电气控制技术与PLC应用可编程控制器概述入门

,电气控制技术与PLC应用可编程控制器概述入门,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电气控制技术,与,PLC,应用,*,电气控制技术与PLC应用可编程控制器概述入门,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电气控制技术与PLC应用可编程控制器概述入门,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门, 了解可编程序控制器的根本构造和根本工作过程；, 掌握PLC内部等效继电器电路的等效思路；, 熟悉PLC的指令系统；, 掌握PLC的编程方法和开发步骤。,掌握指令系统与编程方法。, PLC,的梯形图与一般继电器控,制原理电路图的异、同点；, 各指令的使用场合和注意点；, 现场器件的常闭触点,在梯形图中的使用。,基本要求,重点,难点,2,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,5.1 可编程控制器的根本概念,5.2 可编程控制器的特点及应用,5.3 可编程控制器的开展,5.4 可编程控制器的组成及其各局部功能,5.5 可编程控制器的构造及软件,5.6 可编程控制器的工作原理,5.7 可编程控制器系统,与继电接触器系统工作原理的差异,3,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)，,为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标，,在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。, 编程方便，可在现场修改程序；, 维护方便，最好采用插件式构造；, 可靠性高于继电器控制装置；, 数据可直接输入管理计算机；, 体积小于继电器控制装置；, 本钱可与继电器控制装置竞争；, 输入电源可为市电交流115V；, 输出电源可为市电，负载电流要求在2A以上，,能直接驱动电磁阀、接触器等；, 扩展时，原系统要求变更最少；, 用户程序存储器容量大于4K字节。,可编程序控制器的历史,4,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,1969年美国数字设备公司DEC根据招标的要求，,研制出世界上第一台可编程序控制器，,并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。,1980年美国电气制造商协会NEMA正式将其命名为,可编程序控制器Programmable Controller，简称PC。,由于可编程序控制器最初,只具备逻辑控制、定时、计数等功能，,主要是用来取代继电接触器控制，,相当于可编程序逻辑控制器PLC，,另一方面，为了与个人计算机PC相区别，,因此可编程序控制器简称为PLC。,可编程序控制器的历史,5,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,国际电工委员会(IEC)于82年11月、85年1月和87年2月,分别颁发了可编程序控制器标准草稿第一、二稿和第三稿，,对可编程序控制器作了如下的定义：,“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。,它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑,运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，,并通过数字式或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联成一个整体，,易于扩大功能的原那么而设计。,可编程序控制器的定义,6,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,通用性强； 功能强； 可靠性高；,体积小、耗电少、价格廉价；,编程和接线可同步进展； 扩展灵活、维修方便；,编程语言简单、易掌握； 抗干扰能力强、可靠性高；,输入输出接口电路已设计好，输出驱动能力强。,一、可编程序控制器的特点,二、可编程序控制器的应用,1,、开关量逻辑控制,2,、运动控制,3,、过程控制,4,、数据处理,5,、通信联网,7,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,向高速度、大存储容量方向开展,向多品种方向开展和提高可靠性超大型和超小型,产品更加标准化、标准化硬件、软件兼容的PLC,分散型、智能型、与现场总线兼容的I/0,加强联网和通信的能力,控制的开放和模块化的体系构造,可编程序控制器的开展方向,8,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,整体式,PLC,组成示意图,一、,中央处理单元,二、,存储器,三、,输入,/,输出模块,四、,电源,五、,外部设备,9,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,装有,CPU,的单元称为,CPU,模块，其他称为扩展模块。,CPU,与各扩展模块间通过电缆连接。,中、大型机常采用组合式,PLC,。,组合式,PLC,组成示意图,各单元分别做成相应的电路板或模块，插在底板上，,模块之间通过底板上的总线相互联系。,10,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,中央处理单元是PLC的主要组成局部，,是系统的控制中枢。,它的主要功能是：,接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；,检查电源、存储器、I/O以及戒备定时器的状态，,并诊断用户程序的语法错误。,不同厂家、不同产品的CPU也不一样。,一般有三类：通用微处理机、单片机芯片、位处理器。,一、中央处理单元,(CPU),11,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,1,系统程序存储器,系统程序是厂家根据其选用的,CPU,的指令系统编写的，,它决定了,PLC,的功能。,系统程序存储器是只读存储器，用户不能更改其内容。,2,用户程序存储器,根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。,不同机型的,PLC,的用户程序存储器的容量可能差异较大。,根据生产过程或工艺的要求，用户程序经常需要改动，,所以用户程序存储器必须可读写。,二、存储器,12,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,输入/输出模块：,(一)开关量 I/O模块,1. 开关量输入模块, 直流输入； 交流/直流输入； 交流输入。,2. 开关量输出模块, 继电器输出交流/直流驱动；, 晶体管输出直流驱动；, 双向晶闸管输出交流驱动。,(二)模拟量 I/O模块,(三)其他功能I/O模块,三、输入,/,输出模块,13,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,(,一,),开关量 I,/,O模块,1.,开关量输入,模块,交流/直流输入电路,三、输入,/,输出模块,直流输入电路,交流输入电路,14,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,(,一,),开关量 I,/,O模块,2.,开关量输出,模块,三、输入,/,输出模块,晶体管输出电路,直流驱动,双向晶闸管输出电路,交流驱动,继电器输出电路,交流/直流驱动,15,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,(,一,),开关量 I,/,O模块,3.,开关量,I,/,O,模块的外部接线,三、输入,/,输出模块,为什么输出端采用,分组式或分隔式？,实际的接线如何？,16,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,模拟量,输入模块,构造框图,(,二,),模拟,量 I,/,O模块,1.,模拟量,输入模块,三、输入,/,输出模块,17,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,模拟量,输出模块,构造框图,(,二,),模拟,量 I,/,O模块,2.,模拟量,输出模块,三、输入,/,输出模块,18,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,(,二,),模拟,量 I,/,O模块,三、输入,/,输出模块,模拟量输入单元框图,模拟量输出单元框图,19,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,电源部件将交流电源转换成,PLC,的,中央处理器、存储器等电路工作所需要的直流电源。,电源部件还能使,PLC,向外部提供,24V,的直流电源，,给输入单元所连接的外部开关或传感器供电。,四、电源,编程器 编程器分为以下三类：, 简易编程器, 图形编程器, 工业控制计算机作为编程器,其它外部设备,五、外部设备,20,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,1.按构造分类,整体式：单元式 组合式：模块式 叠装式,2.按控制规模分类,微型机 控制点数在100点左右。,小型机 控制点数在250点左右。,中型机 控制点数在5001000点。,大型机 控制点数在1000点以上。,超大型机 控制点数可达上万点，甚至于几万点。,3.按生产厂家分类,德国：西门子公司,日本：三菱公司、OMRON公司,美国：GE公司、AB公司,21,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,西门子,S7-200,22,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,西门子,S7-300,23,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,西门子,S7-400,24,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,S7系列的网络构造,过程测量,与控制级,过程监控级,工厂与过程管理级,公司管理级,金字塔,由,4,级组成,25,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,三菱,FX,2N,系列,一、可编程序控制器的构造,26,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,三菱,Q,系列,27,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,三菱,Q,系列,应用举例,28,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,三菱,Q,系列,应用举例,29,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,三菱,Q,系列,应用举例,30,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、可编程序控制器的构造,三菱,Q,系列,应用举例,31,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、可编程序控制器的软件,(一)可编程控制器的软件分类,1系统软件,系统管理程序用以完成机内运行相关时间分配、,存储空间分配管理及系统自检等工作。,用户指令解释程序用以完成用户指令变换为机器码的工作。,系统软件在用户使用可编程控制器之前就已装入机内，,并永久保存，在各种控制工作中并不需要做什么调整。,2应用软件用户软件,是用户为到达某种控制目的，,采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。,32,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、可编程序控制器的软件,(二)应用软件编程语言的表达方式,应用程序编制需使用可编程控制器生产厂提供的编程语言。,至今为止没有能适合于各种可编程控制器的通用编程语言。,国际电工委员会(IEC)于1994年5月公布了,可编程序控制器标准(IEC1131)，其中的第三局部是,可编程序控制器的编程语言标准(IEC1131-3)。,可编程序控制器的五种编程语言,33,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、可编程序控制器的软件,(二)应用软件编程语言的表达方式,1梯形图(LD),梯形图语言是一种以图形符号,及其在图中的相互关系 表示控制关系的编程语言，,是从继电器电路图演变过来的。,梯形图是PLC编程语言中使用最广泛的一种语言。,2指令表(IL),指令表也叫语句表。由语句指令依一定的顺序排列而成。,类似于单片机程序中的汇编语言。,3顺序功能图(SFC),顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。,表达了一种编程思想，在程序的编制中有很重要的意义。,34,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、可编程序控制器的软件,(二)应用软件编程语言的表达方式,4功能块图(FBD),功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，,用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，,熟悉数字电路的人比较容易掌握。,5构造文体(ST),为了增强PLC的,数学运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能，,许多大中型PLC都配备了,PASCAL、BASIC、C语言等高级编程语言。,这种编程方式叫作构造文本。,35,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、等效电路,PLC,控制接线图,PLC,控制,等效电路图,PLC的I/O配置图,继电器,-,接触器控制电路图,注意,SB2X1,输入,电路,输出,电路,梯形图,36,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,一、等效电路,PLC,的,I,/,O,配置图,电机,控制,电路,相似,相差,常用,少用,37,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、扫描方式,读,写,读,写,读,读,指令表,0 LD X0,1 OR Y0,2 ANI X1,3 OUT Y0,4 OUT T0 K100,7 LD T0,8 OUT Y1,9 END,读,读,写,写,写,写,梯形图,38,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,二、扫描方式,39,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,三、工作原理,循环扫描工作方式,PLC工作状态：,运行(RUN)状态，,执行应用程序。,停顿(STOP)状态，,编制与修改程序。,PLC执行一次扫描,操作所需的时间,称为扫描周期。,典型值1100ms。,其中大局部时间,用于完成用户程序,的三个阶段。,40,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,四、输入,/,输出滞后时间,PLC输入输出滞后时间又称为系统响应时间。,它由 输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间,扫描工作方式产生的滞后时间 三局部所组成。,响应延迟时间只有数十毫秒，对一般控制系统影响不大。,扫描工作方式产生的滞后,41,电气控制技术与,PLC,应用可编程控制器概述入门,在逻辑控制场合，,可编程控制器的梯形图和继电器线路图非常相似。,但是这二者之间在运行时序问题上，有着根本的不同。,这就是两种工作方式的差异：,对于继电器-接触器系统，为并行工作方式，,所有触点的动作是和它的线圈通电或断电同时发生的。,对于可编程序控制器系统，为串行工作方式，,由于指令的分时扫描执行，,同一个器件的线圈工作和它各个触点的动作并不同时发生。,举例：,定时点灭控制； 台车往复运动控制。,42,谢谢观赏,