PLC编程及应用1.ppt

PLC编程及应用 第1章概述 1 1可编程序控制器的由来可编程序控制器 ProgrammableController 简称为PC可编程序逻辑控制器 ProgrammableLogicCntroller 简称为PLC 1968年 美国最大的汽车制造厂家 通用汽车公司 GM 提出了研制可编程序控制器的基本设想 即 1 能用于工业现场 2 能改变其控制 逻辑 而不需要变动组成它的元件和修改内部接线 3 出现故障时易于诊断和维修 1969年 美国数字设备公司 DEC 研制出了世界上第一台PLC 我国1974年研制 77年应用 1 2可编程序控制器的定义 特点 一 定义 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式 模拟式的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程序控制器及其有关设备 都应按易于使工业控制系统形成一个整体 易于扩充其功能的原则设计 二 特点1编程方法简单易学2功能强 性能价格比高3硬件配套齐全 用户使用方便 适应性强4可靠性高 抗干扰能力强5系统的设计 安装 调试工作量少6维修工作量小 维修方便7体积小 能耗低 1 3可编程序控制器的应用领域1 数字量逻辑控制2 运动控制3 闭环过程控制4 数据处理5 通信联网 1 4可编程序控制器的发展趋势 1 向高性能 高速度 大容量发展2 大力发展微型可编程序控制器3 大力开发智能型l O模块和分布式I O子系统4 基于个人计算机的编程软件取代手持式编程器5 可编程序控制器编程语言的标准化6 可编程序控制器通信的易用化和 傻瓜化 7 可编程序控制器的软件化与Pc化8 组态软件引发的七位计算机编程革命9 可编程序控制器与现场总线相结合 三 可编程序控制器的分类 一 按I O点数分 1 小型机 I O点数在256点以下2 中型机 I O点数在256 2048点之间3 大型机 I O点数在2048点以上 二 按结构形式分 1 整体式结构 参见图5 12 组合式结构 参见图5 2 整体式PLC的组成 组合式PLC的组成 整体式PLC LG 整体式PLC 西门子S7 200 组合式PLC 组合式PLC 第二节PLC控制与继电器控制的比较 继电器控制为接线程序控制 它是由分离元件 继电器 接触器等 用导线连接起来加以实现的 它的程序就在接线之中 对控制程序的修改必须通过改变接线来实现 PLC为存储程序控制 其工作程序放在存储器中 系统要完成的控制任务是通过执行存储器中的程序来实现的 控制程序的修改不需要改变PLC的接线 只需改变存储器中的某些程序语句即可 一 系统框图的比较 1 继电器控制系统框图 2 PLC控制系统框图 3 继电器控制系统与PLC控制系统的具体电路见图5 5 PLC控制系统原理图 继电器控制系统原理图 继电器控制电路 PLC控制电路 PLC的等效电路图由三部分组成 1 输入部分 收集被控设备 开关 按钮 传感器等 的信息或操作命令2 内部控制电路 运算 处理来自输入部分的信息3 输出部分 驱动外部负载4 参见图5 6 二 PLC的等效电路图 第2章可编程序控制器的硬件结构与工作原理 2 1可编程序控制器的基本结构2 1 1基本结构组成 CPU模块 输入模块 输出模块 编程装置 1CPU模块1 CPU芯片作用 在可编程序控制器控制系统中 CPU模块相当于人的大脑 它不断地采集输入信号 执行用户程序 刷新系统的输出 2 存储器 作用 存放系统程序 用户程序和数据 系统程序 决定PLC的基本智能 由厂家设计 并存入ROM EEPROM 用户不能修改 用户程序 根据要求 用PLC的编程语言 编制的程序 用户用编程器写入RAM或EEPROM 类型 1 随机存取存储器 RAM 用户可以用编程装置读出RAM中的内容 也可以将用户程序写入RAM 它是易失性的存储器 它的电源中断后 储存的信息将会丢失 2 只读存储器 ROM ROM的内容只能读出 不能写入 它是非易失的 它的电源消失后 仍能保存储存的内容 ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序 3 可电擦除可编程的只读存储器 EEPROM或E2PROM 它是非易失性的 但是可以用编程装置对它编程 兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点 但是将信息写入它所需的时间比RAM长得多 EEPROM用来存放用户程序和需长期保存的重要数据 2I 0模块作用 是系统的眼 耳 手 脚 是联系外部现场和CPU模块的桥梁 1 输入模块作用 接收和采集输入信号 输人电路 设有RC滤波电路和光电耦合器 2 输出模块作用 控制输出设备 执行装置 输出电路 晶体管和场效应管 双向晶闸管 小型继电器 3 编程装置作用 编程装置用来生成用户程序 并对它进行编辑 检查和修改 1 手持式编程器 不能直接输人和编辑梯形图 只能输入和编辑指令表程序 因此又叫做指令编程器 2 编程软件编程 在屏幕上直接生成和编辑梯形图 指令表 功能块图和顺序功能图程序 并可以实现不同编程语言的相互转换 4 电源可编程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源 内部的开关电源为各模块提供DC5V 12V 24V等直流电源 2 1 2可编程序控制器的物理结构1整体式 S7 200 图2 2 2模块式 s7 300和s7 400系列 图2 3 2 1 3可编程序控制器的外部接线CPU222模块的外部接线图 见图2 6 SIMATICS7系统概述 S7 200 S7 300 S7 400 SIMATIC综述 SIMATICS7 C7 M7和WinAC控制器 高中性能系列 较低性能系列 微型PLC SIMATICWinACPro S7 200 概述 S7 200 技术参数 CPU212CPU214CPU215CPU216尺寸160 x80 x62mm197x80 x62mm218x80 x60mm218x80 x60mm工作存储器1K字节4K字节8K字节8K字节指令5122K4K4K数据寄存器512字2048字5K字节5K字节基本单元I O8DI 6DO14DI 10DO14DI 10DO24DI 16DO扩展能力2个扩展模块 7个扩展模块 中断1个输入中断 4个输入中断 1个计数中断 7kHz 2个计数中断 7kHz 2个计数中断 20kHz 计数器 定时器64 64128 128256 256256 256执行速度1 3ms0 8ms0 8ms0 8ms 1k二进制指令 通讯PPI 自由口PPI 自由口PPI Profibus2XPPI 自由口维护 免维护 无电池 指令集基本 标准 特殊操作 集成功能 PID 接收 PID 接收算术功能 定点和浮点数运算 基本设备基本S7 200系统包括2种CPU型号 每种CPU型号都有3个类型 区别 供电电压 集成I O S7 200 模块 EM 输入 S7 200 CPU设计 S7 300 概述 S7 300 技术参数 S7 300 模块 PS 可选 CPU315 2DP SIEMENS RUN PRUNSTOPMRES SIMATICS7 300 Batterie DP MPI SFDPBUSF S7 300 CPU设计 一 开关量输入接口电路 作用 把现场的各种开关信号变成PLC内部处理的标准信号1 直流输入接口电路