plc實訓基礎(chǔ)知識

plc實訓基礎(chǔ)知識第1頁/共40頁PLC在實際中的應(yīng)用第2頁/共40頁第一章PLC概述

1.1PLC的定義和發(fā)展

可編程控制器是一種數(shù)字運算的電子操作系統(tǒng)裝置，專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計的，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(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

第3頁/共40頁一、PLC的產(chǎn)生1．交流接觸器控制回顧

第4頁/共40頁交流接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)主觸點進線線圈接線端外掛輔助觸點層主觸點出線線圈接線端第5頁/共40頁交流接觸器的繪圖符號

線圈KM

動合(常開)主觸點KMKM

動合(常開)輔助觸點

動斷(常閉)輔助觸點KM

用于主電路流過的電流大(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的電流小(無需加滅弧裝置)第6頁/共40頁設(shè)計示例—電動機啟?？刂苽鹘y(tǒng)繼電器控制電路第7頁/共40頁按鈕第8頁/共40頁電機第9頁/共40頁第10頁/共40頁設(shè)計示例—電動機啟?？刂芇LC實現(xiàn)控制電路第11頁/共40頁PLC控制電路接線圖第12頁/共40頁PLC的按鈕和數(shù)字輸入量第13頁/共40頁繼電器第14頁/共40頁PLC數(shù)字量輸出端子第15頁/共40頁PLC的產(chǎn)生（1）軟連接代替硬接線（2）維護方便（3）可靠性高于繼電器控制柜（4）體積小于繼電器控制柜（5）成本低于繼電器控制柜

（6）有數(shù)據(jù)通訊功能（7）輸入115V（8）可在惡劣環(huán)境下工作（9）擴展時，原系統(tǒng)變更要少（10）用戶程序存儲容量可擴展到4K68年美國通用汽車公司（GM）招標要求：第16頁/共40頁核心思想：(1)用程序代替硬接線(2)輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯(lián)(3)結(jié)構(gòu)易于擴展

第17頁/共40頁它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公司為了適應(yīng)汽車型號不斷翻新的需要，對生產(chǎn)線上的控制設(shè)備提出了新的要求，為此研制了第一臺可編程控制器用于生產(chǎn)線上，通過改變存儲在里面的指令的方法來改變生產(chǎn)線的控制流程，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的靈活性。但這一時期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，雖然也采用了計算機的設(shè)計思想，實際只能進行邏輯運算，主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制，因此也稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。

PLC發(fā)展第18頁/共40頁進入80年代以后，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，可以進行模擬量控制、位置控制，特別是遠程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱為可編程控制器（ProgrammableController）簡稱PC,但為了與個人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱為PLC。PLC已被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。

PLC發(fā)展第19頁/共40頁1.2PLC的結(jié)構(gòu)和工作過程1、PLC的結(jié)構(gòu)PLC內(nèi)部一般主要由主機、輸入/輸出接口、電源、擴展接口和編程器等外部設(shè)備接口等幾部分組成。如圖1-1所示。第20頁/共40頁圖1-1第21頁/共40頁（1）主機:包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心:一切邏輯運算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。系統(tǒng)程序存儲器:主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器RAM:主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。

第22頁/共40頁（2）輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號。（3）輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。（4）電源指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。第23頁/共40頁（5）I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)擴展單元與基本單元（即主機）聯(lián)接在一起。（6）外部設(shè)備接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機相連。

（7）編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤、顯示器組成。第24頁/共40頁PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個過程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。如圖1-2所示。2、PLC的工作過程第25頁/共40頁第26頁/共40頁（1）PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入映象寄存器，即輸入刷新。（2）PLC在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步序，執(zhí)行程序指令。其過程如下：從輸入映象寄存器和其它元件映象寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結(jié)果再存入有關(guān)的映象寄存器中。

第27頁/共40頁（3）在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對應(yīng)的輸出映象寄存器的通/斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出寄存器，去控制各物理斷電器的通/斷，這才是PLC的實際輸出。第28頁/共40頁PLC的等效電路圖1-3

PLC的等效電路第29頁/共40頁1．LAD梯形圖（LadderDiagram）梯形圖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)系的編程語言，它是從繼電器控制電路圖演變過來的。1.3

PLC的編程語言第30頁/共40頁將程序輸入到可編程控制器中需使用指令語句（助記符語言），它類似于微機中的匯編語言。語句是指令語句表編程語言的基本單元，每個控制功能由一個或多個語句組成的程序來執(zhí)行。語句是由操作碼和操作數(shù)組成的。AI0.0AI0.1=Q0.02．STL指令表（InstructionList）第31頁/共40頁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)換三個要素。3．SFC順序功能圖第32頁/共40頁功能圖編程語言實際上是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，它易于表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。

&Q0.14．FBD功能塊圖第33頁/共40頁為了增強可編程控制器的數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報表打印等功能，方便用戶的使用，許多大中型可編程控制器都配備了PASCAL、BASIC、C等高級編程語言。5．結(jié)構(gòu)文本第34頁/共40頁1、PLC的主要技術(shù)指標（1）I/O點數(shù)：指PLC外部的輸入輸出端子數(shù)。（2）用戶程序存儲容量：用來衡量PLC所能存儲用戶程序的多少。（3）掃描速度：指掃描1000步用戶程序所需的時間，以ms/千步為單位。（4）指令系統(tǒng)條數(shù)：指PLC具有的基本指令和高級指令的種類和數(shù)量。種類數(shù)量越多，軟件功能越強。1.4PLC的技術(shù)指標及主要功能和特點第35頁/共40頁（5）編程元件的種類和數(shù)量編程元件指：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、通用“字”寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。其種類和數(shù)量是衡量PLC的一個指標。第36頁/共40頁2、PLC的主要功能（1）開關(guān)邏輯控制（2）定時/計數(shù)控制（3）步進控制（4）數(shù)據(jù)處理（5）過程控制（6）運動控制（7）通信聯(lián)網(wǎng)（8）監(jiān)控（9）數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換