PLC 1 2章(1)

1、主講老師：主講老師：任齊任齊32學時電氣控制技術(shù)簡介電氣控制技術(shù)簡介v 電氣控制技術(shù)電氣控制技術(shù)主要是指對工業(yè)電氣設備進行檢測和控制的技術(shù)。或者說設計一個控制系統(tǒng)所涉及的技術(shù)v 繼電器特點繼電器特點：30年代發(fā)明了、結(jié)構(gòu)簡單、干擾性強，易維護。但是構(gòu)成復雜系統(tǒng)需用眾多設備，變更設計困難。v 隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，簡單的繼電器電路無法滿控制的要求。同時由于計算機技術(shù)逐漸成熟，人們提出了研制可編程控制器可編程控制器的思想：把計算機技術(shù)和繼電氣把計算機技術(shù)和繼電氣控制系統(tǒng)結(jié)合起來，將硬件聯(lián)線邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)為軟件程序控制系統(tǒng)結(jié)合起來，將硬件聯(lián)線邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)為軟件程序設計；而且要求程序簡單易學，適合工業(yè)環(huán)境

2、下運行。設計；而且要求程序簡單易學，適合工業(yè)環(huán)境下運行。v 1969年，美國數(shù)字設備公司美國數(shù)字設備公司（DEC)制造了世界上第一臺PLC控制器，應用在通用汽車生產(chǎn)線上。應用至今，cpu已采用32位微處理器，功能強大，應用在工業(yè)控制所有領(lǐng)域。v 電氣控制技術(shù)簡介電氣控制技術(shù)簡介 plc特點：特點：v 1、可靠性強可靠性強：內(nèi)部采用半導體無觸點開關(guān)，無火花，不老化。輸入輸出采用光電隔離，采取軟硬件抗干擾技術(shù)，特別適合環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境。v 2、編程簡單：采用梯形圖語言編程，其表達方式與繼電器電路接線圖相近。v 3、通用性好：系列化，采用框架和模塊組合滿足各種工況的要求。v 4、功能強大：最廣泛應

3、用對開關(guān)量、模擬量監(jiān)測、控制，同時可單機工作，或控制一個機群，或作為下位機與上位機通訊。v 5、體積小、功耗低：采用半導體集成電路，結(jié)構(gòu)緊湊，便于一體化。v 6、設計施工周期短：利用軟件代替大量的中間繼電器、時間及繼電器等大大縮短設計周期PLC應用領(lǐng)域應用領(lǐng)域1、開關(guān)量的邏輯控制、開關(guān)量的邏輯控制：plc輸入輸出信號都是開關(guān)量信號，并且可以擴展。廣泛應用在機床、電機、電梯、冶金、化工生產(chǎn)線上。2、模擬量控制、模擬量控制：配上AD、DA、PID等模塊可以對溫度、壓力、流量、液位等模擬量進行控制。3、機械運動控制、機械運動控制：采用專用的運動控制模塊，對伺服電機和步進電機的速度、位置進行控制。4、

4、通訊、聯(lián)網(wǎng)及集散控制、通訊、聯(lián)網(wǎng)及集散控制：通過網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)PLC與PLC通訊、聯(lián)網(wǎng)和與上位計算機的通訊；實現(xiàn)PLC分散控制，計算機集中管理的集散控制。5、數(shù)據(jù)處理：電氣控制技術(shù)課程內(nèi)容包括兩部分：電氣控制技術(shù)課程內(nèi)容包括兩部分：第一部分第一部分：繼電接觸器控制繼電接觸器控制系統(tǒng)系統(tǒng)：包括低壓電器元件、常用電氣控制原理特點：簡單、易于維護。缺點：適用小系統(tǒng)、不易改造。第二部分第二部分：PLC可編程控制器原理及應用可編程控制器原理及應用PLC是一種以微處理器為核心，帶有指令存儲器和I/O電路，將自動化、計算機、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。特點：工業(yè)控制機、抗干擾、梯形圖編程、系統(tǒng)設計更改

5、方便1、概述：、概述：30年代出現(xiàn)繼電器，廣泛應用適用簡單系統(tǒng)、不易改造2、常用低壓電器(交流01200V伏直流01500V)2.1按鈕開關(guān)紅色：停綠色：啟動型號：LA2、LA10按鈕開關(guān)4321紅色：停SB常閉綠色：啟動型號：LA2、LA104321未按下SB常開按下第一章第一章 繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)12常閉按鈕圖例常開按鈕圖例342.2自動開關(guān)自動開關(guān)：或空氣開關(guān)、低壓斷路器l保護功能：短路、失壓、欠壓、過載圖形符號QF2.3行程開關(guān)行程開關(guān)：用于檢測工作機械位置，原理類似按鈕觸頭有常開合常閉兩種。型號：LX10LX21SQ常開SQ常閉近年出現(xiàn)許多無觸點電子開關(guān)，如光電、磁

6、、霍爾（原理）。工件220停停停停SQ1SQ22.4繼電器繼電器由電磁線圈、鐵心、觸頭組成?？煽刂拼箅娏髫撦d，如電機等。線圈常開觸頭常閉觸頭鐵心線圈1靜觸頭2動觸頭3動觸頭4靜觸頭I2.5繼電器繼電器：包括電磁式繼電器、時間繼電器、熱繼電器。a、電磁式繼電器：包括電壓繼電器(KV)、電流繼電器(KI)、中間繼電器KA。KAKA常開KA常閉 b、時間繼電器時間繼電器： 通電延時：通電后，經(jīng)過一段延時后，觸點才動作。斷電延時：斷電后，經(jīng)過一段延時后，觸點才動作KT通電延時：常開常閉c、熱繼電器熱繼電器：過熱動作繼電器 原理觸頭 組成及原理：由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片A、B壓焊而成，受熱時膨脹系數(shù)大

7、的A要比B B長，繼電器動作AB3、電氣圖繪制及讀圖、電氣圖繪制及讀圖電氣圖表示方法有兩種：電氣圖表示方法有兩種：電氣原理圖和電氣安裝圖電氣原理圖和電氣安裝圖原理圖：強電部分左側(cè),控制部分(弱電）右側(cè)，所有電器觸點狀態(tài)均按未通電或未受力、熱。安裝圖：電器實際位置圖，同一符號的線圈和觸頭在一起。圖標：見表圖標：見表2-14、基本本控制線路基本本控制線路強電部分控制部分4.1點動380SBKMSBSBKMKMKMMSBKMKMSB1+-電動機起動、制動保護電路起動按鈕制動按鈕4.2常動（帶自鎖功能）：SBSBKM自鎖SBKMSB1KMKMKMSBKM自鎖SBKMSB1SB1KM+-保持功能的圖SB

8、1SB2SB3SBnSBnSB3SB2SB1多點遠程開機多點遠程關(guān)機KMKM4.4正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)電路正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)電路原理：三相交流電機任意兩相對調(diào)，電機反轉(zhuǎn)，如圖KM1合正轉(zhuǎn)，KM2合U、W兩相對調(diào)，反轉(zhuǎn)。SB2KM1鎖SB1KM1SB3合KM2鎖SB1合KM2a、手動正反轉(zhuǎn)手動正反轉(zhuǎn)MKM1KM2UVWUVWQKSB1KM1SB3KM2SB2KM1KM2正傳反傳 b b、正反轉(zhuǎn)加互鎖、正反轉(zhuǎn)加互鎖電機正反轉(zhuǎn)繼電器KM1、KM2同時吸合電源就會短路，互鎖電路中，KM1通，其常閉觸頭應斷開KM2繼電器線圈。反之，KM通，其常閉觸頭開，KM繼電器線圈斷電。正轉(zhuǎn)SB2KM1KM2SB1KM1反轉(zhuǎn)S

9、B3KM2KM1SB1KM2KM1KM2SB1KM1SB2KM2SB3KM2KM1工件220停停停停SQ1SQ2正C、正正反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)自自動動循循環(huán)環(huán)電電路路反轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：KM2SB3KM2SQ2KM2正轉(zhuǎn)：正轉(zhuǎn)：KM1SB2KM1SQ1KM2(SQ1)4.5連鎖控制線路連鎖控制線路電器設備間互相約束或配合SB2 KM1 KM2 SB1KM1SB2KM2SB3KM2SB2KM1SB1 KM1 KM2 連鎖控制線路連接規(guī)律連鎖控制線路連接規(guī)律: 先動作的接觸器常開觸點串聯(lián)在后動作的接觸器的線圈電路中先動作的接觸器常開觸點串聯(lián)在后動作的接觸器的線圈電路中KA1M1工序1工序2工序3工序4KA2M2KA3

10、M3KA4M4SQ1SQ2SQ3SQ44.6步進控制線路步進控制線路：一個工序結(jié)束后自動轉(zhuǎn)換到下一個工序，工序結(jié)束由SQ行程開關(guān)發(fā)出信號。如下順序工作生產(chǎn)線：在工序1時，繼電器KA1合、電機M1工作，當工件壓到行程開SQ1時KA1斷電，工序1結(jié)束，同時KA2通電，電機M2工作，工序2開始.工件程序4程序1程序2程序3KA2(SQ1+KA1)SB2KA1SQ1KA1(KA2)KA1工作時，一個常開觸頭保證下一個工序順序執(zhí)行。SB1SQ1KA1SB2KA2KA1KA2KA3SQ2KA3KA2KA4KA4KA5KA4KA4KA3SQ3KA5KA5：一個工序結(jié)束后自動轉(zhuǎn)換到下一個工序，工序結(jié)束由SQ行

11、程開關(guān)發(fā)出信號。程序4程序1程序2程序3KA2(SQ1+KA1)SB2KA1SQ1KA1(KA2)KA1工作時，一個常開觸頭保證下一個工序順序執(zhí)行。SB1KA1SQ1KA1SB2KA2KA1KA2KA3SQ2KA3KA2KA2KA4KA4KA5KA4KA4KA3KA3SQ3KA5KA5KA4：一個工序結(jié)束后自動轉(zhuǎn)換到下一個工序，工序結(jié)束由SQ行程開關(guān)發(fā)出信號。380V380V380V相電壓220V星型啟動時,電機每相電壓220v380V380V380V相電壓380V啟動結(jié)束、正常角形工作,每相380v4.7電動機的Y 降壓啟動 RaEaUIaIa380VKMY星形降壓啟動，T后KM 合，KMY

12、、KM 不能同時工作，KM為總開關(guān)SB1（合）（合）KM（合）（合）KMY(合）合）KT（通）（通）TKM(斷）KT（動作）（動作）KMYKM （斷）（合）KMYSB1KMYKMSB2KMKMKTKMKTKTKMKMABCKMYUVWKM380V380V380V5電動機保護電路電動機保護電路短路、過流、過載、零電壓、欠壓、弱磁保護等5.1短路保護;電路短路或絕緣破壞,會產(chǎn)生巨大的電流,破壞設備,引起火災。常用保護設備：自動開關(guān)、熔斷器5.2過流保護:電機啟動、制動或負載發(fā)生變化時，會產(chǎn)生較大的電流（比短路電流小）會破壞設備。常用保護設備：自動開關(guān)、過流繼電器I5.3、過載保護又成過熱保護，一般

13、是負載超過額定值或掉相，使電機發(fā)熱。常用設備：熱繼電器，配合短路保護。5.4、零電壓、欠壓保護：零電壓保護：防止電壓恢復時，電壓自動啟動。（一般啟動由按鈕開關(guān)啟動）欠壓保護：電壓太低會引起電機電流大，轉(zhuǎn)矩降低。5.5弱磁保護:第二章可編程控制器的基礎知識第二章可編程控制器的基礎知識1.1PLC的產(chǎn)生：30年代發(fā)明了繼電器，特點結(jié)構(gòu)簡單、干擾性強，易維護。但是構(gòu)成復雜系統(tǒng)需用眾多設備，變更設計困難。60年代美國DEC公司生產(chǎn)第一臺由邏輯電路組成的PLC控制器，應用在福特汽車生產(chǎn)線上。目前被廣泛的應用各類自動化生產(chǎn)線上。PLC是一種以微處理器為核心，帶有指令存儲器和輸入輸出接口，將自動化技術(shù)、計算

14、機技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新興工業(yè)控制裝置。1.2、PLC特點特點：）抗干擾能力強：硬件：光電隔離、電磁屏蔽、濾波、I/O電源隔離軟件：自診斷功能、周期掃描方式。平均無故障間隔25萬小時。（5年）編程簡單：梯形圖、助記符）功能強大：數(shù)據(jù)處理、模擬量檢測控制、通訊、過程控制、運動控制。）主要應用：開關(guān)量輸入輸出控制。5)體積小、功耗低6）設計施工周期短PLC可以在實驗室內(nèi)模擬調(diào)試，用軟件代替大量的繼電器等，便于更改。1.3、PLC組成和原理組成和原理1.3.1、一般構(gòu)成、一般構(gòu)成CPU、存儲器、開關(guān)量存儲器、開關(guān)量I/O電路、電源、外設接口、電路、電源、外設接口、I/O擴展擴展電源電源CPU存儲

15、器存儲器輸入輸入外設接口外設接口I/O擴展擴展輸出輸出增加I/O點數(shù)打印機等1.CPU控制指揮中心控制指揮中心:采用微處理器入采用微處理器入Z80A、8080及單片機等及單片機等2.存儲器：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器。存儲器：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器。3.輸入輸出電路輸入輸出電路:(plc以開關(guān)量輸入輸出控制為以開關(guān)量輸入輸出控制為主主,處理模擬量需加模塊處理模擬量需加模塊)4.輸入輸入內(nèi)部電路內(nèi)部電路24vcom光電隔離光電隔離電壓轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換R內(nèi)存地址中某位如x05.輸出接口電路輸出接口電路a、繼電器輸出:負載交直流均可KA負載PLCb、晶體管輸出型NPN(PNP)c、晶閘管輸出

16、型接交流夫在接直流負載、內(nèi)部電路內(nèi)部電路PLC內(nèi)部電路內(nèi)部電路PLCAC6、電源、電源采用開關(guān)電源，為了抗干擾一般輸入輸出回路電源分設。7、外設接口：、外設接口：接打印機等8、擴展、擴展I/O接口：接口：擴展輸入輸出點數(shù)，AD、DA等也是通過該接口與主機相連。1.3.2PLC基本工作原理基本工作原理PLC為循環(huán)掃描工作方式:采樣、程序執(zhí)行，輸出刷新。1、輸入采樣、輸入采樣順序的將輸入端口狀態(tài)存入輸入狀態(tài)寄存器，然后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。2、程序執(zhí)行階段逐條執(zhí)行程序，結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器3、輸出刷新將輸出狀態(tài)寄存器內(nèi)容輸出驅(qū)動設備。輸出刷新程序執(zhí)行輸入采樣與計算機通訊自診斷繼電器電路PLC梯形圖1

17、、電氣符號：繼電器電路中為物理器件，在PLC梯形圖表示對寄存器的位操作，1或0（對應電路導通截止）X、Y分別代表輸入輸出寄存器。2、線圈:PLC除繼電器外還有定時器、計數(shù)器等3、觸點：繼電器數(shù)量有限，且可能接觸不良。PLC可以有無數(shù)個觸頭。4、執(zhí)行工作方式：繼電器電路屬并聯(lián)方式，PLC屬串聯(lián)。5、查詢工作方式：PC查詢等待式，PLC循環(huán)掃描（可能會有滯后現(xiàn)象）KM1KM2SB1KM1SB2KM2SB3KM2KM1X0X1Y1Y0Y1Y1Y0Y0X21.4.1T形圖語言形圖語言PLC編程可采用：T形圖語言程序、助記符語言,、功能邏輯圖等其中T形圖是把控制系統(tǒng)中各種元件及命令用圖形符號代替1.4.

18、2助記符語言助記符語言PLC也可以采用助記符語言編程。是一種類似匯編語言的簡單語言，與梯形圖一一對應。便于現(xiàn)場由手持編程器工作。助記符語言包括2部分：操作碼操作數(shù)STX0OTY0各個PLC生產(chǎn)廠家T形圖和編程語言不同X0Y01.5PLC的性能指標與分類的性能指標與分類1、I/O點數(shù)點數(shù)：輸入輸出端子個數(shù)，可以擴展。如C24I/O為16/8。2、程序容量、程序容量：指令按步存放，1步占用2字節(jié)程序容量(k)=總步數(shù)*2字節(jié)/1000(k)3、掃描速度：執(zhí)行1000步程序所需要時間,ms/k.松下電工的FP1掃描速度為1.6S/k4、指令條數(shù)：松下PLC有80條基本指令，100余條高級指令名稱助記

19、符步數(shù)檢測ST1置位SET35、內(nèi)部繼電器和寄存器xX0 x12F輸入繼電器yY0y12輸出繼電器RR01R62F內(nèi)部通用寄存器RR9000!R903F特殊寄存器TT0T99定時器CC100C143計數(shù)器WXWX0WX12F字輸入繼電器WYWY0WY12字輸出繼電器DTDT0DT8999數(shù)據(jù)寄存器SVSV0SV143設定值寄存器EVSE0E143經(jīng)過值寄存器K十進制常數(shù)H十六進制常數(shù)6、特殊功能及高級模塊特殊功能：脈沖捕捉、高速計數(shù)、脈沖輸出。高級模塊：A/D、D/A、溫度模塊、高級語言模塊等小結(jié)：小結(jié)：1、PLC采用微處理器為中央控制單元，最適合開關(guān)量輸入輸出控制。2、發(fā)展方向：大型化，功能

20、強。小型化功，功能專一。3、特點：可靠性強、編程簡單、功能強大。應用領(lǐng)域：開關(guān)量邏輯控制、模擬量控制、機械運動控制。4、計算機結(jié)構(gòu)，I/O光電隔離。5、采用循環(huán)掃描工作方式，有助于抗干擾，但是產(chǎn)生滯后。6、PLC采用T形圖和助記符編程作業(yè)：p171.41.51.71.101.3、PLC組成和原理組成和原理1.3.1、一般構(gòu)成、一般構(gòu)成CPU、存儲器、開關(guān)量存儲器、開關(guān)量I/O電路、電源、外設接口、電路、電源、外設接口、I/O擴展擴展電源電源CPU存儲器存儲器輸入輸入外設接口外設接口I/O擴展擴展輸出輸出增加I/O點數(shù)打印機等小節(jié)1.3、PLC組成和原理組成和原理1.3.1、一般構(gòu)成、一般構(gòu)成CPU、存儲器、開關(guān)量存儲器、開關(guān)量I/O電路、電源、外設接口、電路、電源、外設接口、I/O擴展擴展電源電源CPU存儲器存儲器輸入輸入外設接口外設接口I/O擴展擴展輸出輸出增加I/O點數(shù)打印機等1.CPU控制指揮中心控制指揮中心:采用微處理器入采用微處理器入Z80A、8080及單片機等及單片機等2.存儲器：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器。存儲器：系