可编程控制器的基本知识课件

plc第一级,第二级,*,可编辑ppt,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,可编辑ppt,*,哈尔滨理工大学,PLC电气控制与组态设计,第一章 可编程控制器的基本知识,11/21/2024,1,可编辑ppt,哈尔滨理工大学PLC电气控制与组态设计第一章 可编程控制器的,可编程序控制器问世于1969年。是美国汽车制造工业激烈竞争的结果。更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正是从汽车制造业开始了对传统继电器控制的挑战。1968年美国General Motors公司，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标。这就是著名的GM 10条。,第一章 可编程控制器的基本知识,第一节 可编程控制器的产生和发展,一、可编程控制器的产生,11/21/2024,2,可编辑ppt,可编程序控制器问世于1969年。是美国汽车制造工业激烈竞争,编程简单，可在现场修改程序,；,可靠性高于继电器控制柜；,体积小于继电器控制柜；,维护方便，最好是插件式；,可将数据直接送入管理计算机；,在成本上可与继电器控制柜竞争；,输入可以是交流115V；,输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；,在扩展时，原系统只需很小变更；,用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。,GM10条是可编程序控制器出现的直接原因：,11/21/2024,3,可编辑ppt,编程简单，可在现场修改程序；GM10条是可编程序控制器出现的,可编程控制器的发展及定义,1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线上。这一时期它,主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称,PLC(Programmable Logic Controller)。,70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，,真正成为一种电子计算机工业控制装置，,故称为可编程控制器，简称PC(Programmable Controller)。但由于PC容易和个人计算机(Personal Computer)相混淆，故人们仍,习惯地,用PLC作为可编程控制器的缩写。,11/21/2024,4,可编辑ppt,可编程控制器的发展及定义9/29/20234可编辑ppt,1985年1月,国际电工委员会的定义,：,“可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，,专为工业环境下应用而设计。,它采用可编程序的存储器，用来在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指令，并通过数字式、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，易于扩充的原则设计,”。,11/21/2024,5,可编辑ppt,1985年1月国际电工委员会的定义：9/,PLC与传统的继电器逻辑相比,可靠性高、逻辑功能强、体积小。,在需要大量中间继电器、时间继电器及计数继电器的场合，PLC 无需增加硬设备。,随着要求的变更PLC对程序修改方便。继电器线路要想改变控制功能，必须变更硬接线，灵活性差。,具有网络通讯功能，可附加高性能模块对模拟量进行处理，实现各种复杂控制功能。,11/21/2024,6,可编辑ppt,PLC与传统的继电器逻辑相比 9/29/20236可编辑pp,PLC与工业控制计算机相比,PLC继承了继电器系统的基本格式和习惯,，,对于有继电器系统方面知识和经验的人来说，尤其是现场的技术人员，学习起来十分方便。,PLC一般是由电气控制器的制造厂家研制生产，,各厂家的产品不通用。,工业控制机,是由通用计算机推广应用发展起来的，一般由微机厂、芯片及板卡制造厂开发生产。它在硬件结构方面的突出优点是,总线标准化程度高，产品兼容性强。,PLC的运行方式与工业控制机不同，,微机的许多软件不能直接使用。,工业控制机可使用通用微机的各种编程语言，对要求快速、实时性强、模型复杂的工业对象的控制占有优势。但它要求使用者具有一定的计算机专业知识。,11/21/2024,7,可编辑ppt,PLC与工业控制计算机相比 9/29/20237可编辑ppt,PLC和工业控制机都是专为工业现场应用环境而设计的。,都具有很高的可靠性。,PLC一般具有模块结构，,可以针对不同的对象进行组合和扩展。,11/21/2024,8,可编辑ppt,PLC和工业控制机都是专为工业现场应用环境而设计的。都具有,第二节 可编程控制器的基本结构,PLC的系统结构,11/21/2024,9,可编辑ppt,第二节 可编程控制器的基本结构9/29/20239,PLC各部分的作用,CPU,诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。,采集现场的状态或数据，并送人PLC的寄存器中。,逐条读取指令，完成各种运算和操作。,将处理结果送至输出端。,响应各种外部设备的工作请求。,11/21/2024,10,可编辑ppt,PLC各部分的作用 9/29/202310可编辑ppt,PLC各部分的作用,存储器,系统程序存储器,：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。,用户存储器：,包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。,注意：,PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。,11/21/2024,11,可编辑ppt,PLC各部分的作用9/29/202311可编辑ppt,PLC各部分的作用,输入输出接口电路,输入接口电路,：,采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的,控制信号转换,成CPU所能接受和处理的,数字信号,。,PLC的输入接口电路（直流输入型）,11/21/2024,12,可编辑ppt,PLC各部分的作用 PLC的输入接口电路（直流输入型）9/,PLC各部分的作用,输出接口电路：,采用光电耦合电路，,将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，,以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。,有三种类型：,继电器输出型,继电器输出型,：,为有触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较低的,直流负载,或,交流负载,回路,。,11/21/2024,13,可编辑ppt,PLC各部分的作用继电器输出型继电器输出型：为有触点输出方式,（b）晶闸管输出型,（c）晶体管输出型,（NPN集电极开路,）,（d）,晶体管输出型,（PNP集电极开路,）,晶体管输出型,：,为无触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较高的,直流,电源负载。,晶闸管输出型：,为无触点输出方式，用于接通或断开,开关频率较高的,交流,电源负载。,11/21/2024,14,可编辑ppt,（b）晶闸管输出型（c）晶体管输出型（d）晶体管输出型,电源,PLC的电源,是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的,直流电源电路或电源模块,。,许多PLC的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压,供内部电路使用，,而且,还可为输入设备提供标准电源。,11/21/2024,15,可编辑ppt,电源 9/29/202315可编辑ppt,手持编程器,手持编程器采用,助记符语言编程,，具有编辑、检索、修改程序、进行系统设置、内存监控等功能。可一机多用，具有使用方便、价格低廉的特点。,缺点：,不够直观,可通过PLC的RS232外设通讯口(或RS422口配以适配器)与计算机联机，,利用专用工具软件,（NPSTGR、FPSOFT、FPWINGR）,对PLC进行编程和监控,。,利用计算机进行编程和监控比手持编程工具更加直观和方便。,11/21/2024,16,可编辑ppt,手持编程器 9/29/202316可编辑ppt,输入输出I0扩展接口,若主机单元的IO点数不能满足需要时,，,可通过此接口用扁平电缆线将IO扩展单元与主机相连，以,增加IO点数,。,PLC的最大扩展能力主要受,CPU寻址能力和主机驱动能力,的限制。,11/21/2024,17,可编辑ppt,输入输出I0扩展接口 9/29/202317可编辑ppt,第三节 可编程控制器的原理及,技术性能,PLC的基本工作原理,微机：,等待命令,的工作方式,PLC：,循环扫描,的工作方式,CPU从第一条指令开始按指令步序号作周期性的循环扫描，如果,无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令,，,周而复始不断循环，每一个循环称为,一个扫描周期。,11/21/2024,18,可编辑ppt,第三节 可编程控制器的原理及9/29/202318可编,一个扫描周期主要分为三个阶段：,输入刷新阶段,程序执行阶段,输出刷新阶段,输入刷新,程序执行,输出刷新,一个扫描周期,输入刷新,PLC的扫描工作过程,用,户,输,出,设,备,输,入,端,子,输,入,锁,存,器,输,入,映,象,寄,存,器,输,出,映,象,寄,存,器,输,出,锁,存,器,输,出,端,子,程序,执行,用,户,输,入,设,备,写,读,读,11/21/2024,19,可编辑ppt,一个扫描周期主要分为三个阶段：输入刷新 程序执行输,PLC的基本工作原理,由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这,两个阶段统称为IO刷新阶段。,实际上，除了执行程序和IO刷新外，PLC还要进行各种错误检测(自诊断功能)并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”。,扫描周期的长短主要取决于程序的长短。,由于每一个扫描周期只进行一次I0刷新，故使系统,存在输入、输出滞后现象。,这对于一般的开关量控制系统不但不会造成影响，,反而可以,增强系统的抗干扰能力。,但对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞后。,11/21/2024,20,可编辑ppt,PLC的基本工作原理9/29/202320可编辑ppt,PLC的主要技术指标,输入输出点数（I/O点数）,内存容量,注意：,“内存容量”实际是指用户程序容量，不包括系统程序存储器的容量。,扫描速度(单位：msk或s/步。),指令条数,内部继电器和寄存器数目,编程语言及编程手段,高级模块,主控模块可实现基本控制功能，,高级模块可实现一些特殊的专门功能。,如AD和DA转换模块等。,11/21/2024,21,可编辑ppt,PLC的主要技术指标9/29/202321可编辑ppt,PLC的内存分配及IO点数,I0继电器区：,I0区的寄存器,可直接与PLC外部的输入、输出端子传递信息，,具有“继电器”的功能，有自己的“线圈”和“触点”。故常称为“I0继电器区”。,内部通用继电器区：,只能在PLC内部使用，,其作用与中间继电器相似，在程序控制中可存放中间变量。,数据寄存器区,：,只能按字使用,，不能按位使用。一般只用来,存放各种数据,。,特殊继电器、寄存器区,：,被系统内部占用,，,专门用于某些特殊目的，一般,不能由用户任意占用,。,系统寄存器区：,用来,存放各种重要信息和参数。,通过用户程序，不能读取和修改系统寄存器的内容。,11/21/2024,22,可编辑ppt,PLC的内存分配及IO点数9/29/202322可编辑pp,第四节 PLC的分类及功能,PLC的分类,按结构形式分类,整体式,模块式,按功能分类,低档机,中档机,高档机,分 类,I0点数,程序容量,超小型机,64点以内,2561000字节,小型机,64256,13.6K字节,中型机,2562048,3.613K字节,大型机,2048以上,13K字节以上,3.,按IO点数和程序容量分类,11/21/2024,23,可编辑ppt,第四节 PLC的分类及功能分 类I,PLC的主要功能,条件控制功能,定时计数控制功能,数据处理功能,步进控制功能,