PLC初級(jí)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)PPT課件

1、.,1,PLC初級(jí)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn),上課班級(jí)：11自動(dòng)化1、2班 2011-2012學(xué)年第一學(xué)期,.,2,前 言,PLC初級(jí)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn) 總學(xué)時(shí)數(shù):60,授課時(shí)間:5-19周 職稱: 教 授 聯(lián)系電話Email地址:,.,3,教學(xué)要求及成績(jī)?cè)u(píng)定,聽(tīng)講 日?？记?課堂紀(jì)律 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 成績(jī) 平時(shí)成績(jī): 30分 實(shí)驗(yàn)報(bào)告: 30分 期末考試：40分,.,4,第一章 可編程控制器的基本知識(shí),11 可編程控制器的硬件知識(shí) 1.可編程控制器的基本知識(shí) 2.可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 12 可編程控制器的軟件知識(shí),.,5,11 可編程控制器的硬件知識(shí),PLC的基本知識(shí) 一、繼電接觸控制系統(tǒng)

2、 在PLC產(chǎn)生之前，生產(chǎn)生活中經(jīng)常用的是繼電接觸控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)與PLC相比存在許多不足之處，缺點(diǎn)如下： (1) 設(shè)備體積大 (2) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作慢 (3) 功能較少 (4) 接線復(fù)雜 (5) 觸點(diǎn)易損壞 (6) 改接麻煩 (7) 靈活性較差,.,6,二、PLC的產(chǎn)生 美國(guó)通用汽車公司（GM）在汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下為提高效益，對(duì)繼電接觸控制系統(tǒng)提出了許多要求。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)該公司的要求研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC，全稱：Programmable Logic Controller。 我們給PLC下個(gè)定義： 它是一種帶有指令存儲(chǔ)器和數(shù)字或模擬IO接口，以位運(yùn)算為主，

3、能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置。,.,7,三、PLC的主要功能 根據(jù)PLC的定義我們可以歸納出它的主要功能。其主要功能為： 1邏輯控制 用“與”、“或”、“非”等邏輯指令描述繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)、攢并聯(lián)、并串聯(lián)等。 2定時(shí)控制 設(shè)定了許多定時(shí)器及相關(guān)定時(shí)指令，定時(shí)值可由用戶在編程是設(shè)定。 3計(jì)數(shù)控制 設(shè)定了許多計(jì)數(shù)器及相關(guān)計(jì)數(shù)指令，計(jì)數(shù)值可由用戶在編程是設(shè)定。 4步進(jìn)控制 也叫順序控制。是指在完成一道工序以后再進(jìn)行下一步工序，用移位寄存器和和步進(jìn)指令。,.,8,5AD、DA轉(zhuǎn)換 A表示模擬量，D表示數(shù)字量。它是對(duì)模擬量和數(shù)字量的控制調(diào)節(jié)。 6

4、數(shù)據(jù)處理 可以進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳送，比較和邏輯運(yùn)算，BCD碼的加、減、乘、除運(yùn)算等。 7通信與聯(lián)網(wǎng) 可進(jìn)行遠(yuǎn)程IO控制，可多臺(tái)PLC機(jī)之間的鏈接。 8 對(duì)控制系統(tǒng)監(jiān)控 能記憶某些異常情況，或當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)自動(dòng)終止運(yùn)行，如交通燈的控制。,.,9,四、PLC的主要優(yōu)點(diǎn) 1編程簡(jiǎn)單 指令不多，梯形圖與接線圖相似，只要具有一定的電氣知識(shí)，在短時(shí)間內(nèi)都能學(xué)會(huì)。 2可靠性高 PLC本身具有屏蔽、濾波、隔離、無(wú)觸點(diǎn)等多層次的抗干擾措施，故障率為2萬(wàn)小時(shí)以上。 3通用性好 一臺(tái)PLC只要改變其內(nèi)部程序，就能運(yùn)用于多種控制。 4功能強(qiáng) PLC的主要功能中已具體介紹。 5使用方便 體現(xiàn)在它體積小、重量輕、安裝方便、

5、編程簡(jiǎn)單、易于使用。 6設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試周期短 三者可以同時(shí)進(jìn)行。,.,10,注意： 1世界上幾大著名的PLC生產(chǎn)公司 美國(guó) AB公司、通用電氣公司、哥德公司 德國(guó) 西門子公司 日本 三菱公司、東芝公司 2工業(yè)自動(dòng)化中的三大技術(shù) PLC技術(shù)（單片機(jī)技術(shù)） 機(jī)器人技術(shù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析,.,11,作業(yè),1.可編程控制器有哪些主要特點(diǎn)？ 2.PLC的定義？,.,12,常用低壓電器,一、低壓電器的定義 是指工作在直流1500V、交流1000V（1140V）及以下的電路中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的控制、檢測(cè)、保護(hù)、變換、調(diào)節(jié)等作用的基本器件。 二、低壓電器分類 （一）按操作方式分： 手動(dòng)電器：由人

6、工直接操作才能完成任務(wù)的電器稱為手動(dòng)電器，如刀開(kāi)關(guān)、按鈕和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。 自動(dòng)電器：指不需要人工直接操作，按照電的或非電的信號(hào)自動(dòng)完成接通、分?jǐn)嚯娐啡蝿?wù)的電器稱為自動(dòng)電器，如低壓斷路器、接觸器和繼電器等。,.,13,（二）按用途分： 低壓配電電器：主要用于低壓供電系統(tǒng)，如刀開(kāi)關(guān)、低壓斷路器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和熔斷器等。 低壓控制電器：主要用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)，如接觸器、繼電器、控制器、控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、主令控制器和萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。 （三）按工作原理分： 電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作的電器，如交直流接觸器、電磁式繼電器等。 非電量控制電路：電器的工作是靠外力或非電物理量的變化而動(dòng)作的電器。如刀開(kāi)關(guān)

7、、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。,.,14,1、電磁式控制電器： 由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)組成。 （1）電磁機(jī)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)通常采用電磁鐵的形式，由吸引線圈、鐵心(亦稱靜鐵心或磁軛)和銜鐵(也稱動(dòng)鐵心)三部分組成。其作用原理：當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，電磁吸力克服彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心閉合，由連接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的觸頭動(dòng)作。,1-銜鐵 2-鐵心 3-線圈,.,15,（2）觸頭系統(tǒng)： 觸頭的作用是接通或分?jǐn)嚯娐贰?觸頭的結(jié)構(gòu)有,點(diǎn)接觸式：適用于電流不大場(chǎng)合,橋式觸頭,指式觸頭：適用于分合次數(shù)多，電流大的場(chǎng)合。,面接觸式：電流較大場(chǎng)合。,a-點(diǎn)接觸式 b-面接觸式 c-

8、指式觸頭,.,16,3）滅弧系統(tǒng)： 雙斷口電動(dòng)力吹弧 磁吹滅弧 窄縫(縱縫)滅弧法 柵片滅弧法 1.2 刀開(kāi)關(guān)與組合開(kāi)關(guān) 低壓開(kāi)關(guān)又稱低壓隔離器，是低壓電器中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的一類手動(dòng)電器。主要有刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、以及用刀開(kāi)關(guān)與熔斷器組合成的膠蓋瓷底刀開(kāi)關(guān)和熔斷器式刀開(kāi)關(guān)，還有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。,.,17,（1）型號(hào)： 膠蓋刀開(kāi)關(guān)即開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，適用于交流50Hz，額定電壓?jiǎn)蜗?20V、三相380V，額定電流至100A的電路中，作為不頻繁地接通和分?jǐn)嘤胸?fù)載電路與小容量線路地短路保護(hù)之用。其中三極開(kāi)關(guān)適當(dāng)降低容量后，可作為小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)手動(dòng)不頻繁操作地直接起動(dòng)即分?jǐn)嘤?。常用地有HK1和HK2系

9、列。,一、刀開(kāi)關(guān) （一）閘刀開(kāi)關(guān)（膠蓋刀開(kāi)關(guān)） 1、文字符號(hào)：QS,2、圖形符號(hào)：,3、主要技術(shù)參數(shù)：,單極,雙極,三極,.,18,2）額定參數(shù)：額定電壓 ，額定電流。 4、刀開(kāi)關(guān)的選用 刀開(kāi)關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于電路額定電壓。其額定電流應(yīng)等于(在開(kāi)啟合通風(fēng)良好的場(chǎng)合)或稍大于(在封閉的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)或散熱條件較差的工作場(chǎng)合，一般選1.15倍)電流工作電流。在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)使用還應(yīng)考慮操作方式，如杠桿操作機(jī)構(gòu)、螺旋式操作機(jī)構(gòu)等。當(dāng)用當(dāng)開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，其額定電流要大于電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。,膠蓋刀開(kāi)關(guān)的型號(hào)及其含義如下：,.,19,（二）組合開(kāi)關(guān) 1、文字符號(hào)：QS 2、圖形符號(hào)：,單極,三極,3、基本

10、結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理：,實(shí)物圖,示意圖,.,20,廣泛應(yīng)用于電器設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)、測(cè)量三相電壓和控制7.5kW以下小容量電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)等不頻繁操作的場(chǎng)合。組合開(kāi)關(guān)的額定電壓為220V和380V。額定電流有10A,25A,35A,60A等。產(chǎn)品型號(hào)有HZ5,HZ10系列等。,4、主要技術(shù)參數(shù) （1）型號(hào)：,組合開(kāi)關(guān)的型號(hào)及其含義如下：,（2）額定參數(shù)：額定電壓，額定電流。,.,21,1.3 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)(斷路器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)) 低壓斷路器是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓過(guò)載和短路保護(hù)的電器。可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或短路

11、及欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路。 1、文字符號(hào)：QF,2、圖形符號(hào)：,單極,三極,3、基本結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理：,當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，過(guò)電流脫扣器的銜鐵被吸合，使自動(dòng)脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作；當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，過(guò)載脫扣器的熱元件產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片向上彎曲，推動(dòng)自動(dòng)脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作；當(dāng)電路失壓時(shí)，失壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自動(dòng)脫扣器機(jī)構(gòu)動(dòng)作。,.,22,實(shí)物圖,1-分閘彈簧 2-主觸頭 3-傳動(dòng)桿 4-鎖扣 5-軸 6-過(guò)電流脫扣器 7-熱脫扣器 8-欠壓失壓脫扣器 9-分勵(lì)脫扣器,原理圖,.,23,4、主要技術(shù)參數(shù)（1）型號(hào),DZ20系列低壓斷路器型號(hào)意義：,（2）額定參數(shù)： 額定工作電壓；在數(shù)值上

12、取決于電網(wǎng)的額定電壓等級(jí)，我國(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為AC220、380、660及1140V，DC220、440V等。應(yīng)該指出，同一斷路器可以在幾種額定工作電壓下使用，但相應(yīng)的通斷能力并不相同。,.,24,額定電流：為過(guò)電流脫扣器的額定電流，一般指斷路器的額定持續(xù)電流。 通斷能力：開(kāi)關(guān)電器在規(guī)定的條件下(電壓、頻率及交流電路的功率因數(shù)和直流電路的時(shí)間常數(shù))，能在給定的電壓下接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?，也稱為額定短路通斷能力。 分?jǐn)鄷r(shí)間：指切斷故障電流所需的時(shí)間，它包括固有的斷開(kāi)時(shí)間和燃弧時(shí)間。 5、斷路器的選用： （1）斷路器的額定工作電壓應(yīng)大于或等于線路或設(shè)備的額定工作電壓。對(duì)于配電電路來(lái)說(shuō)應(yīng)注意區(qū)別是電

13、源端保護(hù)還是負(fù)載保護(hù)，電源端電壓比負(fù)載端電壓高出約5%左右。 （2）斷路器主電路額定工作電流大于或等于負(fù)載工作電流。 （3）斷路器的過(guò)載脫扣整定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載工作電流。 （4）斷路器的額定通斷能力應(yīng)大于或等于電路的最大短電流。 （5）斷路器低欠電壓脫扣器額定電壓等于主電路額定電壓。,.,25,PLC,以CPU為核心,.,26,PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置。,PLC的產(chǎn)生與發(fā)展,.,27,PLC的基本組成第一部分,PLC的基本分類,整體式,小型機(jī)常采用整體式,組合式,中、大型機(jī)常采用組合式,.,28,OMRON 公司的整體式 PLC,C28P,

14、.,29,CPM2A,.,30,OMRON 公司的組合式 PLC,.,31,整體式 PLC的基本組成框圖,.,32,組合式 PLC的基本組成框圖,.,33,1. CPU單元,CPU指揮PLC完成各種預(yù)定的功能, 輸入并存儲(chǔ)用戶程序、顯示輸入內(nèi)容和地址；, 輸出并存儲(chǔ)用戶程序、顯示輸出內(nèi)容和地址；, 檢查、校驗(yàn)用戶程序，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤即報(bào)警；, 診斷故障、記憶故障信息并報(bào)警。,.,34,2. 存儲(chǔ)器,系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)程序,用戶程序存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)系統(tǒng)用戶程序,工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù),.,35,3. 輸入/輸出單元,PLC與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁,開(kāi)關(guān)量輸入單元,開(kāi)關(guān)量輸出單元,.,36,光電

15、耦合,輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示,公共端,外部開(kāi)關(guān),輸入點(diǎn),直流輸入電路,.,37,輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示,光電耦合,輸入點(diǎn),外部開(kāi)關(guān),交流輸入電路,.,38,輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示,光電耦合,輸出點(diǎn),公共端,晶閘管輸出電路,.,39,輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示,繼電器,機(jī)械觸點(diǎn),輸出點(diǎn),公共端,繼電器輸出電路,.,40,4. 電源單元,PLC由開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電,開(kāi)關(guān)電源,輸入電壓范圍寬,體積小,重量輕,效率高,抗干擾性能好,有的PLC能向外部提供24V的直流電源,有的PLC能向外部提供24V的直流電源,.,41,5. I/O擴(kuò)展端口,.,42,CPM1A的外設(shè)端口和I/O擴(kuò)展端口,I/O擴(kuò)展端口,.,43,I/

16、O擴(kuò)展端口連接擴(kuò)展器的示意圖,.,44,外設(shè)端口,6. 外設(shè)端口,.,45,7. 編程工具,編程器是對(duì)PLC進(jìn)行操作的工具,專 用 編 程 器,簡(jiǎn)易編程器,圖形編程器,直插式、便攜式,計(jì)算機(jī)輔助編程,在裝有專用編程軟件的計(jì)算機(jī)上編程,.,46,PLC的基本結(jié)構(gòu),一、繼電接觸控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 由輸入設(shè)備、控制線路和輸出設(shè)備組成，如圖所示：,該系統(tǒng)主要由“硬”的元器件組成，包括“硬”開(kāi)關(guān)、“硬”觸點(diǎn)、“硬”接線等，為全硬件控制。,.,47,二、FX1S-30MR的面板介紹,1.型號(hào)介紹,.,48,2.面板的組成 由輸入接線端、輸出接線端、操作面板、狀態(tài)指示欄組成。,.,49,.,50,注意：,PLC

17、每一個(gè)輸出端子（輸出點(diǎn)）在內(nèi)部都對(duì)應(yīng)有一個(gè)完整的電路，如左圖所示。電路中所用到的元器件都是集成的，所以每一個(gè)完整電路就是一個(gè)集成塊。,.,51,選件連接插口,工作方式選擇開(kāi)關(guān),通信接口,可調(diào)電位器,.,52,輸入狀態(tài)指示,運(yùn)行狀態(tài)指示,輸出狀態(tài)指示,電源,程序運(yùn)行,有誤指示,.,53,三、 1.PLC的等效電路 由輸入部分、輸出部分、內(nèi)部控制電路組成,.,54,（1）輸入部分 收集被控設(shè)備的信息或操作指令。 （2）輸出部分 驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 （3）內(nèi)部控制電路 對(duì)從輸入部分得到的信息進(jìn)行運(yùn)算 處理，并判斷哪些功能輸出。 2.PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 由CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口 電路、外設(shè)接口、編程裝置

18、 和電源等組成。 如圖所示：,.,55,四、PLC的工作原理,PLC的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)原理基礎(chǔ)上的，通過(guò)執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。從執(zhí)行到結(jié)束需要一個(gè)不斷循環(huán)掃描的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程分為三個(gè)階段，如下所示：,.,56,作業(yè),1.可編程控制器開(kāi)關(guān)量輸出接口按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類不同可分為幾種形式？ 2.簡(jiǎn)答PLC面板的組成部分。 3.簡(jiǎn)述PLC的掃描工作過(guò)程。,.,57,12 可編程控制器的軟件知識(shí),一、PLC的程序 1.系統(tǒng)程序：PLC自帶的內(nèi)部程序。 2.用戶程序：輸入的程序，有相應(yīng)的編程語(yǔ)言。 二、 PLC的編程語(yǔ)言 最常用的語(yǔ)言是梯形圖和指令語(yǔ)句表。 .梯形圖：從繼電器控制電路圖變化而來(lái)，是目前最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 （1）梯形圖的組成 左母線、右母線、邏輯行。,.,58,（2）畫(huà)梯形圖時(shí)的規(guī)則： 1）左母線只能接觸點(diǎn)，不能接線圈。 2）右母線只能接線圈（不含輸入繼電器線圈），不能接觸點(diǎn)。,錯(cuò)誤畫(huà)法,正確畫(huà)法,.,59,3）一個(gè)編號(hào)的線圈只能用一次，而觸點(diǎn)可以多次使用。 4