PLC基本知識課件

1、PLC基本知識ppt課件PLC基本知識ppt課件PLC基本知識第一部分：什么是PLC第二部分：PLC基本概念及原理第三部分：PLC基本功能第四部分：PLC控制與其他控制的主要區(qū)別.2PLC基本知識第一部分：什么是PLC.4第一部分什么是PLC.3第一部分什么是PLC.5什么是PLC？一、可編程控制器的定義是一種工業(yè)控制裝置是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法中文名稱為可編程控制器；英文名稱為Programmable Logic Controller，簡稱PLC。.4什么是PLC？一

2、、可編程控制器的定義是一種工業(yè)控制裝置是在電1987年，國際電工委員會（IEC）定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計”。 .51987年，國際電工委員會（IEC）定義：.7 試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時間，降低成本。 一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控

3、制裝置。 PLC的最初設想.6 試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設計和更換二、可編程控制器的產(chǎn)生因為繼電器邏輯電路配線復雜.7二、可編程控制器的產(chǎn)生因為繼電器邏輯電路配線復雜.9背景：1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。 .8背景：.101968年，GM公司提出十項設計標準：編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；維護方便，采用插件式結構；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；成本可與繼電器控制柜競爭；可將

4、數(shù)據(jù)直接送入計算機；可直接使用115V交流輸入電壓；輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；通用性強，擴展方便;能存儲程序，存儲器容量可以擴展到4KB。.91968年，GM公司提出十項設計標準：.111969年，美國數(shù)字設備公司研制第一臺可編程控制器，并應用于工業(yè)現(xiàn)場。.101969年，美國數(shù)字設備公司研制第一臺可編程控制器，并應用于三、 可編程控制器的特點無觸點免配線，可靠性高，抗干擾能力強 通用性強，控制程序可變，使用方便硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強編程簡單，容易掌握 系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少維修工作量小，維護方便體積小，能耗低. .11三、 可編程控制器的

5、特點無觸點免配線，可靠性高，抗干擾能力強四、可編程控制器的應用領域.12四、可編程控制器的應用領域.14.13.15.14.16.15.17.16.18.17.19.18.20.19.21.20.22.21.23五、PLC三大流派歐洲：德國的西門子(SIEMENS)、AEG及法國的TI公司美國：A-B（Allen-Bradly）(其產(chǎn)品約占美國PLC市場50的份額。)、GE（General Electric）、莫迪康(MODICON)公司、德州儀器(T1)公司、 歌德(Gould)公司、西屋公司 日本：三菱電機（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（OMRON）、 FUJI （日

6、本主要發(fā)展中小型PLC，在世界小型PLC市場上， 日本產(chǎn)品約占有70的份額。在中國，OMRON產(chǎn)品的銷量居首位。） 目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了系列化的國產(chǎn)PLC，其價格相對低廉，性價比較高。第一部分結束.22五、PLC三大流派第一部分結束.24按I/O點數(shù)分小型PLC I/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC （其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC）中型PLC I/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC大型PLC I/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC （其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC）五、可編程控制器的類型.23按I/O點數(shù)分五

7、、可編程控制器的類型.25按結構形式分整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有結構緊湊、體積小、價格低等特點。五、可編程控制器的類型模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來。.24按結構形式分五、可編程控制器的類型模塊式PLC 將PLC各模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式

8、的特點結合起來。整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有結構緊湊、體積小、價格低等特點。.25模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，按功能分低檔PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 中檔PLC 具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設中斷、PID控制等功能。 高檔PLC 具有中檔機功能外，增加帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)運算、制

9、表及表格傳送等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能。 .26按功能分.28六、可編程控制器的發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。 .27六、可編程控制器的發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展.29向小型化和大型化兩個方向發(fā)展小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC，最小配置的

10、I/O點數(shù)為816點，以適應單機及小型自動控制的需要。 大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制?，F(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。.28向小型化和大型化兩個方向發(fā)展.30大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)與通信能力為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類： PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段； PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通

11、信。為了加強聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 .29大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)與通信能力.31增強外部故障的檢測與處理能力據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理。而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。 .30增強外部故障的檢測與處理能力.32編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PL

12、C的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語句表語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。.31編程語言多樣化.33第二部分PLC基本概念及組成.32第二部分PLC基本概念及組成.34一、軟繼電器的概念： 對于使用者來說，在編制應用程序時，可以不考慮微處理器和存儲器的復雜構成及其使用的計算機語言，而把PLC看成是內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，用提供給使用者的近似于繼電器控制線路圖的編程語言進行編程。 PLC內(nèi)部

13、的繼電器并不是實際的物理繼電器，它實質(zhì)上是存儲器中的某些觸發(fā)器，該位觸發(fā)器狀態(tài)為“1”時，相當于繼電器接通；該位觸發(fā)器狀態(tài)為“0”時，相當于繼電器斷開。 .33一、軟繼電器的概念：.35二、 PLC 常用術語 1位 是PLC中邏輯運算的基本元素，通常也稱為內(nèi)部繼電器。 2I/O點 常用I/O點數(shù)來表征PLC的規(guī)模。 3通道 一個通道含16位，或者說含16個繼電器。 4區(qū) 相同類型通道的集合。數(shù)據(jù)區(qū)、定時/計數(shù)器區(qū)、內(nèi)部繼電器區(qū)等 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 數(shù)字2數(shù)字3數(shù)字1 數(shù)字0 左字節(jié) 右字節(jié) 15 14131211109876543210位通道.34

14、二、 PLC 常用術語 1 0 0 三、PLC系統(tǒng)基本組成PLC電源.35三、PLC系統(tǒng)基本組成PLC電源.371.中央處理單元（CPU）：(1)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(3) 把運算結果送到輸出端(4) 響應外設（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.361.中央處理單元（CPU）：（1）通用處理器：8086、80RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中

15、間結果、用戶正調(diào) 試的程序。ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。2. 存儲器1.系統(tǒng)程序存儲器 ： a.系統(tǒng)管理程序； b.用戶指令解釋程序； c.標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序2.用戶程序存儲器 3.工作數(shù)據(jù)存儲器 .37RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果、用戶正調(diào) 2. 存儲器13. 輸入、輸出接口：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 可控硅 - 高速大功率 晶體管 - 高速小

16、功率輸入接口作用：將按鈕、行程開關或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機。.383. 輸入、輸出接口：采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管發(fā)光二極管直流電源輸入端子+PLCXn+24V發(fā)光二極管.39（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電繼電接觸控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)輸入部分控制按鈕、操作開關、限位開關、光電管信號等繼電接觸器系統(tǒng)輸入單元邏輯部分邏輯部分由各種主令電器、繼電器、接觸器等電器的觸點和導線微處理器、存儲器由計算機軟件替代繼電器控制電路輸出部分接觸器線圈、電磁閥線圈等執(zhí)行電器及信號燈繼電接

17、觸器系統(tǒng)輸出單元.40繼電接觸控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)輸入部分控制按鈕、操作開關、繼電器輸出（2）輸出接口電路：以繼電器形式為例：PLC內(nèi)部電路內(nèi)部電路J+交流電源或直流電源YCOM-.41繼電器輸出（2）輸出接口電路：以繼電器形式為例：PLC內(nèi)內(nèi)J4.電源單元把外部供應的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。有的電源單元還向外提供24v隔離直流電源，可供開關量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關等使用。 可編程序控制器的電源一般采用開關式電源，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。.424.電源單元把外部供應的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。第三部分PLC基本功能.43第三部分

18、PLC基本功能.45PLC的基本功能1 邏輯控制功能2 定時控制功能3 計數(shù)控制功能4 步進控制功能5 數(shù)據(jù)處理功能6 回路控制功能7 通訊聯(lián)網(wǎng)功能8 監(jiān)控功能9 停電記憶功能10 故障診斷功能.44PLC的基本功能1 邏輯控制功能.46PLC應用于步進電機控制 .45PLC應用于步進電機控制 .471 邏輯控制功能 邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是PLC最基本的應用領域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。 在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應用實例。 例如：機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機控制、電梯控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用

19、電器(電視機、冰箱、洗衣機等)自動裝配線控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線控制等。 .461 邏輯控制功能 邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是2 定時控制功能 定時控制功能是PLC的最基本功能之一。 PLC中有許多可供用戶使用的定時器，功能類似于繼電器線路中的時間繼電器。 定時器的設定值(定時時間)可以在編程時設定，也可以在運動過程中根據(jù)需要進行修改，使用方便靈活。 同時PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準確實時控制。 .472 定時控制功能 定時控制功能是PLC的最基本功能之一3 計數(shù)控制功能 計數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一。 PLC為用戶提供許多計數(shù)器，計數(shù)器計數(shù)到某一數(shù)值

20、時，產(chǎn)生一個狀態(tài)信號(計數(shù)值到)，利用該狀態(tài)信號實現(xiàn)對某個操作的計數(shù)控制。 計數(shù)器的設定值可以在編程時設定，也可以在運行過程中根據(jù)需要進行修改。傳感器旋轉(zhuǎn)編碼器變頻器等計數(shù)輸入輸入復位000000000100002.483 計數(shù)控制功能 計數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一5 數(shù)據(jù)處理功能 PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實現(xiàn)算術運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼等操作。中、大型PLC數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可完成開方、PID運算、浮點運算等操作，還可以和CRT、打印機相聯(lián)，實現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。.495 數(shù)據(jù)處理功能 PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實8 監(jiān)控功

21、能 PLC設置了較強的監(jiān)控功能。 利用編程器或監(jiān)視器，操作人員可以對PLC有關部分的運行狀態(tài)進行監(jiān)視。 利用編程器，可以調(diào)整定時器、計數(shù)器的設定值和當前值，并可以根據(jù)需要改變PLC內(nèi)部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)整和維護提供了極大的方便。.508 監(jiān)控功能 PLC設置了較強的監(jiān)控功能。.529 停電記憶功能 PLC內(nèi)部的部分存儲器所使用的RAM設置了停電保持器件（備用電池等），以保證斷電后這部分存儲器中的信息能夠長期保存。 利用某些記憶指令，可以對工作狀態(tài)進行記憶，以保持PLC斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。 PLC電源恢復后，可以在原工作基礎上繼續(xù)工作。.519 停電記憶功能 PLC內(nèi)部的部

22、分存儲器所使用的RAM10 故障診斷功能 PLC可以對系統(tǒng)構成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴重錯誤則自動中止運行。 PLC的故障自診斷功能，大大提高了PLC控制系統(tǒng)的安全和可維護性。.5210 故障診斷功能 PLC可以對系統(tǒng)構成、某些硬件狀態(tài)、第四部分PLC控制與其他控制的主要區(qū)別.53第四部分PLC控制與其他控制的主要區(qū)別.55從微型計算機（簡稱微機）的應用范圍來說，MC是通用機，而PLC是專用機。簡言之，MC是通用的專用機，而PLC則是專用的通用機。微型計算機是在以往計算機與大規(guī)模集成電路的基礎上發(fā)展起來的，其最大特征是運算速度快、功能強、應用