plc試講PPT精選文檔

1、111 PLC的的歷史背景歷史背景 可編程序控制器可編程序控制器(Programmable Controller)簡稱簡稱為為PC 可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Cntroller)。簡稱為。簡稱為PLC 一一、可編程序控制器的歷史可編程序控制器的歷史 20世紀世紀70年代前年代前 繼電器接觸器控制系統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng) 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉 缺點：靈活性差、可靠性低缺點：靈活性差、可靠性低、耗電多、耗電多、 壽命短壽命短2 1968年美國最大的汽車制造廠家年美國最大的汽車制造廠家通用汽車公司通用汽車公司(GM)為了適

2、應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置，術(shù)指標(biāo)在社會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置，提出了研制可編程序控制器的基本設(shè)想，提出了研制可編程序控制器的基本設(shè)想，其核心為以下四其核心為以下四點，點，即即 (1) 用計算機代替繼電器控制盤。 (2) 用程序代替硬件接線。 (3) 輸入/輸出電平可與外部裝置直接連接。 (4) 結(jié)構(gòu)易于擴展 美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）中標(biāo)并于1969年研出 了世界上第一臺可編程序控制器，型號為PDP-14并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。312 PLC的的分類分類 （1）按

3、控制規(guī)模分類為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用要求，可編程序控制器能夠處理的輸入/輸出信號數(shù)是不一樣的。一般將一路信號叫做一個點，將輸入點數(shù)和輸出點數(shù)的總和稱為機器的點。按照I/O點數(shù)的多少，可將PLC分為超小(微)、小、中、大、超大等五種類型。以上分類是基于習(xí)慣，所以上述分類并不嚴格。按按I/O點數(shù)分類點數(shù)分類4小型機：一體機小型機：一體機，有接口可擴展。有接口可擴展。5中、大型機：模塊式中、大型機：模塊式，可可按按需要在主板上隨意組合。需要在主板上隨意組合。電源模塊CPU模塊底 板IO模塊6 整體式整體式PLC： 又稱單元式或箱體式。整體式又稱單元式或箱體式。整體式PLC是將電源、是將電源、C

4、PU、I0部件都集中裝在一個機箱部件都集中裝在一個機箱內(nèi)。一般小型內(nèi)。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)。 模塊式模塊式PLC：將：將PLC各部分分成若干個單獨的模各部分分成若干個單獨的模塊，如塊，如 CPU模塊、模塊、I0模塊、電源模塊和各種功模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成。模由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結(jié)采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型構(gòu)，有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu)。也采用這種結(jié)構(gòu)。 有的有的PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝疊裝式式PLC。 （

5、1）按結(jié)構(gòu)分類7 按功能分類可分為低檔機、中檔機、高檔機。 （1）按功能分類8 優(yōu)點： 1編程方法簡單易學(xué)編程方法簡單易學(xué) 2可靠性高可靠性高,抗干擾能力強抗干擾能力強 3通用性強通用性強 4系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少 5維修工作量小，維修方便維修工作量小，維修方便 6體積小，能耗低體積小，能耗低13 PLC的的特點特點9 1.主要是主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/O模板不通用，甚至連機柜、電源模板亦各不相同。模板不通用，甚至連機柜、電源

6、模板亦各不相同。 2.編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。互不兼容。 SIEMENS等公司已經(jīng)開發(fā)出以個人計算機為基礎(chǔ)，等公司已經(jīng)開發(fā)出以個人計算機為基礎(chǔ)，在在Windows平臺下，結(jié)合平臺下，結(jié)合IEC11313國際標(biāo)準國際標(biāo)準的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。1014 PLC的的組成組成 工業(yè)控制計算機，其硬件系統(tǒng)都大體相同，主要由中央處理器模塊、存儲器模塊、輸入輸出模塊、編程器和電源等幾部分構(gòu)成。 111.中央處理器(1)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)

7、行指令從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號取入將各種輸入信號取入(3) 把運算結(jié)果送到輸出端把運算結(jié)果送到輸出端(4) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求 PLC的中央處理器一般可分為： （1）通用處理器：8086、80286、80386 （2）單片機芯片：8031、8096 （3）位片式微處理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPU中型PLC多采用16位微處理器或單片機作為CPU大型PLC多采用高速位片式微處理器12 只讀存儲器ROM：存放系統(tǒng)程序2.存儲器 隨機存儲器RAM：存放用戶程序和中間運算數(shù)據(jù) 可電擦寫存儲器EEPROM：

8、存放需要長期保存的重要數(shù)據(jù)13 采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。 輸入接口作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機，如直流輸入電路和交流輸入電路。 輸出接口作用：將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。 輸出三種形式： 繼電器 - 低速大功率 晶閘管 - 高速大功率 晶體管 - 高速小功率3.輸入/輸出接口14 直流輸入電路光電耦合光電耦合輸入點狀輸入點狀態(tài)顯示態(tài)顯示15 繼電器輸出電路輸入點狀輸入點狀態(tài)顯示態(tài)顯示繼電器繼電器16 晶體管輸出電

9、路光電耦合光電耦合17 晶閘管輸出電路18（1）用三極管等有源元件作為無觸點開關(guān)的輸出設(shè)備，與PLC輸入單元的連接時，由于三極管自身有漏電流存在，或者電路不能保證三極管可靠截止而處于放大狀態(tài)，使得即使在截止時，仍會有一個小的漏電流流過，當(dāng)該電流值大于1.3mA時，就可能引起PLC輸入電路發(fā)生誤動作?？稍赑LC輸入端并聯(lián)一個旁路電阻來分流，使流入PLC的電流小于1.3mA 輸入/輸出電路常見問題（2）應(yīng)在輸出回路串聯(lián)保險絲，避免負載電流過大，會損壞輸出元件或電路板。（3）由于輸出端子漏電流和殘余電壓的存在，當(dāng)驅(qū)動不同類型的負載時，需要考慮電平匹配和誤動等問題。19（4）感性負載斷電時產(chǎn)生很高的反

10、電勢，對輸出單元電路產(chǎn)生沖擊，對于大電感或頻繁關(guān)斷的感性負載應(yīng)使用外部抑制電路，一般采用阻容吸收電路或二極管吸收電路20 編程器是PLC的重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個人計算機。4.編程器PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1

11、0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的編程器手持式的編程器21 手持式編程器：不能直接輸人和編輯梯形手持式編程器：不能直接輸人和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。叫做指令編程器。 編程軟件編程：在屏幕上直接生成和編輯編程軟件編程：在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。換。22 電源的直流輸電壓多為直流5V和直流24V。直流5V電源供PLC內(nèi)部使用，直流24V電源除供內(nèi)部使用外還可以供輸入/輸出單元

12、和各種傳感器使用 可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。電源電源其它其它傳感器傳感器cpuI/O接口接口存儲器存儲器5.電源單元23（1）外部設(shè)備接口 外設(shè)接口電路用于連接編程器或其他圖形編程器、文本顯示器、觸摸屏、變頻器等并能通過外設(shè)接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過PC/PPI電纜或使用MPI卡通過RS-485接口與計算機連接，可以實現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能（2）I/O擴展接口 擴展接口用于擴展輸入/輸出單元，它使PLC的控制規(guī)模配置更加靈活，這種擴展接口實際上為總線形式，可以配置開關(guān)量的I/O單元，也可配置模擬量和高速計數(shù)

13、等特殊I/O單元及通信適配器等。6.其它24 I/O擴展端口連接擴展器的示意圖擴展端口連接擴展器的示意圖25 STOP：創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置：創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的的硬件功能，并可下栽到硬件功能，并可下栽到PLC。 RUN: 執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。 改變工作模式改變工作模式: 1.用模式開關(guān)用模式開關(guān) 2.用編程軟件用編程軟件 3.在程序中插入在程序中插入stop2.1 PLC的工作模式的工作模式26000000100001000PLC控制控制00001SB2KMKM繼電器繼電器 控控 制制SB1線圈線圈線圈線圈常開觸點常開觸點常開觸點常開觸點常閉觸

14、點常閉觸點常閉觸點常閉觸點 繼電接觸器與繼電接觸器與PLC控制方案的比較控制方案的比較27QSFRFUKMM3 合刀開關(guān)合刀開關(guān)QS按按SB1 KM線圈線圈得電得電按按SB2 KM線圈線圈失電失電M3 KM輔助觸頭閉合輔助觸頭閉合自自鎖鎖 KM主觸頭閉合主觸頭閉合 M運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) KM輔助觸頭解除輔助觸頭解除自自鎖鎖 KM主觸頭斷開主觸頭斷開 M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)KMSB1KMSB2FR主電路主電路繼電器控制28QSFRFUKMM3KMFRX0X1COMCOMY0COM1COM1Y0X0Y0 220 VSB1SB2PLCX1主電路主電路控制電路控制電路用戶程序用戶程序PLC控制方案 29應(yīng)用程軟件編程語言（

15、1 1）梯形圖梯形圖（Ladder diagramLadder diagram）梯形圖語言是一種以圖形）梯形圖語言是一種以圖形符號及圖形符號在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程符號及圖形符號在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電接觸器控制電路演變過來的。語言，是從繼電接觸器控制電路演變過來的。（2 2）指令表指令表 （Instruction listInstruction list）指令表也叫做語句表。）指令表也叫做語句表。它和單片機程序中的匯編語言有點類似，由語句指令依它和單片機程序中的匯編語言有點類似，由語句指令依一定的順序排列而成。一定的順序排列而成。（3 3）順序功能圖順序功能

16、圖（Sequential function chartSequential function chart）順序功）順序功能圖常用來編制順序控制類程序。它包含步、動作、轉(zhuǎn)能圖常用來編制順序控制類程序。它包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。換三個要素。 30（4 4）功能塊圖功能塊圖（Function block diagramFunction block diagram）功能塊圖是）功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，熟悉數(shù)字電路一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，熟悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的的人比較容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方框的

17、左側(cè)為邏輯運算的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點表示點表示“非非”運算，信號自左向右流動。就像電路圖運算，信號自左向右流動。就像電路圖一樣，它們被一樣，它們被“導(dǎo)線導(dǎo)線”連接在一起，如下圖所示。連接在一起，如下圖所示。 Sw1 OR AND Test1 Test2 %IX3 SR S1 Q1 R Reset Start 31 PLC PLC 可看成是由各種功能元器件（可看成是由各種功能元器件（軟元件軟元件）組成的工業(yè)控）組成的工業(yè)控制器。利用編程語言，按照一定的邏輯關(guān)系對這些軟元件制器。

18、利用編程語言，按照一定的邏輯關(guān)系對這些軟元件進行編程（進行編程（調(diào)用調(diào)用），就可實現(xiàn)某種控制要求。），就可實現(xiàn)某種控制要求。 PLC PLC 的編程軟元件實質(zhì)上是存儲器單元的編程軟元件實質(zhì)上是存儲器單元，每個單元都有惟，每個單元都有惟一的地址。為了滿足不同的功用，一的地址。為了滿足不同的功用，存儲器單元作了分區(qū)，存儲器單元作了分區(qū)，因此，也就有了不同類型的編程軟元件。因此，也就有了不同類型的編程軟元件。 在系統(tǒng)軟件的安排下，不同的軟元件具有不同的功能在系統(tǒng)軟件的安排下，不同的軟元件具有不同的功能。FX2NFX2N系列系列PLC PLC 編程軟元件如下表所示。編程軟元件如下表所示。 32FX2N

19、系列系列PLC編程軟元件一覽表編程軟元件一覽表 （1）33FX2N系列系列PLC編程軟元件一覽表編程軟元件一覽表 （2）34FX2N系列系列PLC編程軟元件一覽表編程軟元件一覽表 （3）35編程軟件的使用編程軟件的使用（1）系統(tǒng)啟動：雙擊桌面圖標(biāo)）系統(tǒng)啟動：雙擊桌面圖標(biāo)打開的打開的SWOPC-FXGPWIN-C窗口如下圖所示窗口如下圖所示。36選取選取 文件文件 菜單下的菜單下的 退出退出 命令，即可退出命令，即可退出SWOPC-FXGPWIN-C系統(tǒng)，如下圖所示。系統(tǒng)，如下圖所示。37文件的管理圖文件的管理圖 創(chuàng)建新文件創(chuàng)建新文件 創(chuàng)建新的順控程序的操作方法是：選擇創(chuàng)建新的順控程序的操作方法

20、是：選擇文件文件新文件新文件 ，或者按，或者按CtrlN鍵鍵，然后在，然后在PLCPLC類型設(shè)置對話框中類型設(shè)置對話框中選擇順控程序的目標(biāo)選擇順控程序的目標(biāo)PLCPLC類型，如選擇類型，如選擇FX2FX2系列系列PLCPLC后，單擊后，單擊確確認認，或者按，或者按O鍵即可，如圖下圖所示。鍵即可，如圖下圖所示。 38 打開文件打開文件 選擇選擇文件打開文件打開菜單或按菜單或按Ctr1O鍵，在打開的文件菜單中選擇一個所需的順控指令程序后，鍵，在打開的文件菜單中選擇一個所需的順控指令程序后，單擊單擊確認確認即可，如下圖所示。即可，如下圖所示。39 文件的保存和關(guān)閉文件的保存和關(guān)閉 如果是第一次保存，

21、屏幕顯示如圖所示的如果是第一次保存，屏幕顯示如圖所示的文件菜單對話框，可通過該對話框?qū)?dāng)前程序賦名并保存。操文件菜單對話框，可通過該對話框?qū)?dāng)前程序賦名并保存。操作方法是：執(zhí)行作方法是：執(zhí)行文件保存文件保存，或按，或按Ctr1S鍵鍵操作即可。操作即可。40將已處于打開狀態(tài)的順控程序關(guān)閉，再打開一個已有的程序及相將已處于打開狀態(tài)的順控程序關(guān)閉，再打開一個已有的程序及相應(yīng)的注釋和數(shù)據(jù)。操作方法：執(zhí)行應(yīng)的注釋和數(shù)據(jù)。操作方法：執(zhí)行文件關(guān)閉打開文件關(guān)閉打開菜單菜單操作即可，如圖所示。操作即可，如圖所示。41（3）梯形圖編程）梯形圖編程 編輯操作編輯操作 梯形圖單元梯形圖單元塊的剪切、拷貝、粘貼、塊的剪

22、切、拷貝、粘貼、刪除、塊選擇刪除、塊選擇以及以及行刪除行刪除和和行插入行插入，通過，通過執(zhí)行執(zhí)行編編輯輯菜單欄實現(xiàn)。菜單欄實現(xiàn)。元件名元件名的輸入、元件注釋、線圈的輸入、元件注釋、線圈注釋以及梯形圖單元塊的注釋以及梯形圖單元塊的注釋，注釋，也可通過也可通過執(zhí)行執(zhí)行編編輯輯菜單欄實現(xiàn)，如圖所菜單欄實現(xiàn)，如圖所示。示。42 元件輸入元件輸入 觸點、線圈、特殊功能線圈和連接導(dǎo)線的輸入，觸點、線圈、特殊功能線圈和連接導(dǎo)線的輸入，程序的清除，通過程序的清除，通過執(zhí)行執(zhí)行工具工具菜單欄菜單欄實現(xiàn)，如圖所示。實現(xiàn)，如圖所示。 梯形圖的轉(zhuǎn)換梯形圖的轉(zhuǎn)換 將創(chuàng)建的梯形圖將創(chuàng)建的梯形圖轉(zhuǎn)換格式轉(zhuǎn)換格式存入計算機中

23、，操作方法是：存入計算機中，操作方法是：執(zhí)行執(zhí)行工具轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換菜單操作或菜單操作或按按F4鍵，鍵，如圖所示。在轉(zhuǎn)換過程中顯如圖所示。在轉(zhuǎn)換過程中顯示梯形圖轉(zhuǎn)換信息，示梯形圖轉(zhuǎn)換信息，如果在不完成轉(zhuǎn)如果在不完成轉(zhuǎn)換的情況下關(guān)閉梯形圖窗口，被創(chuàng)建換的情況下關(guān)閉梯形圖窗口，被創(chuàng)建的梯形圖被抹去！的梯形圖被抹去！43 查找查找 光標(biāo)移到程序的頂、光標(biāo)移到程序的頂、底和指定程序步顯示程序，底和指定程序步顯示程序，有關(guān)元件接點、線圈和指令有關(guān)元件接點、線圈和指令的查找，元件類型和編號的的查找，元件類型和編號的改變，元件的替換，通過改變，元件的替換，通過執(zhí)執(zhí)行行查找查找菜單欄菜單欄實現(xiàn)，如實現(xiàn)，如圖所示。

24、圖所示。44（4）指令表編程指令表編程 執(zhí)行執(zhí)行視圖視圖指令表指令表或按或按N鍵，鍵，可實現(xiàn)指令表狀態(tài)下的編程；可實現(xiàn)指令表狀態(tài)下的編程；通過通過視圖指令表視圖指令表或或梯形圖，可梯形圖，可實現(xiàn)指令表程實現(xiàn)指令表程序與梯形圖程序之間的轉(zhuǎn)換序與梯形圖程序之間的轉(zhuǎn)換，如圖所示。如圖所示。45（5）程序的檢查程序的檢查 執(zhí)行執(zhí)行選項程序檢選項程序檢查查，選擇相應(yīng)的檢查內(nèi)容，選擇相應(yīng)的檢查內(nèi)容，單擊單擊確認確認，可實現(xiàn)對程序，可實現(xiàn)對程序的檢查，如圖所示。的檢查，如圖所示。46（6）程序的傳送功能程序的傳送功能 讀入讀入將將PLC中的中的程序傳送到計算機程序傳送到計算機中。中。 寫出寫出將計算機中的將

25、計算機中的程序發(fā)送到程序發(fā)送到PLC中。中。 校驗校驗將將計算機與計算機與PLC中的程中的程 序加以比較校驗序加以比較校驗，操作方法是執(zhí)，操作方法是執(zhí) 行行PLC 傳送傳送 讀入、讀入、 寫出寫出、 校驗校驗菜單完成操作。菜單完成操作。 當(dāng)選擇讀入時，應(yīng)在當(dāng)選擇讀入時，應(yīng)在PLC 模式設(shè)置模式設(shè)置對話框中將已經(jīng)連接對話框中將已經(jīng)連接 的的PLC模式設(shè)置好，操作菜單如模式設(shè)置好，操作菜單如 圖所示。圖所示。 47輸入采樣信號 輸入/輸出模塊電路是PLC與被控設(shè)備間傳遞輸入/輸出信號的接口部件。48當(dāng)輸入信號經(jīng)過一些列處理后，通過輸出端輸出。晶體管輸出晶體管輸出繼電器輸出繼電器輸出49PLC等效工作