PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

可編程序邏輯控制器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)許勝善2019-7-22可編程序邏輯控制器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)許勝善1第一章

常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

第三章PLC系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)介紹

第四章常見的PLC種類和故障第一章常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統(tǒng)2第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1.2電氣控制電路圖的繪制和分析方法

第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器31.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產(chǎn)、輸送、分配和應(yīng)用起控制、調(diào)節(jié)、檢測及保護(hù)等作用的工具。能夠按照外界指定信號(hào)手動(dòng)或自動(dòng)地接通和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對電路的控制的電器叫做控制電器。如熔斷器，開關(guān)，電磁式控制電磁鐵。（1）電器的分類：按工作電壓等級(jí)分：高壓電器和低壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V按動(dòng)作原理分：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按控制電器的輸出形式分：有觸點(diǎn)控制電器，如：開關(guān)，接觸器。無觸點(diǎn)控制電器如：可控硅，固態(tài)繼電器，大功率三極管等。1.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產(chǎn)、輸送、分配4（2）電氣控制經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段：手動(dòng)控制繼電接觸器控制順序控制器控制加工中心機(jī)床，自適應(yīng)數(shù)控機(jī)床，直接數(shù)字程序控制機(jī)床，計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)，柔性控制系統(tǒng)（3）電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展：大功率半導(dǎo)體器件，大規(guī)模集成電路，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、檢測技術(shù)，現(xiàn)代控制理論（2）電氣控制經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段：5常用低壓電器1、接觸器2、繼電器3、熔斷器4、低壓短路器5、主令控制器常用低壓電器1、接觸器61.1觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)有源觸點(diǎn)和無源觸點(diǎn)1.1觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)71.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷骰芈泛痛笕萘靠刂齐娐?，主要控制對象是電?dòng)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并具有欠壓，零壓保護(hù)。（1）結(jié)構(gòu)和工作原理： 接觸器主要有電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)組成電磁系統(tǒng)包括：動(dòng)鐵心（銜鐵），靜鐵心，電磁線圈。U型鐵芯的交流電磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈電流通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達(dá)到銜鐵吸合后額定電流的5~6倍，E型鐵心將達(dá)到10~15倍，如果銜鐵卡住不能吸合或頻繁操作，交流勵(lì)磁線圈則可能被燒壞觸頭系統(tǒng)：是接觸器的執(zhí)行部件，用來接通或斷開被控電路，觸頭按控制電路分主觸頭和輔助觸頭。滅弧裝置：開端電路的電流超過一定數(shù)值或者觸頭兩端電壓超過一定數(shù)值。電弧的危害：觸頭燒毀，電路切斷時(shí)間延長，弧光短路，引起火災(zāi)。滅弧措施：降低電弧溫度，減少電弧兩端電壓滅弧方法：滅弧罩，滅弧圈。1.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷骰芈泛痛笕萘靠?PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)91.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通，分?jǐn)嘟涣麟娐罚恢饕鉀Q幾個(gè)問題：鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗引起鐵心發(fā)熱，當(dāng)腳邊磁通過零時(shí)，電磁吸力為零，時(shí)銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)和噪聲。解決方法：鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路進(jìn)，加硅增加鐵心電阻，鐵心斷面上按裝一個(gè)銅質(zhì)的短路環(huán)。（2）直流接觸器1、直流接觸器線圈通以直流電，主觸頭接通，分?jǐn)嘀绷髦麟娐?、直流基礎(chǔ)其的特點(diǎn)：鐵心用整塊鋼塊制成，線圈做成長而薄的圓筒狀1.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器10（3）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和選擇1、接觸器的型號(hào)和代表意義例如：CJ20-40/03交流接觸器代號(hào)：設(shè)計(jì)序號(hào)；額定電流；額定工作電壓代號(hào)：03—380V06—660V11—1140V（4）接觸器的選用原則1、負(fù)載電源種類：交流和直流2、主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流：交流220，380，660，1140V；直流：110V，220V，440V，660V主觸點(diǎn)額定電流，一般根據(jù)電機(jī)容量Pd計(jì)算額定電流，Ie>=Pd*1000/KUdK-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取1~1.43、輔助觸點(diǎn)種類，數(shù)量及觸點(diǎn)額定電流4、電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓（3）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和選擇111.4繼電器：是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電路.種類：電磁繼電器，固體繼電器，舌簧繼電器，高頻繼電器，光繼電器，聲繼電器。(1)時(shí)間繼電器從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷開）開始，到生產(chǎn)相應(yīng)的輸出信號(hào)（觸點(diǎn)的閉合和斷開）有一個(gè)符合一定準(zhǔn)確度的延時(shí)過程的繼電器。 通電延時(shí)型：接受輸入信號(hào)后，要延遲一段時(shí)間，輸出信號(hào)才能發(fā)生變化，當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出即時(shí)復(fù)位。 時(shí)間繼電器有多種類型，如：直流電磁式繼電器（小于5s）：空氣阻尼式時(shí)間繼電器（0.4~180s）：半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器（0.2-300s）：電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器（延時(shí)較長），機(jī)械發(fā)條式時(shí)間繼電器等1.4繼電器：是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制12直流電磁式時(shí)間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個(gè)阻尼銅套，即可構(gòu)成時(shí)間繼電器。它是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時(shí)的，由電磁感應(yīng)定律可知，在繼電器線圈通斷電過程中銅套內(nèi)將感應(yīng)電勢，并流過感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁通總是反對原磁通變化。

電器通電時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用相對也小，因此銜鐵吸合時(shí)延時(shí)不顯著(一般忽略不計(jì))。

而當(dāng)繼電器斷電時(shí)，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵延時(shí)釋放而起到延時(shí)作用。因此，這種繼電器僅用作斷電延時(shí)。

這種時(shí)間繼電器延時(shí)較短，JT3系列最長不超過5s，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場合直流電磁式時(shí)間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個(gè)13空氣式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成，電磁機(jī)構(gòu)為直動(dòng)式雙E型，觸點(diǎn)系統(tǒng)是借用LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。

空氣阻尼式時(shí)間繼電器，既具有由空氣室中的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的延時(shí)觸點(diǎn)，也具有由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)的瞬動(dòng)觸點(diǎn)，可以做成通電延時(shí)型，也可做成斷電延時(shí)型。電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的。空氣式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲14PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)15時(shí)間繼電器的選擇：電源電壓（線圈電壓和觸頭電壓）控制回路所需要的延時(shí)方式（通電延時(shí)還是斷電延時(shí)）延時(shí)時(shí)間范圍及誤差延時(shí)觸頭和瞬時(shí)觸頭類型，數(shù)量及容量時(shí)間繼電器的類型（電子式，空氣阻尼式）時(shí)間繼電器的選擇：16熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，在電路中用作電機(jī)的過載保護(hù)。在一般情況下，可選用兩種結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡、工作環(huán)境惡劣的條件下工作的電動(dòng)機(jī)，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對于三角形接線的電機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)，可選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器熔斷器：電磁式繼電器：結(jié)構(gòu)，電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，釋放彈簧熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，在17PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)18熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用熔斷器主要由熔斷和安裝熔體的絕緣管組成當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分段電路，起到保護(hù)作用常用熔斷器及文字符號(hào)：插入式熔斷器螺旋式熔斷器無填料密閉式熔斷器有填料密閉式熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用19PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)20熔斷器的主要特性安妙特性：時(shí)間越長，通過的電流越小極限分?jǐn)嗄芰Γ涸谝欢l件下切斷短路電流的極限能力熔斷器的選用：根據(jù)線路的要求，使用場合和安裝條件選擇，熔斷器額定電壓選擇：大于或等于線路的工作電壓，電流選擇：大于或等于所裝熔體的額定電流。熔體額定電流的選擇：阻性負(fù)載：熔體額定電流>=負(fù)載工作電流在配電系統(tǒng)中，由多級(jí)熔斷器保護(hù)，后一級(jí)熔體的額定電流比前一級(jí)熔體的額定電流要大一個(gè)數(shù)量級(jí)單臺(tái)電機(jī)熔體額定電流=（1.5~2.5）負(fù)載工作電流多臺(tái)電機(jī)熔體額定電流>=（1.5~2.5）*容量最大電機(jī)的額定電流+所有負(fù)載工作電流之和快速熔斷器的選擇快速熔斷器在交流電路或直流電路中時(shí)熔體額定電流>=整流系數(shù)*最大整流電流（2）快速熔斷器介入整流橋臂與整流元件串聯(lián)時(shí)熔體額定電流>=1.5*整流元件額定電流熔斷器的主要特性21低壓開關(guān)和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護(hù)功能的開關(guān)結(jié)構(gòu)：操作機(jī)構(gòu)、觸頭、保護(hù)裝置、滅弧裝置類型：萬能式低壓斷路器，塑料外殼式；快速低壓斷路器；限流低壓短路器選用：短路器的額定電壓和額定電流大于或等于線路設(shè)備的正常工作電壓和工作電流短路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流漏電保護(hù)器：當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人生觸電或設(shè)備漏電時(shí)，漏電保護(hù)器能迅速自動(dòng)切斷電源，從而避免造成事故結(jié)構(gòu)：電流互感器；基準(zhǔn)值比較器：開關(guān)裝置漏電保護(hù)器分為電流型和電壓型，電流型分為電磁式和電子式低壓開關(guān)和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護(hù)功能的開關(guān)22主令電器：主要式用來切換控制電路一、按鈕按鈕在低壓控制電路中用于手動(dòng)觸發(fā)控制信號(hào)按鈕的選擇：主要式分局場合所需的觸點(diǎn)數(shù)，觸電形式，結(jié)構(gòu)和顏色二、位置開關(guān)（行程開關(guān)）用以反應(yīng)工作機(jī)械行程位置，將機(jī)械位置信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)行程開關(guān)主要根據(jù)場合所需的點(diǎn)數(shù)，形式和結(jié)構(gòu)來選擇主令電器：主要式用來切換控制電路23接觸器斷路器繼電器之間有什么區(qū)別和聯(lián)系接觸器：是用在主電路系統(tǒng)上，控制單一設(shè)備，如某臺(tái)電機(jī)，也是一種開關(guān)，但它能被控制，如用繼電器控制，適合作頻繁動(dòng)作，但一般容量比較小，沒有保護(hù)功能，事故時(shí)不能自己跳閘；

斷路器：也是用在主電路系統(tǒng)上，即可控制單一設(shè)備，又可控制多個(gè)設(shè)備，但不適合頻繁動(dòng)作，容量可作的很大，有保護(hù)功能，事故時(shí)能自己跳閘；

繼電器：是輔助電路上的，不能通過大電流，是典型的“小”東西控制“大”東西。

舉一個(gè)例子，某一條線路帶一個(gè)小型電機(jī)，電機(jī)開5分鐘停5分鐘；這要在線路的出口安裝斷路器，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)跳閘，在電機(jī)的電源入口處串入接接觸器，用它實(shí)際控制電機(jī)的開、停，用繼電器組成5分鐘延時(shí)電路，來控制接觸器。接觸器斷路器繼電器之間有什么區(qū)別和聯(lián)系接觸器：是用在24電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制線路根據(jù)GB4728-1984《電氣圖用圖形符號(hào)》,GB6988-1987《電氣技術(shù)的文字符號(hào)制定通則》主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字符組成，如引入線要用L1,L2,L3;電源開關(guān)后用U,V,W等?？刂凭€路由三位或三位以下的數(shù)字組成，交流控制電路負(fù)載左側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號(hào)，右側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號(hào)。直流控制電路正極按奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號(hào)。電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制25電氣原理圖電氣原理是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。便于分析電路工作原理的優(yōu)點(diǎn)原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源的電機(jī)的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖左邊。控制電路通過小電流。由按鈕、觸頭、線圈等組成，電氣原理圖電氣原理是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次262、電器元件的圖形，文字符號(hào)采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3、同一元件的個(gè)部件可以不畫在一起。但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。4、全部觸頭都按“平?！睜顟B(tài)畫出。5、控制電路的分支線路，按動(dòng)作先后順序排列，交叉連接點(diǎn)用墨點(diǎn)標(biāo)出。2、電器元件的圖形，文字符號(hào)采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。27PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)283、電氣安裝接線圖電氣接線圖式按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理，連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)的原則安排。它為安裝電器設(shè)備、電器元件之間進(jìn)行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據(jù)。3、電氣安裝接線圖29繪制電器安裝接線圖應(yīng)按照以下原則1、各電器元件按照規(guī)定的圖形、文字繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起，各電器元件位置應(yīng)和實(shí)際位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的連接必須通過端子排進(jìn)行，各電器元件的文字符號(hào)及端子排的編號(hào)應(yīng)與原理圖的一致，并按照原理圖的順序進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可以用單線表示4、畫連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)表明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸。繪制電器安裝接線圖應(yīng)按照以下原則1、各電器元件按照規(guī)定的圖形30可編程序控制器系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)的歷史沿革一.繼電接觸器控制系統(tǒng)(20世紀(jì)20年代）二.半導(dǎo)體邏輯元件控制系統(tǒng)（20世紀(jì)60年代）三.小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代）四.PLC控制系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代）五.工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（20世紀(jì)80年代）可編程序控制器系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)的歷史沿革31可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng):用導(dǎo)線將各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。可編程序控制器系統(tǒng)概述32可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：由于它結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格便宜，能在一定范圍內(nèi)（特別是在工作模式固定、工作方式簡單的場合）滿足自動(dòng)控制的需要，因而使用面甚廣，在一定時(shí)期內(nèi)在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位。繼電接觸器控制系統(tǒng)存在的問題（1）隨著生產(chǎn)的發(fā)展，控制要求愈來愈可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：33可編程序控制器系統(tǒng)概述復(fù)雜，采用繼電器的類型和數(shù)量就不得不大量增加，電器之間的連接也就非常復(fù)雜，使控制柜的體積非常龐大，大大增加了生產(chǎn)控制柜的難度；（2）在繼電接觸器控制系統(tǒng)中，一個(gè)繼電器或一條連線出現(xiàn)故障，都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的不正常，而且由于系統(tǒng)的復(fù)雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便；可編程序控制器系統(tǒng)概述復(fù)雜，采用繼電器的類型和數(shù)量就不得不大34(3)當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原來的接線和控制柜就要改接或更換，因此繼電接觸器控制系統(tǒng)的通用性和靈活性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，人們自然對控制系統(tǒng)提出了更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更通用、更靈活、易維修等要求?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述(3)當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原來的接線和控制柜就要改接或更35半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置半導(dǎo)體邏輯元件：是一種由半導(dǎo)體電子器件（各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等）組成的自動(dòng)化元件，它種類很多，如各種邏輯門（與、或、非）、觸發(fā)器、延時(shí)元件、振蕩器、開關(guān)放大器、電平檢測器、接近開關(guān)、交流可控硅開關(guān)等。可編程序控制器系統(tǒng)概述半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置可編程序控制器系統(tǒng)概述36半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置：用半導(dǎo)體邏輯控制元件，按某種控制需要構(gòu)成相應(yīng)的無觸點(diǎn)邏輯控制系統(tǒng)及控制裝置；也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。最常用的一種順序控制裝置就是利用二極管矩陣來實(shí)現(xiàn)輸入輸出邏輯關(guān)系，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動(dòng)作的順序，從而大大增加了控制系統(tǒng)的靈活性?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置：用半導(dǎo)體邏輯控制元件，按某種控制37小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制:由于價(jià)格昂貴，輸入、輸出電路為專用電路，編程技術(shù)復(fù)雜等原因（因?yàn)楫?dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)、編程技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到目前的水平），因而并未得到推廣應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制:可編程序控制器系統(tǒng)概述38PLC控制系統(tǒng)的提出六十年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家汽車型號(hào)不斷更新，其加工的生產(chǎn)線亦必須隨之改變，對整個(gè)控制系統(tǒng)要重新配置，因此，1968年美國通用汽車公司（GM）公開招標(biāo)，對控制系統(tǒng)提出具體要求：（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；（2）維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)，即插件式；（3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)，能在惡劣環(huán)境下工作；可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC控制系統(tǒng)的提出可編程序控制器系統(tǒng)概述39可編程序控制器系統(tǒng)概述（4）體積小于繼電器控制柜；（5）價(jià)格便宜，成本應(yīng)可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；（6）輸入、輸出可以采用市電，電流輸出達(dá)到一定要求（2A以上），可直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（7）具有數(shù)據(jù)通訊功能，數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；（8）易于系統(tǒng)擴(kuò)展，在擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)只要很小變更；可編程序控制器系統(tǒng)概述（4）體積小于繼電器控制柜；40可編程序控制器系統(tǒng)概述（9）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB以上。這些要求實(shí)際上提出了將繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、使用方便、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的特點(diǎn)結(jié)合起來，將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（9）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到41可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的歷史1。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GE公司的招標(biāo)要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。當(dāng)時(shí)人們把它稱為可編程序邏輯控制器PLC（ProgrmmableLogicController），當(dāng)時(shí)只用它取代繼電接觸器控制，功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等。可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的歷史42可編程序控制器系統(tǒng)概述1971年日本開始生產(chǎn)可編程序控制器；1973年歐洲開始生產(chǎn)可編程序控制器。到現(xiàn)在世界各國一些著名的電氣制造商幾乎都在生產(chǎn)PLC裝置，如美國的A-B、GE、德國的西門子、日本的三菱、OMROM等。現(xiàn)在PLC已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述1971年日本開始生產(chǎn)可編程序控制器；43可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的定義國際電工委員會(huì)（IEC）1985年1月對可編程序控制器作過如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)?！笨删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述PLC的定義44可編程序控制器系統(tǒng)概述可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及在工業(yè)控制中的應(yīng)用一、可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

（1）編程簡單（2）控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，通用性強(qiáng)（3）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高（4）體積小，維護(hù)方便可編程序控制器系統(tǒng)概述可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及在工業(yè)控45可編程序控制器系統(tǒng)概述（5）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期（6）其他功能：PLC除了上述特點(diǎn)之外，它具有開關(guān)量輸入／輸出，模擬量輸入／輸出，和大量的內(nèi)部中間繼電器、時(shí)間繼電器（定時(shí)器）、計(jì)數(shù)器等，具有邏輯控制、順序控制、信號(hào)／數(shù)據(jù)處理（算術(shù)處理、數(shù)據(jù)處理）等功能，并具有各種接口功能（可配備一般的I/O接口模塊和一些智能模塊如通訊模塊、高精度定位模塊、遠(yuǎn)程I/O控制等），現(xiàn)在的PLC還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，可以通過各種通訊口將數(shù)據(jù)直接傳送給上位機(jī)，以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（5）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期46可編程序控制器系統(tǒng)概述二、可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成與工作原理

1。可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成

編程設(shè)備外部設(shè)備輸入模塊CPU模塊微處理器存貯器輸出模塊外部設(shè)備電源模塊可編程序控制器系統(tǒng)概述二、可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成與工作47可編程序控制器系統(tǒng)概述（1）CPU模塊

CPU模塊是可編程序控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲(chǔ)器兩部分組成。微處理器:可以采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路微處理器芯片構(gòu)成存儲(chǔ)器:可編程序控制器的存貯器包括系統(tǒng)存貯器和用戶存貯器兩部分可編程序控制器系統(tǒng)概述（1）CPU模塊48可編程序控制器系統(tǒng)概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊輸入／輸出模塊:是可編程序控制器與現(xiàn)場設(shè)備連接的接口。輸入模塊：用來接收和采集現(xiàn)場設(shè)備的輸入信號(hào)，包括開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)。輸出模塊：用來向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)，包括開關(guān)量輸出信號(hào)和模擬量輸出信號(hào)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊49可編程序控制器系統(tǒng)概述輸入輸出模塊的分類：（1）數(shù)字量輸入輸出模塊；（2）模擬量輸入輸出模塊；（3）特殊模塊：如高速計(jì)數(shù)器模塊、熱電偶 或熱電阻模塊、各種定位與 編碼器模塊、BASIC模塊、 各種通訊模塊等?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述輸入輸出模塊的分類：50可編程序控制器系統(tǒng)概述（3）編程設(shè)備：使用專用或通用編程器（PC 機(jī)）對PLC設(shè)備編寫控制程 序；（4）電源模塊：將外部電源轉(zhuǎn)化為PLC設(shè)備 需要的各種等級(jí)的電源 （24VDC、5VDC等）。可編程序控制器系統(tǒng)概述（3）編程設(shè)備：使用專用或通用編程器（51可編程序控制器系統(tǒng)概述2.可編程序控制器的基本工作原理

可編程序控制器在程序執(zhí)行時(shí)，采用不斷循環(huán)執(zhí)行程序的工作方式。概括地說，可編程序控制器采用了“不斷循環(huán)順序掃描”的工作方式，CPU從第一條指令開始，按編程順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束為止，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描?？删幊绦蚩刂破骶褪沁@樣周而復(fù)始地重復(fù)上述的掃描循環(huán)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述2.可編程序控制器的基本工作原理52可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行框圖：通電及內(nèi)部處理掃描過程硬件診斷及出錯(cuò)處理可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行框圖：通電及掃描過程硬件診53可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第一部分：是上電及內(nèi)部處理，上電后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一些初始化工作，如硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保護(hù)設(shè)定及其它初始化處理（類似電腦的開機(jī)自檢）。可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：54可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第二部分掃描過程（實(shí)際上包含三個(gè)部分）： 首先是輸入掃描（讀取數(shù)據(jù)）； 其次是程序掃描階段（即程序運(yùn)行）； 最后是輸出掃描階段（控制輸出）?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：55可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第三部分是診斷及出錯(cuò)處理：可編程序控制器每掃描一次，就執(zhí)行一次自診斷，檢查諸如CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O通訊是否異?；虺鲥e(cuò)，如查出錯(cuò)誤或異常，CPU面板上的指示燈就會(huì)指示，并在特殊寄存器中存入出錯(cuò)代碼。若出現(xiàn)致命錯(cuò)誤，CPU就會(huì)被強(qiáng)制成STOP方式，停止掃描（即程序停止運(yùn)行）。可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：56可編程序控制器系統(tǒng)概述掃描周期：通常規(guī)定，從掃描過程的某一點(diǎn)開始，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)重新回到該點(diǎn)所需要的時(shí)間稱為掃描周期。如果忽略可編程序控制器的通訊服務(wù)時(shí)間、更新時(shí)鐘及進(jìn)行自診斷的時(shí)間、忽略I/O刷新的響應(yīng)滯后時(shí)間，掃描周期就是程序執(zhí)行時(shí)間和I/O掃描時(shí)間之和。常用1千條（1K）指令所需的時(shí)間來說明可編程序控制器的掃描速度（通常是1ms~10ms/k指令）?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述掃描周期：通常規(guī)定，從掃描過程的某一點(diǎn)57可編程序控制器系統(tǒng)概述四、可編程序控制器的國內(nèi)外發(fā)狀況及發(fā)展趨勢

（1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展（2）體系結(jié)構(gòu)開放化及通信功能標(biāo)準(zhǔn)化（3）I/O模塊智能化及專用化（4）編程組態(tài)軟件圖形化（5）發(fā)展集成技術(shù)及容錯(cuò)技術(shù)可編程序控制器系統(tǒng)概述四、可編程序控制器的國內(nèi)外發(fā)狀況及發(fā)58可編程序控制器處理器及I/O模塊概述一、可編程序控制器系統(tǒng)的組成

組成：PLC主要由電源、處理器(CPU)、輸入/輸出單元(I/O)、特殊輸入/輸出單元及一些外部單元(如編程器等)組成。可編程序控制器處理器及I/O模塊概述59可編程序控制器處理器及I/O模塊安裝：常安裝于通用的輸入/輸出框架上裝有CPU模塊的框架稱為基本框架，其它為擴(kuò)展框架?；究蚣芘c擴(kuò)展框架之間如果距離較近(一般不超過30m)，可通過擴(kuò)展本地I/O(并行)通信口與多個(gè)本地?cái)U(kuò)展框架相連；如果距離較遠(yuǎn)(一般少于3000m)，可以通過遠(yuǎn)程I/O口連接?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊安裝：常安裝于通用的輸入/輸60可編程序控制器處理器及I/O模塊典型結(jié)構(gòu)：可編程序控制器處理器及I/O模塊典型結(jié)構(gòu)：61可編程序控制器處理器及I/O模塊二、可編程序控制器的主要性能指標(biāo)

1、存儲(chǔ)容量：生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)可編程序控制器 時(shí)，已按照機(jī)器型號(hào)的不同，設(shè)置了不同容量 的存儲(chǔ)器，小到1K~幾K，大至1~2M；2、控制容量：就是I/O容量，也叫I/O能力，通常 按離散量(數(shù)字量)個(gè)數(shù)計(jì)；3、掃描周期；4、指令功能及軟件支持；5、網(wǎng)絡(luò)與通信。可編程序控制器處理器及I/O模塊二、可編程序控制器的主要性62可編程序控制器處理器及I/O模塊例：AB公司PLC–5系列處理器

CPU1771框架：可編程序控制器處理器及I/O模塊例：AB公司PLC–5系列處63可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5處理器類型：基本型處理器：1771-5/15，-25增強(qiáng)型處理器：PLC–5/11，–5/40，–5/60，–5/80擴(kuò)展本地I/O型處理器：1771-5/60L控制網(wǎng)型處理器：1771-5/20C，-5/40C，-5/80C以太網(wǎng)型處理器：1771-5/20E，-5/40E，-5/80E可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5處理器類型：64可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5/11PLC-5/20PLC-5/30PLC-5/40PLC-5/60PLC-5/80100K64K48K32K16K8KMemorySizeI/O可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5/11PLC-5/65可編程序控制器處理器及I/O模塊一、PLC處理器的共同特性

支持多種編程語言：梯形邏輯圖、結(jié)構(gòu)文本語言、順序功能流程圖（SFC）?？刂菩阅軆?yōu)越的主控程序：編程人員可以任意使用順序功能流程圖、梯形圖和結(jié)構(gòu)文本來完成多達(dá)16個(gè)主控程序，每個(gè)主控程序?qū)?yīng)一個(gè)實(shí)際的設(shè)備或功能塊，在實(shí)際應(yīng)用中可使用若干個(gè)主控程序?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊一、PLC處理器的共同特性66可編程序控制器處理器及I/O模塊3.支持由定時(shí)器和事件驅(qū)動(dòng)的處理器中斷子程序，支持PID算法，通用指令系列包括基本和擴(kuò)展的ASCII字符串指令以及包括對數(shù)、指數(shù)、三角、統(tǒng)計(jì)等浮點(diǎn)運(yùn)算功能。4.內(nèi)置可組態(tài)RS–232/422/423串行口，以及最大距離可達(dá)3048m的DH+網(wǎng)、遠(yuǎn)程I/O(可組態(tài))鏈路通信口。5.口令和權(quán)限操作保護(hù)?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊3.支持由定時(shí)器和事件驅(qū)動(dòng)67可編程序控制器處理器及I/O模塊二、PLC處理器外型圖：Keyswitch(Prog/Rem/Run)SerialChannelChannel2A:DH+/RIOChannel2B:DH+/RIOChannel1A:DH+/RIOChannel1B:DH+/RIOMemoryBackupSlotBatteryHolderBatteryIndicator

ProcessorRun/FaultIndicator

ForceIndicator

ASCIIPortStatusIndicator

Channel2Aand2BStatusChannel1Aand1BStatusEEPROMMemory可編程序控制器處理器及I/O模塊二、PLC處理器外型圖：Ke68可編程序控制器處理器及I/O模塊1.前面板:（1）鑰匙開關(guān):用來設(shè)定可編程序控制器的工作狀態(tài),共(PROG/REM/RUN)三種狀態(tài).其中:當(dāng)開關(guān)處于“REM”即遠(yuǎn)程(Remote)狀態(tài)時(shí)，可以通過編程軟件設(shè)定處理器工作在“編程”、“調(diào)試”或“運(yùn)行”狀態(tài)。使用鑰匙是為了在調(diào)試完畢后使處理器固定在運(yùn)行狀態(tài)，防止程序被意外修改?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊1.前面板:69可編程序控制器處理器及I/O模塊（2）指示燈電池指示燈“BATT”:燈(紅)亮表示電池盒里的電池該更換了。一般該指示燈亮后，應(yīng)在10天內(nèi)及時(shí)更換電池，否則可能因CMOSRAM的失效而造成程序的丟失。

可編程序控制器處理器及I/O模塊（2）指示燈70可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器運(yùn)行/故障(綠/紅)指示器燈“PROC”:顯示處理器當(dāng)前的工作情況燈(綠)亮：表示運(yùn)行正常燈(紅)亮：表示處理器故障強(qiáng)制指示燈“FORCE”：顯示用戶有無強(qiáng)制I/O。燈亮：表示被強(qiáng)制輸入強(qiáng)制：用戶強(qiáng)制輸入數(shù)據(jù)文件中的位；輸出強(qiáng)制：能使用戶強(qiáng)制實(shí)際的輸出模板而保留其輸出數(shù)據(jù)文件處在原始狀態(tài)。可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器運(yùn)行/故障(綠/紅)指71可編程序控制器處理器及I/O模塊串行口狀態(tài)指示燈：閃綠表示通信正常通信口指示燈（1A、1B；2A、2B）：

固綠表示通信正常（3）通信口：串行口：25針支持由EIARS-232C和RS-423，也與RS-422A兼容

1A、1B口：1A缺省為DH+，1B缺省為RIO2A、2B口：2A缺省為DH+，2B缺省為RIO編程口：為8針小型DIN插座，該編程終端 插座是和通道1A和2A的3針插座 并聯(lián)連接的?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊串行口狀態(tài)指示燈：閃綠表示通72可編程序控制器處理器及I/O模塊（4）電池盒（5）EEPROM模塊插槽：用于當(dāng)電池失效是時(shí)，通過開關(guān)設(shè)定處理器在上電時(shí)從EEPROM中讀取程序送到CMOSRAM或在CMOSRAM失效(程序丟失)時(shí)將EEPROM中的內(nèi)容傳送到CMOSRAM，以避免因維護(hù)人員的疏忽而造成程序的丟失。

可編程序控制器處理器及I/O模塊（4）電池盒73可編程序控制器處理器及I/O模塊三、其他處理器1.以太網(wǎng)PLC處理器增強(qiáng)型PLC處理器都提供了一個(gè)內(nèi)連連接器，它允許直接與控制處理器或以太網(wǎng)模塊相連，這種連接使處理器可以訪問以太網(wǎng)?！耙蕴W(wǎng)處理器”：是指具備嵌入的TCP/IP通信能力的PLC處理器?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊三、其他處理器74可編程序控制器處理器及I/O模塊2.控制網(wǎng)PLC處理器：控制網(wǎng)(ControlNet)是基于開放網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種新的解決方案——生產(chǎn)者/客戶模式（即工業(yè)現(xiàn)場總線）。生產(chǎn)者/客戶模式允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)從單個(gè)的數(shù)據(jù)源獲取相同的數(shù)據(jù)。這種模式最主要的特點(diǎn)是：因數(shù)據(jù)的發(fā)送與客戶數(shù)量無關(guān)而提高了傳送效率；因數(shù)據(jù)可同時(shí)到達(dá)網(wǎng)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的同步化；具有較高的數(shù)據(jù)傳送率(5Mbps)。可編程序控制器處理器及I/O模塊2.控制網(wǎng)PLC處理器：控75可編程序控制器處理器及I/O模塊

NetworkAddressRotarySwitchesRedundantCoaxCableConnectorsNetworkAccessPortAB1212ABBatteryPLC-5/40CProgrammableControllerProgREMRunBATTPROCFORCOMMAB可編程序控制器處理器及I/O模塊NetworkAddre76可編程序控制器處理器及I/O模塊3.擴(kuò)展本地I/O處理器處理器可以和擴(kuò)展本地I/O適配器模塊組成擴(kuò)展本地I/O鏈以提高I/O刷新速率。注意處理器只能作為掃描器而不能組態(tài)為控制器。擴(kuò)展本地I/O鏈?zhǔn)且粭l并行鏈，它使一個(gè)處理器可多掃描16個(gè)擴(kuò)展本地I/O框架。擴(kuò)展本地I/O框架數(shù)據(jù)刷新時(shí)間低于0.5ms，框架間連接距離可達(dá)30.5m(100英尺)。但是必須在最后一塊適配器上安裝終結(jié)器來終結(jié)I/O鏈，否則系統(tǒng)將不能運(yùn)行。

可編程序控制器處理器及I/O模塊3.擴(kuò)展本地I/O處理器77可編程序控制器處理器及I/O模塊DatalinerPanelViewDistributed1771I/O1771ChassiswithALXAdapterDH+/RIO(1)LocalChannel(2)RIO/DH+Channels遠(yuǎn)程I/O本地I/O可編程序控制器處理器及I/O模塊DatalinerPanel78可編程序控制器處理器及I/O模塊4.小型可編程處理器

（1）固定式S控制器：將電源、輸入與輸出以及處理器集中在一個(gè)單元，并提供一個(gè)2槽的擴(kuò)展框架。（2）模塊式控制器：將電源、輸入與輸出以及處理器分別組裝成獨(dú)立的模塊，不同的模塊組合成滿足不同要求的控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊4.小型可編程處理器79可編程序控制器處理器及I/O模塊

集成式小型PLC可編程序控制器處理器及I/O模塊集成式小型PLC80可編程序控制器處理器及I/O模塊標(biāo)準(zhǔn)型PLC可編程序控制器處理器及I/O模塊標(biāo)準(zhǔn)型PLC81可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5SLC-5/04EthernetDH+PIorContrologixEthernetGatewayDH+EthernetPLC-5withBuilt-inEthernetSLC-5/05NEW1/98Ethernet網(wǎng)絡(luò)通訊模式系統(tǒng)架構(gòu)可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5SLC-5/04E82可編程序控制器處理器及I/O模塊DH485SLC-500FixedPICAICSLC-5/04OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOAICAICAICPIC現(xiàn)場總線通訊模式系統(tǒng)架構(gòu)可編程序控制器處理器及I/O模塊DH485SLC-500PI83可編程序控制器處理器及I/O模塊模塊式處理器及I/O框架

可編程序控制器處理器及I/O模塊模塊式處理器及I/O框架84可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器模塊擴(kuò)展I/O模塊

基座

1抽取式接線終端塊2擴(kuò)展I/O接口和可移動(dòng)ESD屏障3輸入LED4輸出LED5通信口6狀態(tài)指示LED7內(nèi)存模塊/實(shí)時(shí)時(shí)鐘(可選)8后備電池(可選)9電池10終端蓋和標(biāo)簽11數(shù)據(jù)存取儀(可選)12工作模式開關(guān)可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器模塊擴(kuò)展I/O模塊85可編程序控制器處理器及I/O模塊2.3I/O模塊

一、I/O模塊概述1。直接I/O模塊：是在模塊上擁有獨(dú)立的輸入或輸出通路，對應(yīng)于可編程序控制器數(shù)據(jù)映象區(qū)上的位或字。這些位或字對應(yīng)相應(yīng)I/O回路上信號(hào)的值，使得用戶程序可直接存取I/O值。直接I/O模塊根據(jù)與傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳輸方式，可進(jìn)一步分為數(shù)字量(亦稱離散量)模塊和模擬量模塊。可編程序控制器處理器及I/O模塊2.3I/O模塊86可編程序控制器處理器及I/O模塊直接I/O工作過程

可編程序控制器處理器及I/O模塊直接I/O工作過程87可編程序控制器處理器及I/O模塊2。智能I/O模塊：可在模板上處理輸入量來控制輸出量，而不必由用戶通過數(shù)據(jù)表來控制。這就是說不是所有的I/O在數(shù)據(jù)表上都有直接對應(yīng)值。智能I/O模塊可以有數(shù)字I/O回路，模擬I/O回路或兼而有之?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊2。智能I/O模塊：可在模88可編程序控制器處理器及I/O模塊智能I/O工作狀態(tài)可編程序控制器處理器及I/O模塊智能I/O工作狀態(tài)89可編程序控制器處理器及I/O模塊二、數(shù)字I/O模塊（1）數(shù)字I/O模塊：是直接I/O模塊中最基本的I/O模塊，模塊中的I/O回路可與按鈕或限位開關(guān)的開/關(guān)傳感器相連、也可與馬達(dá)啟動(dòng)器的指示燈或報(bào)警器等開關(guān)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連?？删幊绦蚩刂破鲾?shù)據(jù)表上相應(yīng)位的狀態(tài)直接控制輸出；輸入直接控制可編程序控制器數(shù)據(jù)表上的相應(yīng)位。

可編程序控制器處理器及I/O模塊二、數(shù)字I/O模塊90可編程序控制器處理器及I/O模塊數(shù)字輸入模塊的面板及接線圖數(shù)字輸出模塊的面板及接線圖可編程序控制器處理器及I/O模塊數(shù)字輸入模塊的面板及接線圖數(shù)91可編程序控制器處理器及I/O模塊指示器狀態(tài)(顏色)故障描述或系統(tǒng)狀態(tài)采取措施模塊活動(dòng)ON(綠)正常指示無模塊活動(dòng)ON(綠)而且輸入狀態(tài)ON(紅)檢查輸入電壓如果有電壓輸入，無須采取措施；若無電壓輸入，重新安裝模塊。模塊活動(dòng)ON(綠)而且輸入狀態(tài)OFF輸入設(shè)備不正?；蚰K的輸入故障1.檢查輸入設(shè)備2.如果輸入設(shè)備正常,重新安裝模塊。本無電壓加到輸入端無模塊活動(dòng)OFF而且輸入狀態(tài)ON(紅)或OFF除非模塊活動(dòng)指示器亮，否則無效；當(dāng)活動(dòng)指示器不亮,指示器不能反映處理器狀態(tài)1.檢查框架電源與模塊輸入電源2.如果電源正常,重新安裝模塊?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊指示器狀態(tài)(顏色)故障描述92可編程序控制器處理器及I/O模塊三、模擬量I/O模塊

模擬量I/O模塊：在模擬量信號(hào)和可編程序控制器數(shù)據(jù)表之間進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。包括標(biāo)準(zhǔn)模擬量的輸入/輸出及直接熱電阻和熱電偶輸入；這些模塊可用軟件設(shè)置信號(hào)濾波，可對每個(gè)I/O設(shè)置有效范圍。隔離措施有輸入信號(hào)與電源噪聲隔離，輸入回路之間信號(hào)隔離。(A/D轉(zhuǎn)換器)分辨率有8位、12位等不同精度。模擬量輸入/輸出方式可設(shè)定為電流型和電壓型?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊三、模擬量I/O模塊93可編程序控制器處理器及I/O模塊四、特殊I/O模塊除了通用的I/O模塊之外，可編程序控制器還有許多特殊的I/O模塊，應(yīng)用于特定的場合，這些模塊往往能自己處理輸入量，對輸出進(jìn)行控制，屬智能模塊。如線性定位模塊、伺服控制模塊、力矩控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等等?？删幊绦蚩刂破魈幚砥骷癐/O模塊四、特殊I/O模塊94可編程序控制器處理器及I/O模塊五、通訊模塊1。遠(yuǎn)程I/O掃描器模塊

PLC處理器可以組態(tài)成掃描器或適配器模式，也有專用的掃描器模塊2。遠(yuǎn)程I/O

適配器模塊 遠(yuǎn)程I/O適配器模塊為PLC掃描器與多種I/O模塊之間提供了通信連接。適配器支持1/2槽、1槽及2槽尋址模式。

可編程序控制器處理器及I/O模塊五、通訊模塊95可編程序控制器處理器及I/O模塊MotionControlThirdPartyDevices-1771I/O-BlockI/O-PanelView-RediPanel-Dataliner-Drives-CNCRIOScannerRIOScannerRIOAdapterRIOAdapterRIOScannerRIOScannerDH+ProgrammingTerminal3.可編程序控制器處理器及I/O模塊MotionThird-196謝謝！謝謝！97可編程序邏輯控制器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)許勝善2019-7-22可編程序邏輯控制器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)許勝善98第一章

常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

第三章PLC系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)介紹

第四章常見的PLC種類和故障第一章常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統(tǒng)99第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1.2電氣控制電路圖的繪制和分析方法

第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1001.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產(chǎn)、輸送、分配和應(yīng)用起控制、調(diào)節(jié)、檢測及保護(hù)等作用的工具。能夠按照外界指定信號(hào)手動(dòng)或自動(dòng)地接通和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對電路的控制的電器叫做控制電器。如熔斷器，開關(guān)，電磁式控制電磁鐵。（1）電器的分類：按工作電壓等級(jí)分：高壓電器和低壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V按動(dòng)作原理分：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按控制電器的輸出形式分：有觸點(diǎn)控制電器，如：開關(guān)，接觸器。無觸點(diǎn)控制電器如：可控硅，固態(tài)繼電器，大功率三極管等。1.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產(chǎn)、輸送、分配101（2）電氣控制經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段：手動(dòng)控制繼電接觸器控制順序控制器控制加工中心機(jī)床，自適應(yīng)數(shù)控機(jī)床，直接數(shù)字程序控制機(jī)床，計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)，柔性控制系統(tǒng)（3）電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展：大功率半導(dǎo)體器件，大規(guī)模集成電路，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、檢測技術(shù)，現(xiàn)代控制理論（2）電氣控制經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段：102常用低壓電器1、接觸器2、繼電器3、熔斷器4、低壓短路器5、主令控制器常用低壓電器1、接觸器1031.1觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)有源觸點(diǎn)和無源觸點(diǎn)1.1觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)1041.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷骰芈泛痛笕萘靠刂齐娐罚饕刂茖ο笫请妱?dòng)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并具有欠壓，零壓保護(hù)。（1）結(jié)構(gòu)和工作原理： 接觸器主要有電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)組成電磁系統(tǒng)包括：動(dòng)鐵心（銜鐵），靜鐵心，電磁線圈。U型鐵芯的交流電磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈電流通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達(dá)到銜鐵吸合后額定電流的5~6倍，E型鐵心將達(dá)到10~15倍，如果銜鐵卡住不能吸合或頻繁操作，交流勵(lì)磁線圈則可能被燒壞觸頭系統(tǒng)：是接觸器的執(zhí)行部件，用來接通或斷開被控電路，觸頭按控制電路分主觸頭和輔助觸頭。滅弧裝置：開端電路的電流超過一定數(shù)值或者觸頭兩端電壓超過一定數(shù)值。電弧的危害：觸頭燒毀，電路切斷時(shí)間延長，弧光短路，引起火災(zāi)。滅弧措施：降低電弧溫度，減少電弧兩端電壓滅弧方法：滅弧罩，滅弧圈。1.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷骰芈泛痛笕萘靠?05PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1061.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通，分?jǐn)嘟涣麟娐罚恢饕鉀Q幾個(gè)問題：鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗引起鐵心發(fā)熱，當(dāng)腳邊磁通過零時(shí)，電磁吸力為零，時(shí)銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)和噪聲。解決方法：鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路進(jìn)，加硅增加鐵心電阻，鐵心斷面上按裝一個(gè)銅質(zhì)的短路環(huán)。（2）直流接觸器1、直流接觸器線圈通以直流電，主觸頭接通，分?jǐn)嘀绷髦麟娐?、直流基礎(chǔ)其的特點(diǎn)：鐵心用整塊鋼塊制成，線圈做成長而薄的圓筒狀1.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器107（3）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和選擇1、接觸器的型號(hào)和代表意義例如：CJ20-40/03交流接觸器代號(hào)：設(shè)計(jì)序號(hào)；額定電流；額定工作電壓代號(hào)：03—380V06—660V11—1140V（4）接觸器的選用原則1、負(fù)載電源種類：交流和直流2、主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流：交流220，380，660，1140V；直流：110V，220V，440V，660V主觸點(diǎn)額定電流，一般根據(jù)電機(jī)容量Pd計(jì)算額定電流，Ie>=Pd*1000/KUdK-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取1~1.43、輔助觸點(diǎn)種類，數(shù)量及觸點(diǎn)額定電流4、電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓（3）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和選擇1081.4繼電器：是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電路.種類：電磁繼電器，固體繼電器，舌簧繼電器，高頻繼電器，光繼電器，聲繼電器。(1)時(shí)間繼電器從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷開）開始，到生產(chǎn)相應(yīng)的輸出信號(hào)（觸點(diǎn)的閉合和斷開）有一個(gè)符合一定準(zhǔn)確度的延時(shí)過程的繼電器。 通電延時(shí)型：接受輸入信號(hào)后，要延遲一段時(shí)間，輸出信號(hào)才能發(fā)生變化，當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出即時(shí)復(fù)位。 時(shí)間繼電器有多種類型，如：直流電磁式繼電器（小于5s）：空氣阻尼式時(shí)間繼電器（0.4~180s）：半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器（0.2-300s）：電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器（延時(shí)較長），機(jī)械發(fā)條式時(shí)間繼電器等1.4繼電器：是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制109直流電磁式時(shí)間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個(gè)阻尼銅套，即可構(gòu)成時(shí)間繼電器。它是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時(shí)的，由電磁感應(yīng)定律可知，在繼電器線圈通斷電過程中銅套內(nèi)將感應(yīng)電勢，并流過感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁通總是反對原磁通變化。

電器通電時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用相對也小，因此銜鐵吸合時(shí)延時(shí)不顯著(一般忽略不計(jì))。

而當(dāng)繼電器斷電時(shí)，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵延時(shí)釋放而起到延時(shí)作用。因此，這種繼電器僅用作斷電延時(shí)。

這種時(shí)間繼電器延時(shí)較短，JT3系列最長不超過5s，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場合直流電磁式時(shí)間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個(gè)110空氣式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成，電磁機(jī)構(gòu)為直動(dòng)式雙E型，觸點(diǎn)系統(tǒng)是借用LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。

空氣阻尼式時(shí)間繼電器，既具有由空氣室中的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的延時(shí)觸點(diǎn)，也具有由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)的瞬動(dòng)觸點(diǎn)，可以做成通電延時(shí)型，也可做成斷電延時(shí)型。電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的?？諝馐綍r(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲111PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)112時(shí)間繼電器的選擇：電源電壓（線圈電壓和觸頭電壓）控制回路所需要的延時(shí)方式（通電延時(shí)還是斷電延時(shí)）延時(shí)時(shí)間范圍及誤差延時(shí)觸頭和瞬時(shí)觸頭類型，數(shù)量及容量時(shí)間繼電器的類型（電子式，空氣阻尼式）時(shí)間繼電器的選擇：113熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，在電路中用作電機(jī)的過載保護(hù)。在一般情況下，可選用兩種結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡、工作環(huán)境惡劣的條件下工作的電動(dòng)機(jī)，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對于三角形接線的電機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)，可選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器熔斷器：電磁式繼電器：結(jié)構(gòu)，電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，釋放彈簧熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，在114PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)115熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用熔斷器主要由熔斷和安裝熔體的絕緣管組成當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分段電路，起到保護(hù)作用常用熔斷器及文字符號(hào)：插入式熔斷器螺旋式熔斷器無填料密閉式熔斷器有填料密閉式熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用116PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)117熔斷器的主要特性安妙特性：時(shí)間越長，通過的電流越小極限分?jǐn)嗄芰Γ涸谝欢l件下切斷短路電流的極限能力熔斷器的選用：根據(jù)線路的要求，使用場合和安裝條件選擇，熔斷器額定電壓選擇：大于或等于線路的工作電壓，電流選擇：大于或等于所裝熔體的額定電流。熔體額定電流的選擇：阻性負(fù)載：熔體額定電流>=負(fù)載工作電流在配電系統(tǒng)中，由多級(jí)熔斷器保護(hù)，后一級(jí)熔體的額定電流比前一級(jí)熔體的額定電流要大一個(gè)數(shù)量級(jí)單臺(tái)電機(jī)熔體額定電流=（1.5~2.5）負(fù)載工作電流多臺(tái)電機(jī)熔體額定電流>=（1.5~2.5）*容量最大電機(jī)的額定電流+所有負(fù)載工作電流之和快速熔斷器的選擇快速熔斷器在交流電路或直流電路中時(shí)熔體額定電流>=整流系數(shù)*最大整流電流（2）快速熔斷器介入整流橋臂與整流元件串聯(lián)時(shí)熔體額定電流>=1.5*整流元件額定電流熔斷器的主要特性118低壓開關(guān)和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護(hù)功能的開關(guān)結(jié)構(gòu)：操作機(jī)構(gòu)、觸頭、保護(hù)裝置、滅弧裝置類型：萬能式低壓斷路器，塑料外殼式；快速低壓斷路器；限流低壓短路器選用：短路器的額定電壓和額定電流大于或等于線路設(shè)備的正常工作電壓和工作電流短路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流漏電保護(hù)器：當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人生觸電或設(shè)備漏電時(shí)，漏電保護(hù)器能迅速自動(dòng)切斷電源，從而避免造成事故結(jié)構(gòu)：電流互感器；基準(zhǔn)值比較器：開關(guān)裝置漏電保護(hù)器分為電流型和電壓型，電流型分為電磁式和電子式低壓開關(guān)和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護(hù)功能的開關(guān)119主令電器：主要式用來切換控制電路一、按鈕按鈕在低壓控制電路中用于手動(dòng)觸發(fā)控制信號(hào)按鈕的選擇：主要式分局場合所需的觸點(diǎn)數(shù)，觸電形式，結(jié)構(gòu)和顏色二、位置開關(guān)（行程開關(guān)）用以反應(yīng)工作機(jī)械行程位置，將機(jī)械位置信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)行程開關(guān)主要根據(jù)場合所需的點(diǎn)數(shù)，形式和結(jié)構(gòu)來選擇主令電器：主要式用來切換控制電路120接觸器斷路器繼電器之間有什么區(qū)別和聯(lián)系接觸器：是用在主電路系統(tǒng)上，控制單一設(shè)備，如某臺(tái)電機(jī)，也是一種開關(guān)，但它能被控制，如用繼電器控制，適合作頻繁動(dòng)作，但一般容量比較小，沒有保護(hù)功能，事故時(shí)不能自己跳閘；

斷路器：也是用在主電路系統(tǒng)上，即可控制單一設(shè)備，又可控制多個(gè)設(shè)備，但不適合頻繁動(dòng)作，容量可作的很大，有保護(hù)功能，事故時(shí)能自己跳閘；

繼電器：是輔助電路上的，不能通過大電流，是典型的“小”東西控制“大”東西。

舉一個(gè)例子，某一條線路帶一個(gè)小型電機(jī)，電機(jī)開5分鐘停5分鐘；這要在線路的出口安裝斷路器，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)跳閘，在電機(jī)的電源入口處串入接接觸器，用它實(shí)際控制電機(jī)的開、停，用繼電器組成5分鐘延時(shí)電路，來控制接觸器。接觸器斷路器繼電器之間有什么區(qū)別和聯(lián)系接觸器：是用在121電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制線路根據(jù)GB4728-1984《電氣圖用圖形符號(hào)》,GB6988-1987《電氣技術(shù)的文字符號(hào)制定通則》主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字符組成，如引入線要用L1,L2,L3;電源開關(guān)后用U,V,W等?？刂凭€路由三位或三位以下的數(shù)字組成，交流控制電路負(fù)載左側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號(hào)，右側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號(hào)。直流控制電路正極按奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號(hào)。電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制122電氣原理圖電氣原理是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。便于分析電路工作原理的優(yōu)點(diǎn)原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源的電機(jī)的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖左邊。控制電路通過小電流。由按鈕、觸頭、線圈等組成，電氣原理圖電氣原理是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次1232、電器元件的圖形，文字符號(hào)采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3、同一元件的個(gè)部件可以不畫在一起。但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。4、全部觸頭都按“平?！睜顟B(tài)畫出。5、控制電路的分支線路，按動(dòng)作先后順序排列，交叉連接點(diǎn)用墨點(diǎn)標(biāo)出。2、電器元件的圖形，文字符號(hào)采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。124PLC基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1253、電氣安裝接線圖電氣接線圖式按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理，連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)的原則安排。它為安裝電器設(shè)備、電器元件之間進(jìn)行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據(jù)。3、電氣安裝接線圖126繪制電器安裝接線圖應(yīng)按照以下原則1、各電器元件按照規(guī)定的圖形、文字繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起，各電器元件位置應(yīng)和實(shí)際位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的連接必須通過端子排進(jìn)行，各電器元件的文字符號(hào)及端子排的編號(hào)應(yīng)與原理圖的一致，并按照原理圖的順序進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可以用單線表示4、畫連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)表明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸。繪制電器安裝接線圖應(yīng)按照以下原則1、各電器元件按照規(guī)定的圖形127可編程序控制器系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)的歷史沿革一.繼電接觸器控制系統(tǒng)(20世紀(jì)20年代）二.半導(dǎo)體邏輯元件控制系統(tǒng)（20世紀(jì)60年代）三.小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代）四.PLC控制系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代）五.工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（20世紀(jì)80年代）可編程序控制器系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)的歷史沿革128可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng):用導(dǎo)線將各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述129可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：由于它結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格便宜，能在一定范圍內(nèi)（特別是在工作模式固定、工作方式簡單的場合）滿足自動(dòng)控制的需要，因而使用面甚廣，在一定時(shí)期內(nèi)在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位。繼電接觸器控制系統(tǒng)存在的問題（1）隨著生產(chǎn)的發(fā)展，控制要求愈來愈可編程序控制器系統(tǒng)概述繼電接觸器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：130可編程序控制器系統(tǒng)概述復(fù)雜，采用繼電器的類型和數(shù)量就不得不大量增加，電器之間的連接也就非常復(fù)雜，使控制柜的體積非常龐大，大大增加了生產(chǎn)控制柜的難度；（2）在繼電接觸器控制系統(tǒng)中，一個(gè)繼電器或一條連線出現(xiàn)故障，都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的不正常，而且由于系統(tǒng)的復(fù)雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便；可編程序控制器系統(tǒng)概述復(fù)雜，采用繼電器的類型和數(shù)量就不得不大131(3)當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原來的接線和控制柜就要改接或更換，因此繼電接觸器控制系統(tǒng)的通用性和靈活性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，人們自然對控制系統(tǒng)提出了更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更通用、更靈活、易維修等要求?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述(3)當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原來的接線和控制柜就要改接或更132半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置半導(dǎo)體邏輯元件：是一種由半導(dǎo)體電子器件（各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等）組成的自動(dòng)化元件，它種類很多，如各種邏輯門（與、或、非）、觸發(fā)器、延時(shí)元件、振蕩器、開關(guān)放大器、電平檢測器、接近開關(guān)、交流可控硅開關(guān)等。可編程序控制器系統(tǒng)概述半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置可編程序控制器系統(tǒng)概述133半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置：用半導(dǎo)體邏輯控制元件，按某種控制需要構(gòu)成相應(yīng)的無觸點(diǎn)邏輯控制系統(tǒng)及控制裝置；也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。最常用的一種順序控制裝置就是利用二極管矩陣來實(shí)現(xiàn)輸入輸出邏輯關(guān)系，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動(dòng)作的順序，從而大大增加了控制系統(tǒng)的靈活性?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置：用半導(dǎo)體邏輯控制元件，按某種控制134小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制:由于價(jià)格昂貴，輸入、輸出電路為專用電路，編程技術(shù)復(fù)雜等原因（因?yàn)楫?dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)、編程技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到目前的水平），因而并未得到推廣應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述小型計(jì)算機(jī)工業(yè)控制:可編程序控制器系統(tǒng)概述135PLC控制系統(tǒng)的提出六十年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家汽車型號(hào)不斷更新，其加工的生產(chǎn)線亦必須隨之改變，對整個(gè)控制系統(tǒng)要重新配置，因此，1968年美國通用汽車公司（GM）公開招標(biāo)，對控制系統(tǒng)提出具體要求：（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；（2）維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)，即插件式；（3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)，能在惡劣環(huán)境下工作；可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC控制系統(tǒng)的提出可編程序控制器系統(tǒng)概述136可編程序控制器系統(tǒng)概述（4）體積小于繼電器控制柜；（5）價(jià)格便宜，成本應(yīng)可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；（6）輸入、輸出可以采用市電，電流輸出達(dá)到一定要求（2A以上），可直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（7）具有數(shù)據(jù)通訊功能，數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；（8）易于系統(tǒng)擴(kuò)展，在擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)只要很小變更；可編程序控制器系統(tǒng)概述（4）體積小于繼電器控制柜；137可編程序控制器系統(tǒng)概述（9）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB以上。這些要求實(shí)際上提出了將繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、使用方便、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的特點(diǎn)結(jié)合起來，將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（9）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到138可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的歷史1。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GE公司的招標(biāo)要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。當(dāng)時(shí)人們把它稱為可編程序邏輯控制器PLC（ProgrmmableLogicController），當(dāng)時(shí)只用它取代繼電接觸器控制，功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述PLC的歷史139可編程序控制器系統(tǒng)概述1971年日本開始生產(chǎn)可編程序控制器；1973年歐洲開始生產(chǎn)可編程序控制器。到現(xiàn)在世界各國一些著名的電氣制造商幾乎都在生產(chǎn)PLC裝置，如美國的A-B、GE、德國的西門子、日本的三菱、OMROM等?，F(xiàn)在PLC已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述1971年日本開始生產(chǎn)可編程序控制器；140可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的定義國際電工委員會(huì)（IEC）1985年1月對可編程序控制器作過如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。”可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC的定義141可編程序控制器系統(tǒng)概述可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及在工業(yè)控制中的應(yīng)用一、可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

（1）編程簡單（2）控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，通用性強(qiáng)（3）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高（4）體積小，維護(hù)方便可編程序控制器系統(tǒng)概述可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及在工業(yè)控142可編程序控制器系統(tǒng)概述（5）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期（6）其他功能：PLC除了上述特點(diǎn)之外，它具有開關(guān)量輸入／輸出，模擬量輸入／輸出，和大量的內(nèi)部中間繼電器、時(shí)間繼電器（定時(shí)器）、計(jì)數(shù)器等，具有邏輯控制、順序控制、信號(hào)／數(shù)據(jù)處理（算術(shù)處理、數(shù)據(jù)處理）等功能，并具有各種接口功能（可配備一般的I/O接口模塊和一些智能模塊如通訊模塊、高精度定位模塊、遠(yuǎn)程I/O控制等），現(xiàn)在的PLC還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，可以通過各種通訊口將數(shù)據(jù)直接傳送給上位機(jī)，以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（5）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期143可編程序控制器系統(tǒng)概述二、可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成與工作原理

1?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)的基本組成

編程設(shè)備外部設(shè)備輸入模塊CPU模塊微處理器存貯器輸出模塊外部設(shè)備電源模塊可編程序控制器系統(tǒng)概述二、可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成與工作144可編程序控制器系統(tǒng)概述（1）CPU模塊

CPU模塊是可編程序控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲(chǔ)器兩部分組成。微處理器:可以采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路微處理器芯片構(gòu)成存儲(chǔ)器:可編程序控制器的存貯器包括系統(tǒng)存貯器和用戶存貯器兩部分可編程序控制器系統(tǒng)概述（1）CPU模塊145可編程序控制器系統(tǒng)概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊輸入／輸出模塊:是可編程序控制器與現(xiàn)場設(shè)備連接的接口。輸入模塊：用來接收和采集現(xiàn)場設(shè)備的輸入信號(hào)，包括開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)。輸出模塊：用來向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)，包括開關(guān)量輸出信號(hào)和模擬量輸出信號(hào)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊146可編程序控制器系統(tǒng)概述輸入輸出模塊的分類：（1）數(shù)字量輸入輸出模塊；（2）模擬量輸入輸出模塊；（3）特殊模塊：如高速計(jì)數(shù)器模塊、熱電偶 或熱電阻模塊、各種定位與 編碼器模塊、BASIC模塊、 各種通訊模塊等?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述輸入輸出模塊的分類：147可編程序控制器系統(tǒng)概述（3）編程設(shè)備：使用專用或通用編程器（PC 機(jī)）對PLC設(shè)備編寫控制程 序；（4）電源模塊：將外部電源轉(zhuǎn)化為PLC設(shè)備 需要的各種等級(jí)的電源 （24VDC、5VDC等）?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述（3）編程設(shè)備：使用專用或通用編程器（148可編程序控制器系統(tǒng)概述2.可編程序控制器的基本工作原理

可編程序控制器在程序執(zhí)行時(shí)，采用不斷循環(huán)執(zhí)行程序的工作方式。概括地說，可編程序控制器采用了“不斷循環(huán)順序掃描”的工作方式，CPU從第一條指令開始，按編程順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束為止，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描。可編程序控制器就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述的掃描循環(huán)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述2.可編程序控制器的基本工作原理149可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行框圖：通電及內(nèi)部處理掃描過程硬件診斷及出錯(cuò)處理可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行框圖：通電及掃描過程硬件診150可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第一部分：是上電及內(nèi)部處理，上電后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一些初始化工作，如硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保護(hù)設(shè)定及其它初始化處理（類似電腦的開機(jī)自檢）?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：151可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第二部分掃描過程（實(shí)際上包含三個(gè)部分）： 首先是輸入掃描（讀取數(shù)據(jù)）； 其次是程序掃描階段（即程序運(yùn)行）； 最后是輸出掃描階段（控制輸出）?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：152可編程序控制器系統(tǒng)概述PLC運(yùn)行流程：第三部分是診斷及出錯(cuò)處理：可編程序控制器每掃描一次，就執(zhí)行一次自診斷，檢查諸如CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O通訊是否異?；虺鲥e(cuò)，如查出錯(cuò)誤或異常，C