plc課件可編程控制器概述

《PLC應(yīng)用技術(shù)》湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院精品課《PLC應(yīng)用技術(shù)》湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院精品課1可編程序控制器概述第一講可編程序控制器概述第一講2導(dǎo)入

方式一：按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，按下停止按鈕，電機(jī)停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全壓?jiǎn)?dòng)。

方式二：按下啟動(dòng)按鈕，5秒后電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，按下停止按鈕，電機(jī)停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)。繼電器接觸器裝置控制電機(jī)的啟停運(yùn)行導(dǎo)入繼電器接觸器裝置控制電機(jī)的啟停運(yùn)行3電氣原理圖電氣原理圖4繼電器接觸器控制裝置的特點(diǎn)簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格便宜可靠性不高（硬接線邏輯、大量的機(jī)械觸點(diǎn)）；通用性和靈活性較差（當(dāng)控制要求改變時(shí)需重新設(shè)計(jì)布線，花費(fèi)大時(shí)間長(zhǎng)）；功能簡(jiǎn)單（只限于邏輯順序控制、定時(shí)等）繼電器接觸器控制裝置的特點(diǎn)簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格便5可編程控制器控制電機(jī)的啟停運(yùn)行可編程控制器控制電機(jī)的啟停運(yùn)行6可編程控制器控制電機(jī)的啟停運(yùn)行特點(diǎn)：軟程序代替硬接線，可高性高，通用性強(qiáng)可編程控制器控制電機(jī)的啟停運(yùn)行特點(diǎn)：軟程序代替硬接線7一、PLC的產(chǎn)生1968年，美國(guó)通用汽車公司(GM公司)提出要用一種新型的工業(yè)控制器取代繼電器接觸器控制裝置，并要求把計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)（功能完備，靈活性、通用性好）和繼電器接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)（簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格便宜）結(jié)合起來(lái)，設(shè)想將繼電接觸器控制的硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程，且要求編程簡(jiǎn)單、使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握其使用技術(shù)。一、PLC的產(chǎn)生1968年，美國(guó)通用汽8編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；硬件維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器接觸器控制裝置；體積小于繼電器接觸器控制裝置；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到4KB；輸入可直接用115V交流電；輸出為交流115V2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便；成本上可與繼電器接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)(GM)公司提出的十大條件編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；美國(guó)(GM)公司提91.PLC的誕生1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC公司)研制出了第一臺(tái)可編程控制器，在美國(guó)通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用成功，并取得滿意的效果，可編程控制器自此誕生。1.PLC的誕生1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC102.PLC的發(fā)展及定義具有邏輯運(yùn)算定時(shí)計(jì)數(shù)等簡(jiǎn)單功能速度提高功能增強(qiáng)可控制模擬量以16位32位微處理器為核心功能更強(qiáng)第一、二代第三代第四代什么是PLC：可編程序控制器(ProgrammableLogicController）簡(jiǎn)稱PLC，是：以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置（工業(yè)計(jì)算機(jī)）。2.PLC的發(fā)展及定義具有邏輯運(yùn)算速度提113.PLC的名稱及演變?cè)缙诿Q為“ProgrammableLogicController”（可編程邏輯控制器），簡(jiǎn)稱PLC，主要替代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)。 1980年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）給他一個(gè)新的名稱“ProgrammableController”，簡(jiǎn)稱PC。為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）PC這一簡(jiǎn)寫(xiě)名稱術(shù)語(yǔ)混亂，仍沿用早期的PLC表示可編程控制器，但現(xiàn)在的PLC并不意味只具有邏輯功能。3.PLC的名稱及演變?cè)缙诿Q為“Programm12二、可編程控制器的分類1、按輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分（1）小型機(jī)小型PLCI/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)容量在4KB左右。（2）中型機(jī)中型PLCI/O總點(diǎn)數(shù)在256～2048點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)容量在8KB左右。（3）大型機(jī)大型PLCI/O總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)容量在16KB以上。二、可編程控制器的分類1、按輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分132、按結(jié)構(gòu)形式分

（1）整體式（2）模塊式

2、按結(jié)構(gòu)形式分

（1）整體式（2143、按生產(chǎn)廠家分PLC產(chǎn)品按地域分成三大流派：美國(guó)、歐洲和日本。美國(guó)和歐洲的PLC產(chǎn)品差異性很大，日本的PLC技術(shù)是由美國(guó)引進(jìn)的，兩國(guó)的PLC產(chǎn)品較相似。目前國(guó)內(nèi)常用的主要是三菱FX系列小型機(jī)和西門(mén)子S7-300、S7-400中大型機(jī)等。3、按生產(chǎn)廠家分15美國(guó)GE的PLC產(chǎn)品美國(guó)GE的PLC產(chǎn)品16德國(guó)西門(mén)子的PLC產(chǎn)品德國(guó)西門(mén)子的PLC產(chǎn)品17日本三菱的PLC產(chǎn)品日本三菱的PLC產(chǎn)品181.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)無(wú)觸點(diǎn)控制：故障率少；硬件措施：屏蔽、濾波、隔離；軟件措施：故障檢測(cè)、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時(shí)鐘（死循環(huán)報(bào)警）、程序檢驗(yàn)2.使用靈活，通用性強(qiáng)產(chǎn)品系列化，硬件結(jié)構(gòu)模塊式，可靈活選用；軟接線邏輯使得PLC能簡(jiǎn)單輕松的實(shí)現(xiàn)各種不同的控制任務(wù)，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短。三、PLC的特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)三、PLC的特點(diǎn)19PLC的特點(diǎn)3.編程方便，易于掌握采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語(yǔ)言，直觀易懂，SFC功能圖，使編程更簡(jiǎn)單方便。4.接口簡(jiǎn)單，維護(hù)方便可直接與現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電設(shè)備相連接，接口電路模塊化。有完善的自診斷及監(jiān)視功能，便于查出故障原因，并迅速處理。5.功能完善，性價(jià)比高除邏輯控制，定時(shí)計(jì)數(shù)，數(shù)字運(yùn)算外，配合特殊功能模塊還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制，PID運(yùn)算，過(guò)程控制，數(shù)字控制等功能，還可與上位機(jī)通信，遠(yuǎn)程控制等。PLC的特點(diǎn)3.編程方便，易于掌握201.順序邏輯控制2.運(yùn)動(dòng)控制PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)設(shè)備集成在一起，可以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。3.模擬量過(guò)程控制PLC能完成數(shù)模轉(zhuǎn)換或者模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制大量的物理參數(shù)，例如，溫度、壓力、速度和流量等。4.數(shù)據(jù)處理5.通信和聯(lián)網(wǎng)四、PLC的功能及應(yīng)用1.順序邏輯控制四、PLC的功能及應(yīng)用21PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的應(yīng)用領(lǐng)域22低擋PLC：向小型、簡(jiǎn)易、廉價(jià)方向發(fā)展；中、高擋PLC：向大型、網(wǎng)絡(luò)、高速、多功能方向發(fā)展。五、PLC的發(fā)展趨勢(shì)低擋PLC：五、PLC的發(fā)展趨勢(shì)23六、PLC的基本組成PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的軟件結(jié)構(gòu)中央控制單元(CPU)存儲(chǔ)器輸入輸出接口電路電源編程器系統(tǒng)監(jiān)控程序用戶程序基本單元六、PLC的基本組成PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的軟件24PLC硬件結(jié)構(gòu)PLC硬件結(jié)構(gòu)25CPU:指揮PLC完成各種預(yù)定的功能存儲(chǔ)器：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器PLC的用戶存儲(chǔ)器通常以字（16位/字）或字節(jié)B（8位/字節(jié)）為單位來(lái)表示存儲(chǔ)容量。注意：系統(tǒng)程序直接關(guān)系到PLC的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常PLC產(chǎn)品資料中所指的存儲(chǔ)器形式或存儲(chǔ)方式及容量，是指用戶程序存儲(chǔ)器而言。CPU:指揮PLC完成各種預(yù)定的功能26作用：連接用戶輸入輸出設(shè)備和PLC控制器。將各輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC標(biāo)準(zhǔn)電平供PLC處理，再將處理好的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成用戶設(shè)備所要求的信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。對(duì)輸入輸出接口的要求：良好的抗干擾能力；對(duì)各類輸入輸出信號(hào)（開(kāi)關(guān)量、模擬量、直流量、交流量）的匹配能力。七、輸入輸出接口作用：連接用戶輸入輸出設(shè)備和PLC控制器。將各輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成27各種輸入接口均采取了抗干擾措施。如：光耦合器隔離使PLC與外部輸入信號(hào)進(jìn)行隔離；并設(shè)有RC濾波器，用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和外部噪聲干擾。用戶應(yīng)根據(jù)輸入輸出信號(hào)的類型選擇合適的輸入輸出接口。輸入輸出接口各種輸入接口均采取了抗干擾措施。如：光耦合器隔離使PLC與外28開(kāi)關(guān)量直流輸入接口電路直流輸入的電源可以由機(jī)內(nèi)24v電源提供，也可以由用戶提供。輸入電流一般小于10mA。開(kāi)關(guān)量直流輸入接口電路直流輸入的電源可以由機(jī)內(nèi)24v電源提供29繼電器輸出型----適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載。（場(chǎng)效應(yīng)）晶體管輸出型----只能接直流負(fù)載，屬無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載晶閘管輸出型----只能接交流負(fù)載，屬無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載

開(kāi)關(guān)量輸出接口電路的形式繼電器輸出型----開(kāi)關(guān)量輸出接口電路的形式30繼電器輸出型開(kāi)關(guān)量輸出端的負(fù)載電源由用戶提供，對(duì)于電阻性負(fù)載，輸出電流一般不超過(guò)2A。負(fù)載電源的種類和規(guī)格要與負(fù)載的要求一致。繼電器輸出型開(kāi)關(guān)量輸出端的負(fù)載電源由用戶提供，對(duì)于電阻性負(fù)載31外圍設(shè)備：編程器、打印機(jī)、演示板等利用編程器可將用戶程序輸入PLC的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序、修改程序；利用編程器還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。用戶輸入輸出設(shè)備:用戶輸入器件有控制開(kāi)關(guān)和檢測(cè)元件，即各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器等；用戶輸出設(shè)備主要有接觸器、電磁閥、指示燈等。外圍設(shè)備：編程器、打印機(jī)、演示板等32八、PLC控制系統(tǒng)的等效工作電路PLC控制系統(tǒng)的等效工作電路可分為三部分，即輸入部分、內(nèi)部控制電路和輸出部分。輸入部分就是采集輸入信號(hào)，輸出部分就是系統(tǒng)的執(zhí)行部件。以兩臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)為例八、PLC控制系統(tǒng)的等效工作電路33九、數(shù)字量(或開(kāi)關(guān)量)輸入模板的外部接線方式匯點(diǎn)式輸入接線方式隔離式輸入接線方式九、數(shù)字量(或開(kāi)關(guān)量)匯點(diǎn)式輸入接線方式隔離式輸入接34數(shù)字量輸出模板的接線方式匯點(diǎn)式輸出隔離式輸出數(shù)字量輸出模板