控制機械手設計 　　6.4.2　自動售貨機設計 　測試題 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（1）硬件方面。I／O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響；對供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對CPU等重要部件采用良好的導電、導磁材料進行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對有些模塊設置了聯(lián)鎖保護、自診斷電路等。（2）軟件方面。PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起的故障；在PLC系統(tǒng)程序中設有故障檢測和自診斷程序，能對系統(tǒng)硬件電路等故障實現(xiàn)檢測和判斷；當由外界干擾引起故障時，能立即將當前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。2.編程簡單易學PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識。梯形圖編程方式繼承了傳統(tǒng)的繼電器控制線路的清晰直觀感，考慮了大多數(shù)技術人員的讀圖習慣，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。3.配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。4.控制系統(tǒng)的設計、安裝容易PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及安裝的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小、重量輕、能耗低由于PLC是專為工業(yè)控制而設計的，其結構緊湊、堅固、體積小巧。以超小型PLC為例，新近生產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。1.3.5PLC的分類目前，PLC的品種很多。性能和型號規(guī)格也不統(tǒng)一。結構形式、功能范圍各不相同，一般按外部特性進行如下分類。

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