PLC電氣控制線(xiàn)路基礎(chǔ)

PLC電氣控制線(xiàn)路基礎(chǔ)匯報(bào)人：AA2024-01-29CATALOGUE目錄PLC概述與基本原理電氣控制線(xiàn)路基礎(chǔ)知識(shí)PLC輸入輸出接口電路PLC編程語(yǔ)言與指令系統(tǒng)PLC在電氣控制線(xiàn)路中應(yīng)用實(shí)例分析PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試方法01PLC概述與基本原理PLC定義可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。發(fā)展歷程從1969年美國(guó)DEC公司研制出第一臺(tái)PLC開(kāi)始，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，PLC已經(jīng)由最初的邏輯控制擴(kuò)展到了模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域。PLC定義及發(fā)展歷程基本組成PLC主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、電源等部分組成。工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即按照一定的順序周而復(fù)始地掃描，并執(zhí)行用戶(hù)程序。在每個(gè)掃描周期內(nèi)，PLC會(huì)依次進(jìn)行輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC基本組成與工作原理根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩類(lèi)；根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量等參數(shù)的不同，PLC可分為小型、中型和大型三類(lèi)。分類(lèi)在選擇PLC時(shí)，需要考慮控制要求、I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量、通信功能、可靠性、性?xún)r(jià)比等因素。同時(shí)，還需要注意PLC的編程語(yǔ)言和編程工具是否易于學(xué)習(xí)和使用。選型依據(jù)PLC分類(lèi)及選型依據(jù)02電氣控制線(xiàn)路基礎(chǔ)知識(shí)

電氣圖形符號(hào)與文字符號(hào)圖形符號(hào)用于表示電氣設(shè)備和元器件的簡(jiǎn)化外形或圖形，如開(kāi)關(guān)、燈泡、電動(dòng)機(jī)等。文字符號(hào)用于標(biāo)識(shí)電氣設(shè)備和元器件的名稱(chēng)、功能或參數(shù)，如電壓、電流、功率等。符號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）和我國(guó)都制定了相應(yīng)的電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)電氣圖紙的通用性和易讀性。電氣控制線(xiàn)路常用元器件用于接通或斷開(kāi)電路，如按鈕開(kāi)關(guān)、刀開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。用于電路過(guò)載或短路保護(hù)，當(dāng)電流超過(guò)一定值時(shí)自動(dòng)熔斷斷開(kāi)電路。一種電磁式開(kāi)關(guān)，通過(guò)電磁力驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)電路。一種根據(jù)輸入信號(hào)（如電壓、電流）的變化來(lái)控制輸出電路通斷的電器。開(kāi)關(guān)熔斷器接觸器繼電器信號(hào)電路用于傳輸各種信號(hào)（如指令信號(hào)、反饋信號(hào)）的電路，通常由指示燈、蜂鳴器等組成。保護(hù)電路用于保護(hù)電氣設(shè)備和線(xiàn)路免受過(guò)載、短路等故障損壞的電路，如熔斷器、熱繼電器等?？刂齐娐酚糜诳刂浦麟娐吠〝嗟碾娐?，通常由控制器、傳感器、執(zhí)行器等組成。電源電路為整個(gè)電氣控制線(xiàn)路提供電能，通常由電源變壓器、整流器、濾波器等組成。主電路直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電路，包括電動(dòng)機(jī)、加熱器等大功率設(shè)備。電氣控制線(xiàn)路基本環(huán)節(jié)03PLC輸入輸出接口電路PLC輸入接口電路主要將外部輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部可識(shí)別的信號(hào)。這通常涉及到電平轉(zhuǎn)換、隔離和濾波等環(huán)節(jié)，以確保信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。原理根據(jù)外部輸入信號(hào)的種類(lèi)，PLC輸入接口電路可分為開(kāi)關(guān)量輸入、模擬量輸入等類(lèi)型。其中，開(kāi)關(guān)量輸入主要用于接收按鈕、開(kāi)關(guān)等數(shù)字信號(hào)，而模擬量輸入則用于接收連續(xù)變化的模擬信號(hào)，如溫度、壓力等傳感器信號(hào)。類(lèi)型輸入接口電路原理及類(lèi)型原理PLC輸出接口電路將PLC內(nèi)部的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部執(zhí)行器可識(shí)別的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載動(dòng)作。這同樣涉及到電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率放大等環(huán)節(jié)。類(lèi)型根據(jù)外部執(zhí)行器的需求，PLC輸出接口電路可分為開(kāi)關(guān)量輸出、模擬量輸出等類(lèi)型。開(kāi)關(guān)量輸出主要用于控制繼電器、接觸器等開(kāi)關(guān)器件，而模擬量輸出則用于控制比例閥、變頻器等需要連續(xù)調(diào)節(jié)的設(shè)備。輸出接口電路原理及類(lèi)型輸入接口電路配置01在選擇輸入接口電路時(shí)，需考慮輸入信號(hào)的種類(lèi)、電壓等級(jí)、接線(xiàn)方式等因素。同時(shí)，為確保信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，還需采取適當(dāng)?shù)母綦x和濾波措施。輸出接口電路配置02在選擇輸出接口電路時(shí)，需根據(jù)負(fù)載的類(lèi)型、功率和控制要求來(lái)選擇合適的輸出類(lèi)型和功率等級(jí)。同時(shí)，為確保輸出的安全性和穩(wěn)定性，還需采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，如過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)等。選型注意事項(xiàng)03在選型過(guò)程中，除考慮輸入輸出接口電路的性能參數(shù)外，還需關(guān)注PLC的供電電源、環(huán)境溫度、濕度等使用條件，以及PLC與輸入輸出設(shè)備之間的連接電纜和接線(xiàn)端子的選型與配置。輸入輸出接口電路配置與選型04PLC編程語(yǔ)言與指令系統(tǒng)PLC編程語(yǔ)言概述及特點(diǎn)比較010203編程語(yǔ)言特點(diǎn)比較梯形圖（LD）直觀易懂，適用于簡(jiǎn)單邏輯控制；指令表（IL）類(lèi)似于匯編語(yǔ)言，適用于復(fù)雜邏輯控制；PLC編程語(yǔ)言概述及特點(diǎn)比較PLC編程語(yǔ)言概述及特點(diǎn)比較01順序功能圖（SFC）用于描述順序控制過(guò)程，易于理解和設(shè)計(jì)；02結(jié)構(gòu)化文本（ST）采用高級(jí)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，適用于復(fù)雜算法和數(shù)據(jù)處理；函數(shù)塊圖（FBD）以功能塊為單位，實(shí)現(xiàn)模塊化編程。03包括觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、功能塊等。梯形圖基本元素梯形圖編程規(guī)則梯形圖常用功能遵循從左到右、從上到下的順序執(zhí)行，觸點(diǎn)閉合時(shí)對(duì)應(yīng)線(xiàn)圈得電。包括基本邏輯運(yùn)算、定時(shí)/計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等。030201梯形圖編程語(yǔ)言基礎(chǔ)PLC的指令系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)控制功能的基礎(chǔ)，包括基本指令、功能指令和特殊指令等。指令系統(tǒng)概述包括LD（?。?、LDI（取反）、OUT（輸出）、AND（與）、ANI（與非）、OR（或）、ORI（或非）等。常用基本指令包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、數(shù)據(jù)比較指令、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令等。常用功能指令針對(duì)特定PLC型號(hào)或應(yīng)用場(chǎng)景的專(zhuān)用指令，如高速計(jì)數(shù)器、脈沖輸出、通信等指令。特殊指令指令系統(tǒng)及常用指令介紹05PLC在電氣控制線(xiàn)路中應(yīng)用實(shí)例分析03自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)在生產(chǎn)線(xiàn)中，通過(guò)PLC對(duì)各個(gè)工位進(jìn)行順序控制，確保產(chǎn)品按照工藝流程逐步完成加工。01交通信號(hào)燈控制通過(guò)PLC編程實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的紅黃綠燈光按照一定時(shí)序進(jìn)行切換，保證交通流暢和安全。02電梯控制系統(tǒng)采用PLC順序控制設(shè)計(jì)法，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度、樓層定位、開(kāi)關(guān)門(mén)等功能。順序控制設(shè)計(jì)法應(yīng)用實(shí)例水泵控制系統(tǒng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，通過(guò)PLC監(jiān)測(cè)水位變化，自動(dòng)控制水泵的啟停，實(shí)現(xiàn)恒壓供水?？照{(diào)系統(tǒng)利用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，將PLC應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中，根據(jù)室內(nèi)溫度和設(shè)定值，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的運(yùn)行模式和風(fēng)速。鍋爐控制系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，通過(guò)PLC監(jiān)測(cè)鍋爐的壓力、溫度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)鍋爐的自動(dòng)點(diǎn)火、燃燒控制等功能。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法應(yīng)用實(shí)例門(mén)禁控制系統(tǒng)運(yùn)用邏輯設(shè)計(jì)法，通過(guò)PLC編程實(shí)現(xiàn)門(mén)禁的刷卡、密碼輸入等身份驗(yàn)證方式，控制門(mén)的開(kāi)關(guān)。報(bào)警系統(tǒng)采用邏輯設(shè)計(jì)法，將PLC應(yīng)用于報(bào)警系統(tǒng)中，根據(jù)不同的報(bào)警條件觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)和動(dòng)作。物料搬運(yùn)系統(tǒng)通過(guò)邏輯設(shè)計(jì)法，利用PLC控制物料搬運(yùn)設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)識(shí)別和分類(lèi)、搬運(yùn)路徑規(guī)劃等功能。邏輯設(shè)計(jì)法應(yīng)用實(shí)例06PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試方法VS詳細(xì)了解被控對(duì)象的工藝要求，通過(guò)工藝分析，理解設(shè)備工作狀況和控制要求。選擇合適型號(hào)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類(lèi)型（數(shù)字量、模擬量等），并列出I/O點(diǎn)清單。進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，適當(dāng)留有余量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也可采用類(lèi)比的方式，或根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，確定相應(yīng)功能要求的PLC機(jī)型和配套模塊。明確控制要求PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng)編制I/O分配表或繪制I/O端子接線(xiàn)圖接著就可以進(jìn)行PLC的I/O分配，包括開(kāi)關(guān)量的輸入、輸出，模擬量的輸入、輸出等。在分配時(shí)，應(yīng)注意將相同類(lèi)型的信號(hào)放在一起，便于編寫(xiě)程序和閱讀。設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求和控制系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)流程圖。設(shè)計(jì)梯形圖根據(jù)系統(tǒng)流程圖和所選的PLC型號(hào)，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖。PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng)PLC的輸入電路PLC輸入電路電源一般應(yīng)采用DC24V，同時(shí)其帶負(fù)載能力要留有一定余量。PLC電源電路電源在PLC總功耗中所占比例很大，為了保證PLC的正常運(yùn)行，對(duì)電源電路進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和安裝具有重要意義。PLC的輸出電路依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)停止應(yīng)采用晶體管輸出。如果PLC系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下，應(yīng)首選繼電器輸出。采用這種方法，輸出電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。PLC程序調(diào)試方法和技巧程序的檢查將編好的程序輸入編程器進(jìn)行檢查，改正語(yǔ)法和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤后存入PLC的內(nèi)存中。模擬運(yùn)行模擬系統(tǒng)實(shí)際的輸入信號(hào)，在程序運(yùn)行中的適當(dāng)時(shí)刻，通過(guò)手動(dòng)方式改變輸入信號(hào)的狀態(tài)來(lái)模擬各種故障情況，同時(shí)通過(guò)編程器或顯示器監(jiān)視程序的運(yùn)行結(jié)果。PLC程序調(diào)試方法和技巧實(shí)物試運(yùn)行：采用現(xiàn)場(chǎng)的主令元件、檢測(cè)元件和執(zhí)行元件組成模擬控制系統(tǒng)，檢驗(yàn)檢測(cè)元件的可靠性及PLC的實(shí)際負(fù)載能力。調(diào)試技巧采用電腦編程軟件設(shè)計(jì)程序時(shí)，可將各程序段分別調(diào)試，然后把各程序段連接起來(lái)統(tǒng)調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和故障應(yīng)逐一記錄，在調(diào)試結(jié)束后應(yīng)作一個(gè)全面的檢查和整理，寫(xiě)出完整的調(diào)試報(bào)告。對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)，需借助流程圖來(lái)編寫(xiě)程序，然后畫(huà)出與流程圖對(duì)應(yīng)的梯形圖或語(yǔ)句表，再根據(jù)梯形圖或語(yǔ)句表寫(xiě)出程序清單。對(duì)程序作一些修改和調(diào)整，這通常是調(diào)試過(guò)程中最費(fèi)時(shí)間的環(huán)節(jié)。PLC程序調(diào)試方法和技巧電源故障是PLC控制系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障之一。通常表現(xiàn)為整個(gè)系統(tǒng)或部分設(shè)備無(wú)電源指示，設(shè)備無(wú)法正常工作。輸入/輸出模塊故障通常表現(xiàn)為輸入/輸出信號(hào)不正常或無(wú)法正常工作。這可能是由于模塊本身故障、接線(xiàn)錯(cuò)誤或外部設(shè)備故障引起的。故障診斷與排除方法輸入/輸出模塊故障電源故障程序錯(cuò)誤：程序錯(cuò)誤通常是由于編程錯(cuò)誤或程序丟失引起的。這可能導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法按照預(yù)期的方式工作，或者根本無(wú)法工作。故障診斷與排除方法電源故障排除首先檢