电器及PLC控制技术与实训第3章ppt课件

,第,3,章,PLC,概述,单击此处编辑母版标题样式,第三,章 PLC,概述,电器及,PLC,控制技术与实训(西门子）,第,3,章,PLC,概述,第3章 PLC概述,学习目标,【,知识目标,】,1,了解,PLC,的定义；,2,了解,PLC,的组成与工作原理；,3,了解,PLC,的常用编程语言；,4,掌握,S7-200,系列,PLC,的编程元件及存取方式；,【,技能目标,】,1,掌握,I/O,接线方法。,2,掌握,STEP7-Micro/WIN32,编程软件的基本操作。,学习目标【知识目标】【技能目标】1掌握I/O接线方法。,主要内容,3.1 PLC,简介,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,3.3 PLC,的编程语言,3.4,S7-200,系列,PLC,编程元件,3.5,STEP7-Micro/WIN32,编程软件的使用,主要内容 3.1 PLC简介,3.1 PLC,简介,一、可编程序控制器的产生和定义,1969,年美国数字设备公司研制开发出世界上第一台可编程序控制器,1987,年国际电工委员会颁布的,PLC,标准草案：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。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，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外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。,3.1 PLC简介 一、可编程序控制器的产生和定义,二、可编程序控制器的特点,1,抗干扰能力强，可靠性高。,2,控制系统结构简单，通用性强。,3,编程方便，易于使用。,4,功能完善。,5,系统设计、调试的周期短。,6,体积小，维护操作方便。,3.1 PLC,简介,二、可编程序控制器的特点3.1 PLC简介,三、可编程序控制器的分类,1,按,I/O,点数及存储器的容量分为大、中、小三个等级。,小型,PLC,的输入、输出总点数一般在,256,点以下，用户程序存储器容量在,2K,字（,1K=1024,，存储一个,1,或,0,的二进制码称为,1,位，一个字为,16,位）以下。,中型,PLC,的输入、输出总点数在,256-2048,点之间，用户程序存储器容量一般为,2K-8K,字。,大型,PLC,的输入、输出总点数在,2048,点以上，用户程序存储器容量达到,8K,字以上。,2,根据结构形式分为整体式和模块式。,3.1 PLC,概述,三、可编程序控制器的分类3.1 PLC概述,四、可编程序控制器的性能指标,1,存储容量,存储容量是指用户程序存储器的容量。,2,I/O,点数,输入,/,输出（,I/O,）点数是,PLC,可以接受的输入信号和输出信号的总和。,3,扫描速度,扫描速度是指,PLC,执行用户程序的速度。,S7-200,系列,PLC,布尔量执行速度为,0.22u/,指令。,4,指令集,指令集是衡量,PLC,软件功能强弱的指标,。,PLC,所具有的指令种类越多，则说明其软件功能越强大,5,内部元件的种类与数量,3.1 PLC,概述,四、可编程序控制器的性能指标3.1 PLC概述,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,一、可编程序控制器的组成,3.2 PLC的基本组成与工作原理 一、可编程序控制器的组,1,中央处理器（,CPU,）,CPU,主要完成的任务是从存储器中读取指令；执行指令；准备下一条指令；处理中断。,2,存储器,系统存储器，用于存放,PLC,的内部系统管理程序，用户不能更改。,用户存储器，主要用于存储用户程序及工作数据等，其内容可以由用户修改或增删。,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,3.2 PLC的基本组成与工作原理,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,3,输入,/,输出单元（,I/O,接口电路）,（,1,）输入单元通过,PLC,的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成,CPU,所能接受和处理的数字信号输入主机。,（,2,）输出单元用于把用户程序的逻辑运算结果输出到,PLC,外部，具有隔离,PLC,内部电路与外部执行元件的作用，同时兼有功率放大作用。,PLC,输出一般有三种：继电器输出型（,R,）、晶体管输出型（,T,）、晶闸管输出型（,S,）。,3.2 PLC的基本组成与工作原理 3输入/输出,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,3,输入,/,输出单元（,I/O,接口电路）,3.2 PLC的基本组成与工作原理 3输入/输出,4,电源,电源单元是,PLC,的电源供给部分，交流电源经整流和稳压向,PLC,各模块供电，一般,PLC,采用,AC220V,，也可采用,DC24V,。,5,编程器,编程器是,PLC,重要的外围设备，编程器不仅用于编程，还可以利用它进行程序的修改和检查，以及器件的监控。,目前，许多,PLC,都可以利用一条通信电缆与计算机的串行口相连，配以厂家提供的编程软件，进行用户程序的输入和调试。,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,4电源3.2 PLC的基本组成与工作原理,二、可编程序控制器的工作原理,（,1,）上电初始化,（,2,）系统自诊断,（,3,）通讯服务,（,4,）输入处理,（,5,）程序执行,（,6,）输出处理,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,二、可编程序控制器的工作原理3.2 PLC的基本组成与工,3.2 PLC,的基本组成与工作原理,工作过程,3.2 PLC的基本组成与工作原理工作过程,一、梯形图（,LAD,）,3.3 PLC,的编程语言,一、梯形图（LAD）3.3 PLC的编程语言,二、语句表（,STL,）,指令表是一种类似于计算机汇编语言的一种文本语言，即用特定的助记符号来表示某种逻辑关系，指令语句的一般格式为：操作码、操作数。,LD,I0.1,O,Q0.0,AN,I0.2,=,Q0.0,3.3 PLC,的编程语言,二、语句表（STL）3.3 PLC的编程语言,三,、,功能块图,（,FBD,）,S7-200,系列的,PLC,专门提供了功能块图编程语言，它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为盒指令出现的，程序逻辑由这些盒指令的连接决定，在功能块图中，左端为输入端，右端为输出端，输入、输出端的小圆圈表示“非运算”,。,3.3 PLC,的编程语言,三、功能块图（FBD）3.3 PLC的编程语言,四,、顺序功能图（,SFC,）,3.3 PLC,的编程语言,是一种位于其他编程语言之上的图形语言，顺序功能图是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言，它将一个完整的控制过程分为若干步，每一步代表一个控制功能状态，步间有一定的转换条件，转换条件满足就实现转移，上一步动作结束，下一步动作开始，这样一步一步的按照顺序动作。,四、顺序功能图（SFC）3.3,五,、结构化文本（,ST,）,3.3 PLC,的编程语言,结构文本是为,IEC1131-3,标准创建的一种专用的高级编程语言，与,FBD,相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简捷和紧凑。,五、结构化文本（ST）3.3,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,S7-200CPU,模块的主要技术指标,3.4 S7-200系列PLC编程元件 S,一、,数据及存取,S7-200,的编程软元件可以按位操作，也可以按字节、字和双字进行操作。,1.,位、字节、字、双字,位（,bit,）：存储的最小单位，二进制的,1,位只有,0,和,1,两种不同的取值,；,字节（,Byte,）：,8,位构成一个字节，用字母,B,表示，如,IB0,表示,I0.0I0.7,组合。,字（,Word,）：,16,位构成一个字，用字母,W,表示，如,IW0,表示,I0.0I0.7,和,I1.0I1.7,组合。,双字：,32,位构成双字，用字母,D,表示，如,ID0,表示,I0.0I3.7,连续,32,位组合在一起。,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,一、数据及存取S7-200的编程软元件可以按位,一、,数据及存取,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,2.,数据的存取方式,如图所示,，,I3.2,表示字节地址位,3,，位地址为,2,，这种存取方式称为“字节,.,位”寻址方式,一、数据及存取3.4 S7-200系列P,一、,数据及存取,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,2.,数据的存取方式,输入字节,IB3,是由,I3.0I3.7,这,8,位组成的，这种存取方式称为“字节”寻址方式。,相邻的两个字节组成一个字，这种存取方式称为“字”寻址方式。,相邻的两个字组成一个双字，这种存取方式称为“双字”寻址方式。,字节、字和双字对同一地址存取操作的比较,如图所示,一、数据及存取3.4 S7-200系列P,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,1,输入继电器（,I,）,输入继电器又称为输入过程映像寄存器，它与,PLC,的输入端子连接。通过输入接口将外部输入信号状态（闭合时为“,1,”，断开时为“,0,”）读入并存储在输入映像寄存器中。,输入继电器只受外部现场信号控制，触点可无限次使用。,S7-200,的输入继电器用“,I,”来表示，按“字节,.,位,”,方式编址，采用八进制编号，共,128,点，,16,行,8,列。输入继电器可以采用位、字节、字或双字来存取，位存取的编号范围为,I0.0I15.7,。,二、S7-200系列PLC的软元件3.4 S7-200,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,2,输,出,继电器（,Q,）,输出继电器就是,PLC,存储系统中的输出映像寄存器，通过输出端子驱动负载。每一个输出继电器都有一个线圈和无数对的动合、动断触点，编程时触点的使用次数不限，其状态受,PLC,程序控制。,S7-200,的输出继电器用“,Q,”来表示，按“字节,.,位,”,方式编址，按八进制编号，共,128,点，,16,行,8,列。输出继电器可以采用位、字节、字或双字来存取，位存取的编号范围为,Q0.0Q15.7,。,二、S7-200系列PLC的软元件3.4 S7-200,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,输入,/,输出继电器示意图,二、S7-200系列PLC的软元件3.4 S7-200,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,3,通用辅助继电器（,M,）,通用辅助继电器其线圈只受,PLC,程序控制，每个辅助继电器都有无数对动合触点和动断触点供编程使用，但不能用来驱动负载。可以采用位、字节、字或双字来存取，位存取的编号范围为,M0.0M31.7,二、S7-200系列PLC的软元件3.4 S7-200,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,4,特殊标志继电器（,SM,）,具有特殊功能或存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息,的继电器,称为特殊标志继电器,，,用“,SM,”表示。常用的特殊标志继电器,如,：,SM0.0,：,RUN,监控，,PLC,在运行状态时，,SM0.0,总为,ON,。,SM0.1,：初始脉冲，,PLC,由,STOP,转为,RUN,时，,SM0.1 0N 1,个扫描周期。,SM0.4,：分时钟脉冲，占空比为,50%,，周期为,1min,的脉冲串。,SM0.5,：秒时钟脉冲，占空比为,50%,，周期为,1s,的脉冲串。,二、S7-200系列PLC的软元件3.4 S7-200,二、,S7-200,系列,PLC,的软元件,3.4 S7-200,系列,PLC,编程元件,5,定时器（,T,）,定时器相当于继电系统中的时间继电器，当定时器的当前值达到预设值时，定时器发生动作，此时与之对应的常开触点闭合，常闭触点断开。,S7-200,系列,PLC,定时器分为延时接通定时器（,TON,）、延时断开定时