《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課件 第14次課PLC

1溫故知新1.A/D轉(zhuǎn)換器的組成及常用的A/D轉(zhuǎn)換器的引腳功能2.D/A轉(zhuǎn)換器的組成及常用的D/A轉(zhuǎn)換器的引腳功能普通PC機(jī)單片機(jī)可編程控制器工業(yè)PC機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計一般不用作工業(yè)控制自行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化接口配置相關(guān)接口模板標(biāo)準(zhǔn)化接口配置相關(guān)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(shè)計無需設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)化整機(jī)，可擴(kuò)展）復(fù)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(fù)雜復(fù)雜簡單較復(fù)雜運(yùn)行速度快較慢慢很快帶負(fù)載能力差差強(qiáng)強(qiáng)抗干擾能力差差強(qiáng)強(qiáng)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(jī)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(jī)的常用類型比較新課導(dǎo)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(jī)及接口技術(shù)5.1工業(yè)控制計算機(jī)5.2計算機(jī)控制接口技術(shù)5.3可編程控制器導(dǎo)學(xué)：【學(xué)習(xí)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(shù)性能指標(biāo)；【教學(xué)重點(diǎn)】

可編程控制器(PLC)的工作原理及工作過程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

PLC的主要技術(shù)性能指標(biāo)；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(yīng)用而設(shè)計”的工業(yè)計算機(jī)，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(jī)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(yùn)算器組成控制器用來統(tǒng)一指揮和控制PLC工作，運(yùn)算器則進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)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(shè)備預(yù)定的控制任務(wù)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(guān)穩(wěn)壓電源PLC硬件組成框圖輸入接口用于接受輸入設(shè)備如按鈕、傳感器、行程開關(guān)等的控制信號PLC硬件組成框圖輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)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PLC硬件組成框圖當(dāng)PLC基本單元I/O點(diǎn)數(shù)不能滿足要求時，可通過擴(kuò)展接口連接擴(kuò)展單元以增加系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)PLC硬件組成框圖外部設(shè)備接口可將編程器打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)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(jìn)行工作的。PLC的掃描工作過程分三個階段，并進(jìn)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(diǎn)，讀入各輸入點(diǎn)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(jìn)行邏輯運(yùn)算。③

根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。周而復(fù)始，PLC的掃描周期通常為10～40ms。4.PLC的基本性能指標(biāo)I/O點(diǎn)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(qiáng)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(biāo)17

小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般從20點(diǎn)到128點(diǎn)，用戶程序存貯器容量小于2k字節(jié)，具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)、移位等功能，可以用來進(jìn)行條件控制、定時計數(shù)控制。中型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般從128點(diǎn)到512點(diǎn)，用戶存貯器容量為2k～8k字節(jié)，兼有開關(guān)量和模擬量的控制功能。大型PLC又稱高檔PLC，I/O點(diǎn)數(shù)超過512點(diǎn)，最多可達(dá)8192點(diǎn)，進(jìn)行擴(kuò)展后還能增加，用戶存貯容量在8k字節(jié)以上，具有邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算、模擬調(diào)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(yuǎn)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(luò)。

應(yīng)用系統(tǒng)所需的存儲量與I/O點(diǎn)數(shù)密切相關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗有如下關(guān)系：開關(guān)量輸入10～20字節(jié)/點(diǎn)開關(guān)量輸出5～10字節(jié)/點(diǎn)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(diǎn)PLC的特點(diǎn)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)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(jìn)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(dá)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(guān)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等引起的，而不是PLC本身發(fā)生的……通用性強(qiáng)，擴(kuò)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(jī)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(shè)計而已程序設(shè)計簡單，易學(xué)易懂系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)周期短且方便，維護(hù)工作量小對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)PLC實質(zhì)上就是一種側(cè)重于I/O接口控制環(huán)節(jié)的工業(yè)用計算機(jī)，其控制操作的功能是通過軟件編程來確定的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)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(jié)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(biāo)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(jī)單片機(jī)可編程控制器工業(yè)PC機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計一般不用作工業(yè)控制自行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化接口配置相關(guān)接口模板標(biāo)準(zhǔn)化接口配置相關(guān)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(shè)計無需設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)化整機(jī)，可擴(kuò)展）復(fù)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(fù)雜復(fù)雜簡單