PLC0909第一单元认识PLC(郑).ppt

PLC技术及应用,机电系： 郑春芳,MobileEmail：,个人介绍,2006年毕业于华南理工大学电力学院 电力电子与电力传动 博士研究生 2006.7-2010.2 在艾默生雅达电源制品有限公司通信电源部工作。 本人的职位是项目组长，领导9人项目团队进行产品开发,已完成多个通信电源项目的研发。 主要工作业绩： 领导团队完成770W的AC/DC/battery charger通信电源的产品设计并量产； 领导团队完成608W的DC/DC通信电源的产品设计并量产； 参与设计40W DC/DC 高功率密度多路输出通信电源的产品设计； 参与设计350W DC/DC 通信电源的产品设计并量产； 独立开发并完成1200W AC/DC数字电源设计平台； 2010.3- 本校机电工程系专任教师,PLC是什么？,PLC的产生和发展,PLC的特点及应用,PLC的内部结构,第一单元 认识PLC,引言 异步机的直接起动,A,B,C,KM,FU,QS,B,C,KM,SB,一、点动控制,动作过程,控制电路,主电路,接触器,接触器, 220,X1,X0,COM,Y0,COM,KM,SB2,SB1,PLC外部接线图,(END),Y0,X1,Y0,X0,梯形图：,当输入设备的触点为常开时，梯形图和继电接触控制电路一一对应,采用PLC控制的电动机方法,PLC是什么,字面意思：,可通过编制程序来实现某种控制的仪器,？,第一单元 认识PLC,由各种继电器、接触器、定时器组成， 结构简单，适宜实现简单控制系统，但在复杂系统中，接线过于庞杂、维护困难，可靠性不高。,第一单元 认识PLC,继电器控制系统,不适应生产发展,1968年，美国GM提出10项指标招标，称为“GM十条”,1969年，DEC公司研制成功，美国GM首先使用。,（ 此时的功能较少，仅具逻辑功能，称可编程逻辑控制器。Programmable Logic Controller， PLC）,引入微处理器技术，功能增强,（ 已不仅仅具有逻辑功能，称可编程控制器。Programmable Controller，PC）,1、编程简单，可现场修改程序 2、维护方便，采用插件式结构 3、可靠性高 4、体积小 5、成本可与继电器系统竞争 6、可将数据直接输入计算机 7、可用市电供电 8、能直接驱动电磁阀，接触器等 9、通用性强，能扩展 10、能存储程序,70年代起，美、日、西欧各国陆续研制，并大量应用。 我国从1974年开设研制，77年开设应用。,一、PLC的产生和发展,第一单元 认识PLC,PLC的定义（国际电工委员会）,PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 是一种“通用的工业控制计算机”。,随着技术的发展，现代PLC得到了迅猛的发展和应用， 已与CAD/CAM、机器人技术一起并称为当代工业自动化的三大支柱,第一单元 认识PLC,二、 常用PLC列举：美国、欧洲、日本、中国,3、日本三菱MITSUBISHI：,校实验室：FX2N-48MR,2、欧洲：德国SIEMENS,4、日本欧姆龙OMRON：,国外产品,1、美国：A-B , GE, TI,世界上最大的PLC制造商：美国的Rockwell,国产,上海香岛机电制造公司,广州南洋电器,苏州机床电器厂,第一单元 认识PLC,日本,4、国产,三、PLC的硬件结构,硬件基本构成,基本单元：,扩展单元、扩展模块:,CPU、存储器、I/O接口、电源,CPU模块：,I/O接口：,CPU：大脑，统一指挥,存储器：ROM存放系统程序;RAM存放用户程序,输入接口：接受外部命令,输出接口：输出程序运行结果，驱动负载,第一单元 认识PLC,PLC控制系统结构,第一单元 认识PLC,1）、输入接口（直流、交流、交直流）,光电耦合，消除干扰，提高可靠性,第一单元 认识PLC,2）、输出接口,晶体管输出型：接直流负载,晶闸管输出型: 交流,继电器输出型: 交直流,第一单元 认识PLC,3）.FX2N系列基本单元IO端子的排列(见图38、图39、图3。10),第一单元 认识PLC,电源及输入端子 （见书P70）,第一单元 认识PLC,2、输出端子（见图3.11）,第一单元 认识PLC,FX2N-48MR分组情况 （见书P70）,四、PLC控制系统特点,特点,1、主要由程序控制，硬件系统简单,硬件方面：I/O接口采用RC滤波、光电隔离技术,软件方面：自诊断功能,2、功能强大，修改方便,3、系统稳定，可靠性高，抗干扰能力强,传统的继电器控制系统 （接线逻辑）,用接线连接来实现控制 (复杂,维护困难),PLC控制系统 （存储逻辑）,只需连接输入/输出设备， 控制部分用软件编程取代接线连接 (维护、扩展方便),第一单元 认识PLC,五、分类及编程工具：,1、按结构分:,2、按点数分：,微型机,整体式、模块式,小型机,大型机,中型机,128点,64点,512点,3、编程工具：,1）、手持编程器：指令表语言,2）、计算机配套的编程软件：梯形图语言,第一单元 认识PLC,六、型号命名方式：,例：FX2N-48MR：,FX2N系列，48点的继电器输出型的基本单元,第一单元 认识PLC,PLC基本工作模式,RUN,STOP,循环扫描,第一单元 认识PLC,*循环扫描*,第一单元 认识PLC,PLC的主要功能和特点,PLC的主要功能,1步进顺序控制 2限时控制 3条件控制 4计数控制 5模/数和数/模转换,6数据处理 7通信和联网 8冗余控制 9监控功能 10其他功能,PLC的主要技术指标 1用户存储器容量 PLC中用户存储器一般由用户程序存储器和数据存储器组成，小型PLC的用户存储器容量多为几K字节，而大型PLC可达到几M字节。 2输入输出点数 输入输出的点数决定了PLC可控制的输入开关信号和输出开关信号的总体数量。 3扫描速度 扫描速度通常指PLC扫描1 K字节用户程序所需的时间，一般以ms/K为单位。,4编程指令的种类和功能 某种程度上用户程序所完成的控制功能受限于PLC指令的种类和功能。PLC指令的种类和功能越多，用户编程则越方便简单。 5内部寄存器的配置和容量 用户编制PLC程序时，需要大量使用PLC内部的寄存器存放变量、中间结果、定时计数及各种标志位等数据信息。因此内部寄存器的数量直接关系到用户程序的编制。 6PLC的扩展能力 在进行PLC选型时，其扩展性是一个非常重要的因素。一般来说可扩展性包括存储容量的扩展、输入输出点数的扩展、模块的扩展、通信联网功能的扩展等。,PLC的应用领域和发展趋势,如果按应用类型来划分，可编程序控制器的应用可分为以下几个类型： (1) 开关逻辑和顺序控制：这是可编程序控制器最基本的控制功能，在工业场合应用最广泛，可代替继电器控制系统。开关量逻辑控制不但能用于单台设备，而且可用于生产线上。 (2) 过程控制：PLC通过模拟量I/O模块，可对温度、流量、压力等连续变化的模拟量进行控制。大中型PLC都具有PID闭环控制功能并已广泛地用于电力、化工、机械、冶金等行业。,(3) 运动控制：PLC可应用于对直线运动或圆周运动的控制，如数控机床、机器人、金属加工、电梯控制等。 (4) 多级控制网络系统：PLC之间、PLC与计算机之间及其他智能控制设备之间可以联网通信，实现远程数据处理和信息共享，从而构成工厂CIMS/CIPS系统。,PLC的发展趋势,1小型化方向发展,目前的小型PLC大都局限在开关量输入输出，而且CPU和I/O部件组装在一个箱体内，今后的小型PLC也将增加模拟量处理功能，而且也将有灵活的组态特性，并且能与其他机型连用。在提高系统可靠性的基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强。如OMRON公司新推出CPM1 PLC的体积约130 mm89 mm84 mm，可以放在手掌上，可连接的输入和输出为10点，并可以扩展到20、30乃至50点，支持91个指令编程，基本指令的执行时间为0.72s，特殊指令的执行时间也仅16.3s。,2大型化方向发展 主要有以下几个方面： 功能不断加强：不仅具有逻辑运算、计数、定时等基本功能，还具有数值运算、模拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通信等功能。 网络功能是PLC发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机或工作站，这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的PLC联网及不同厂家生产的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易地实现。, 应用范围不断扩大：不仅能进行一般的逻辑控制，种类齐全的接口模块还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。 用于过程控制的PLC往往对存储器容量及速度要求较高，为此，开发了高速模拟量输入模块，专用独立的PID控制器，多路转换器等，使得数字技术和模拟量技术在可编程序控制器中得到统一。采用软件、硬件相结合的方法，使得编程和接线都比过去用常规仪表控制要方便得多。, 性能不断提高：采用高性能微处理器，提高处理速度，加快PLC的响应时间；为了扩大存储容量，许多公司已使用了磁泡存储器或硬盘；采用多处理器技术，以提高性能；采用冗余热备用系统或三选二表决系统，以提高系统可靠性。 为了进一步简化在专用控制领域的系统设计及编程，专用智能输入输出模块越来越多，如专用智能PID控制器、智能模拟量I/O模块、智能位置控制模块、语言处理模块、专用数控模块、智能通讯模块、计算模块等，这些模块的一个特点就是本身具有CPU，能独立工作，它们与PLC主机并行操作，无论在速度、精度、适应性、可靠性各方面都对PLC进行了极好的补充。它们与PLC紧密结合，有助于克服PLC扫描工作方式的局限，完成PLC本身无法完成的许多功能。, 编程软件的多样化和高级化、标准化：采用多种编程语言，有面向顺序控制的步进顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言，后者是一种面向功能块的语言，能够表示过程中动态变量与信号的相互联结；还有与计算机兼容的高级语言，如BASIC、C及汇编语言；另外还有专用的高级语言，例如三菱的MELSAP采用编译的方法将语句变为梯形图程序；也有采用布尔逻辑语言的，CPU能直接执行AND、OR、XOR、NOT操作，这种语言执行速度很快，但不很直观。PLC也将具有数据库，并可实现整个网络的数据库共享，还将不断发展自适应控制和专家系统。, 构成形