《機電一體化系統(tǒng)設計》課件 第14次課PLC

1溫故知新1.A/D轉換器的組成及常用的A/D轉換器的引腳功能2.D/A轉換器的組成及常用的D/A轉換器的引腳功能普通PC機單片機可編程控制器工業(yè)PC機控制系統(tǒng)的設計一般不用作工業(yè)控制自行設計標準化接口配置相關接口模板標準化接口配置相關接口模板系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)、圖像、文字處理簡單的邏輯控制和模擬量控制邏輯控制為主，也可配置模擬量模板邏輯控制和模擬量控制功能硬件設計無需設計（標準化整機，可擴展）復雜簡單簡單程序語言多種語言匯編語言梯形圖多種語言軟件開發(fā)復雜復雜簡單較復雜運行速度快較慢慢很快帶負載能力差差強強抗干擾能力差差強強成本較高很低較高很高適用場合實驗室環(huán)境的信號采集及控制家用電器、智能儀器、單片機簡單控制邏輯控制為主的工業(yè)現(xiàn)場控制較大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場控制3）工業(yè)控制計算機的常用類型比較新課導入請問怎樣實現(xiàn)物料分揀這一功能呢？4第5章工業(yè)控制計算機及接口技術5.1工業(yè)控制計算機5.2計算機控制接口技術5.3可編程控制器導學：【學習內(nèi)容】1．可編程控制器(PLC)的組成及工作原理；2．PLC的主要技術性能指標；【教學重點】

可編程控制器(PLC)的工作原理及工作過程?！窘虒W難點】

PLC的主要技術性能指標；可編程序控制器（programmable

logic

controller，簡稱為PLC）是一種“專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計”的工業(yè)計算機，它可以通過修改程序來改變控制功能，除了能完成各種各樣的控制外，還有與其他計算機通信聯(lián)網(wǎng)的功能。主要由硬件和軟件組成。西門子PLC核心部分，由控制器和運算器組成控制器用來統(tǒng)一指揮和控制PLC工作，運算器則進行邏輯、算術運算PLC在CPU控制下不斷循環(huán)掃描整個用戶程序，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場各設備預定的控制任務PLC硬件組成框圖用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)PLC硬件組成框圖電源為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穩(wěn)壓電源PLC硬件組成框圖輸入接口用于接受輸入設備如按鈕、傳感器、行程開關等的控制信號PLC硬件組成框圖輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結果通過輸出電路去驅動輸出設備，如接觸器、電磁閥、指示燈等PLC硬件組成框圖當PLC基本單元I/O點數(shù)不能滿足要求時，可通過擴展接口連接擴展單元以增加系統(tǒng)的I/O點數(shù)PLC硬件組成框圖外部設備接口可將編程器打印機、條形碼掃描儀等外部設備與主機連接PLC硬件組成框圖2.PLC的工作原理PLC是采用順序掃描、不斷循環(huán)的方式進行工作的。PLC的掃描工作過程分三個階段，并進行周期性循環(huán)：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新3.PLC的基本工作過程①

順次掃描各輸入點，讀入各輸入點的狀態(tài)。②

順次掃描程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進行邏輯運算。③

根據(jù)邏輯運算的結果，向各輸出點發(fā)出相應的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。周而復始，PLC的掃描周期通常為10～40ms。4.PLC的基本性能指標I/O點數(shù)：指PLC外部輸入和輸出端子數(shù)用戶程序存儲容量：用來衡量PLC所能存儲用戶程序的多少掃描速度：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。其種類和數(shù)量是衡量PLC的一個指標17

小型PLC的I/O點數(shù)一般從20點到128點，用戶程序存貯器容量小于2k字節(jié)，具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位等功能，可以用來進行條件控制、定時計數(shù)控制。中型PLC的I/O點數(shù)一般從128點到512點，用戶存貯器容量為2k～8k字節(jié)，兼有開關量和模擬量的控制功能。大型PLC又稱高檔PLC，I/O點數(shù)超過512點，最多可達8192點，進行擴展后還能增加，用戶存貯容量在8k字節(jié)以上，具有邏輯運算、數(shù)字運算、模擬調節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通訊、監(jiān)視、記錄、打印、中斷控制、智能控制及遠程控制等功能，用于大規(guī)模過程控制（如鋼鐵廠、電站）、分布式控制系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡。

應用系統(tǒng)所需的存儲量與I/O點數(shù)密切相關，根據(jù)經(jīng)驗有如下關系：開關量輸入10～20字節(jié)/點開關量輸出5～10字節(jié)/點定時計數(shù)器2字節(jié)/個寄存器1字節(jié)/個模擬量100～150字節(jié)/點PLC的特點可靠性高，抗干擾能力強數(shù)字輸入輸出部分采用光電耦合隔離，模擬輸入通道加入R-C濾波器，有效的防止了干擾信號的進入內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止電磁輻射干擾PLC的平均無故障時間可達幾萬小時以上經(jīng)過大量實踐，人們發(fā)現(xiàn)PLC系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障大多數(shù)時由于PLC外部開關、傳感器、執(zhí)行機構等引起的，而不是PLC本身發(fā)生的……通用性強，擴展方便，系統(tǒng)組成靈活PLC產(chǎn)品都已經(jīng)系列化和模塊化了，PLC配備有品種齊全的I/O模塊和配套部件功用戶使用，系統(tǒng)的功能和規(guī)模都可根據(jù)用戶的實際需求自行組合機架和電纜將各模塊連接起來，可以很方便地搭成滿足不同控制要求的控制系統(tǒng)確定PLC的硬件配置和I/O外部接線后，用戶要做的工作只是程序設計而已程序設計簡單，易學易懂系統(tǒng)設計、開發(fā)周期短且方便，維護工作量小對生產(chǎn)工藝改變適應性強，可進行柔性生產(chǎn)PLC實質上就是一種側重于I/O接口控制環(huán)節(jié)的工業(yè)用計算機，其控制操作的功能是通過軟件編程來確定的。當生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設備，只需改變PLC中的程序。作業(yè)題

1.可編程控制器PLC主要由哪幾部分組成？

23總結1.可編程控制器PLC的組成：硬件+軟件硬件：CPU、I/O接口、儲存器。3.PLC的基本性能指標2.PLC的工作原理：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新普通PC機單片機可編程控制器工業(yè)PC機控制系統(tǒng)的設計一般不用作工業(yè)控制自行設計標準化接口配置相關接口模板標準化接口配置相關接口模板系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)、圖像、文字處理簡單的邏輯控制和模擬量控制邏輯控制為主，也可配置模擬量模板邏輯控制和模擬量控制功能硬件設計無需設計（標準化整機，可擴展）復雜簡單簡單程序語言多種語言匯編語言梯形圖多種語言軟件開發(fā)復雜復雜簡單