第三章第三節(jié)可編程控制器

1、天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源1智智 能能 建建 筑筑 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識識 模塊三模塊三 智能樓宇現(xiàn)場控制設備智能樓宇現(xiàn)場控制設備 智能樓宇現(xiàn)場控制設備智能樓宇現(xiàn)場控制設備通常由檢測設備通常由檢測設備（傳感器）（傳感器）、控制設備、控制設備（控制器）（控制器）、執(zhí)行設備、執(zhí)行設備（執(zhí)行器）（執(zhí)行器）等組成?，F(xiàn)場控制器接收來自現(xiàn)等組成。現(xiàn)場控制器接收來自現(xiàn)場的輸入信息，實時地與設定值進行比較并進行場的輸入信息，實時地與設定值進行比較并進行PIDPID運算，實現(xiàn)各種運算，實現(xiàn)各種邏輯控制，并邏輯控制，并將最終結(jié)果輸出給執(zhí)行裝置（

2、閥門、風門、電動控制將最終結(jié)果輸出給執(zhí)行裝置（閥門、風門、電動控制單元等）完成對應的機械動作（位移、旋轉(zhuǎn)）。單元等）完成對應的機械動作（位移、旋轉(zhuǎn)）。本模塊針對智能樓本模塊針對智能樓宇中常用的現(xiàn)場控制設備進行學習，使學生對智能樓宇的控制和調(diào)宇中常用的現(xiàn)場控制設備進行學習，使學生對智能樓宇的控制和調(diào)節(jié)有個初步的認識和了解。節(jié)有個初步的認識和了解。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源2模塊三1傳感器與驅(qū)動裝置傳感器與驅(qū)動裝置2直接數(shù)字控制器直接數(shù)字控制器3可編程控制器可編程控制器天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電

3、系列課程教學資源機電系列課程教學資源3學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器一、可編程控制器概述一、可編程控制器概述天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源4學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的概念 可編程控制器可編程控制器（PLCPLC）誕生于美國。國際電工委員會對）誕生于美國。國際電工委員會對PLCPLC的定義是：的定義是：可編程控制器可編程控制器是一種是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程的存儲器可編程的存儲器

4、，用來，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作算等操作的命令，并的命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或自動化設備以及生產(chǎn)過程。各種類型的機械或自動化設備以及生產(chǎn)過程。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源5學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 硬 件 系 統(tǒng) 組 成天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源6學習單元學習單

5、元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 軟 件 編 程 環(huán) 境天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源7學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 的 主 要 應 用天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源8學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的功能高速計數(shù)功能；高速計數(shù)功能；邏輯處理功能；邏輯處理功能；1順序控制功能；順序控制功能；2數(shù)據(jù)運算功能；數(shù)據(jù)運算功能；3內(nèi)部定時功能；內(nèi)部定時功能；4567中斷處理功能；中斷處理功能；程序與數(shù)據(jù)存儲功

6、能；程序與數(shù)據(jù)存儲功能；8網(wǎng)絡通信功能。網(wǎng)絡通信功能。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源9學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的特點編程方法簡單，容易掌握編程方法簡單，容易掌握 ；體積小、重量輕、功耗低；體積小、重量輕、功耗低；1使用方便、通用性強；使用方便、通用性強；2功能強大、完善、通用，適應面廣功能強大、完善、通用，適應面廣 ；3可靠性高，抗干擾能力強可靠性高，抗干擾能力強 ；4567設計、安裝、調(diào)試和維修方便容易設計、安裝、調(diào)試和維修方便容易 ；性能價格比好，經(jīng)濟核算性能價格比好，經(jīng)濟核算 ；8系統(tǒng)組網(wǎng)方便

7、、簡單系統(tǒng)組網(wǎng)方便、簡單 。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源10學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器二、可編程控制器系統(tǒng)組成二、可編程控制器系統(tǒng)組成天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源11學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 的 硬 件 系 統(tǒng)PLCPLC硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)。PLCPLC的硬件系統(tǒng)主要由中央處理的硬件系統(tǒng)主要由中央處理器、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、器、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口和電源等部分組

8、成。擴展接口和電源等部分組成。中央處理器是中央處理器是PLCPLC的核心，相當于人的大腦；輸?shù)暮诵?，相當于人的大腦；輸入入/ /輸出單元相當于人的眼、耳、手、腳，是聯(lián)輸出單元相當于人的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系現(xiàn)場設備與中央處理器之間的接口電路；通系現(xiàn)場設備與中央處理器之間的接口電路；通信接口用于信接口用于PLCPLC與外部設備進行通信與外部設備進行通信 。 天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源12學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 的 硬 件 系 統(tǒng)可擴展式一體機分布式模塊機天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學

9、院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源13學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器P L C 的 軟 件 系 統(tǒng) PLC PLC 的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)程序和用戶程序。的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序一般系統(tǒng)程序一般由系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序和監(jiān)控程序組成。由系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序和監(jiān)控程序組成。它是由生產(chǎn)廠家直接固化在存儲器中、屬于永久存儲的程序和它是由生產(chǎn)廠家直接固化在存儲器中、屬于永久存儲的程序和指令，用戶不能直接讀寫與更改。指令，用戶不能直接讀寫與更改。PLC PLC 的的用戶程序是用戶利用用戶程序是用戶利用PLC PLC 的

10、編程語言，根據(jù)控制要求編寫的程序。的編程語言，根據(jù)控制要求編寫的程序。它的好壞直接決它的好壞直接決定了定了PLC PLC 在實際應用中的價值。在實際應用中的價值。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源14學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能中央處理器中央處理器 PLCPLC屬于計算機家族，屬于計算機家族，它的核心部件是它的核心部件是中央處理器（中央處理器（CPUCPU）。）。CPUCPU是是PLCPLC的控制中樞。的控制中樞。它是由它是由運算器、控制器和寄存器等組成。運算器、控制器和寄存器等組成。不不同

11、型號的同型號的PLCPLC所選的所選的CPUCPU芯片也不同，芯片也不同，CPUCPU芯芯片的性能直接關(guān)系到片的性能直接關(guān)系到PLCPLC處理控制信息的能處理控制信息的能力與速度，力與速度，PLCPLC的功能將隨著的功能將隨著CPUCPU芯片技術(shù)的芯片技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。發(fā)展而不斷提高。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源15學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能存儲器存儲器 存儲器存儲器是用來保存系統(tǒng)或用戶相關(guān)程序、是用來保存系統(tǒng)或用戶相關(guān)程序、參數(shù)、變量和其他數(shù)據(jù)信息的參數(shù)、變量和其他數(shù)據(jù)信息的專

12、用存儲單元。專用存儲單元。它包括它包括RAMRAM和和ROMROM。RAMRAM可實現(xiàn)電寫入和電擦可實現(xiàn)電寫入和電擦除，而除，而ROMROM的信息是通過專用的程序?qū)懭肫鞯男畔⑹峭ㄟ^專用的程序?qū)懭肫鬟M行程序?qū)懭耄雱h除這部分程序則需在進行程序?qū)懭?，要想刪除這部分程序則需在紫外線的照射下完成，在紫外線的照射下完成，在PLCPLC中存儲器主要中存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源16學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能I

13、/OI/O單元單元 輸入輸入/ /輸出單元是輸出單元是PLCPLC的的CPUCPU與現(xiàn)場輸入、與現(xiàn)場輸入、輸出裝置或其他外部設備之間相連接的接口輸出裝置或其他外部設備之間相連接的接口部件。部件。輸入單元采集信息的類型有兩種，數(shù)輸入單元采集信息的類型有兩種，數(shù)字量輸入字量輸入（DIDI）信號和模擬量輸入信號和模擬量輸入（AIAI）信信號。輸出單元用來連接被控對象中的各種執(zhí)號。輸出單元用來連接被控對象中的各種執(zhí)行元器件，其連接類型也是兩種，數(shù)字量輸行元器件，其連接類型也是兩種，數(shù)字量輸出出（DODO）信號和模擬量輸出信號和模擬量輸出（AOAO）信號。信號。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華

14、騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源17學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能PLCPLC輸入接口電路輸入接口電路天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源18學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能PLCPLC輸出接口電路輸出接口電路天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源19學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能通信接口通信接口 通信接口是保障通信接口是保障PLCPLC與

15、其他外設之間數(shù)與其他外設之間數(shù)據(jù)通信的一種數(shù)據(jù)通道，據(jù)通信的一種數(shù)據(jù)通道，一般一般PLCPLC都會配有都會配有各種通信接口（或通信模塊）。各種通信接口（或通信模塊）。PLCPLC通過這通過這些通信接口與監(jiān)視器、打印機、其他些通信接口與監(jiān)視器、打印機、其他PLCPLC、計算機等設備進行通信，實現(xiàn)不同的功能，計算機等設備進行通信，實現(xiàn)不同的功能，更好地為系統(tǒng)控制服務。更好地為系統(tǒng)控制服務。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源20學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能智能接口智能接口 智能接口可連接智能模塊，

16、智能接口可連接智能模塊，常用的智能常用的智能模塊有高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動模塊有高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。它有自己的控制模塊、中斷控制模塊等。它有自己的CPCPU U和控制系統(tǒng)及總線接口。和控制系統(tǒng)及總線接口。它可以對外設的它可以對外設的局部現(xiàn)場進行單獨控制與調(diào)節(jié)，通過總線與局部現(xiàn)場進行單獨控制與調(diào)節(jié)，通過總線與PLCPLC相連，進行數(shù)據(jù)交換，并在相連，進行數(shù)據(jù)交換，并在PLCPLC的協(xié)調(diào)管的協(xié)調(diào)管理下獨立地進行工作。理下獨立地進行工作。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源21學習單元學習單元3

17、 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能編程裝置編程裝置 編程裝置編程裝置是進行是進行PLCPLC程序設計的主要工程序設計的主要工具。具。用戶通過編程器可實現(xiàn)用戶程序的離線用戶通過編程器可實現(xiàn)用戶程序的離線編程和在線編程，編程和在線編程，程序上傳到程序上傳到PLCPLC后，還可后，還可以借助于以借助于編程裝置對用戶程序進行調(diào)試或修編程裝置對用戶程序進行調(diào)試或修改。并可實現(xiàn)改。并可實現(xiàn)PLCPLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)的監(jiān)控。內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)的監(jiān)控。通常編程裝置分為簡易編程器和圖形編程器通常編程裝置分為簡易編程器和圖形編程器兩種。兩種。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機

18、電系列課程教學資源機電系列課程教學資源22學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能電源電源 PLCPLC的電源模塊的電源模塊可將交流電源轉(zhuǎn)換成供可將交流電源轉(zhuǎn)換成供C CPUPU、存儲器所需的直流電源，它的好壞直接、存儲器所需的直流電源，它的好壞直接影響到影響到PLCPLC的功能和可靠性。是整個的功能和可靠性。是整個PLCPLC的能的能源供給中心。源供給中心。一般一般PLCPLC可以使用廠家提供的可以使用廠家提供的專用電源模塊（推薦），也可以使用外部開專用電源模塊（推薦），也可以使用外部開關(guān)電源。關(guān)電源。專用電源模塊的品質(zhì)應該比較好，專用電源模塊的品質(zhì)應該比較好，

19、比普通電源具有更高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。比普通電源具有更高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源23學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能其他外部設備其他外部設備 PLC PLC還有許多外部設備，如還有許多外部設備，如EPROMEPROM寫入器、寫入器、外存儲器、人外存儲器、人/ /機接口裝置等。它們可以輔機接口裝置等。它們可以輔助助PLCPLC完成預定的控制任務。其中，完成預定的控制任務。其中，EPROMEPROM寫寫入器是用來將用戶程序固化到入器是用來將用戶程序固化到EPROME

20、PROM存儲器存儲器中的一種中的一種PLCPLC外部設備。當外部設備。當PLCPLC內(nèi)部的半導體內(nèi)部的半導體存儲器滿足不了需要時，就可用外部的存儲存儲器滿足不了需要時，就可用外部的存儲器進行擴展或用于用戶程序的永久保存。器進行擴展或用于用戶程序的永久保存。天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源24學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器三、可編程控制器工作原理三、可編程控制器工作原理天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源25 PLCPLC對用戶程序的掃描是周而復始的，始終

21、處于循環(huán)過程。對用戶程序的掃描是周而復始的，始終處于循環(huán)過程。PLCPLC的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務等工作。完成內(nèi)部處理、通信服務等工作。學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的掃描工作方式天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源26學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器PLC的工作執(zhí)行過程初始化PLCPLC的工作執(zhí)行過程的工作執(zhí)行過程內(nèi)部處理階段通信服務階段PLC輸入/輸出刷新執(zhí)行程序階段天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源27學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器四、可編程控制器控制與處理四、可編程控制器控制與處理天津中德職業(yè)技術(shù)學院天津中德職業(yè)技術(shù)學院華騰教育華騰教育機電系列課程教學資源機電系列課程教學資源28學習單元學習單元3 3 可編程控制器可編程控制器通信通信聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)邏輯邏輯