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ACIG基础培训课 PLC控制系统原理PLC控制系统的产生和定义PLC控制系统的组成PLC控制系统的工作原理PLC控制系统的编程 Francis Duan 1 PLC控制系统的产生和定义 1 PLC控制系统的产生 70年代以前的控制系统继电器控制系统 将继电器 定时器 接触器 按一定的逻辑关系连接起来 组成控制系统 2 PLC控制系统的产生和定义 2 继电器控制系统的优缺点 优点 结构简单 容易掌握 价格便宜适用于工作模式固定 工作方式简单的场合缺点 对大系统 设计连线复杂 控制柜庞大 故障点多 维修困难 通用性 灵活性差 不支持网络通讯 3 PLC控制系统的产生和定义 3 用户对控制系统的要求 现场可修改控制逻辑 编程 维修方便 采用模块化结构 即插件式可靠性高体积小方便系统的升级和扩展可以存储用户程序具有数据通讯功能 4 PLC控制系统的产生和定义 4 美国于60年代末期研制成功世界上第一台可编程序控制器 PLC ProgrammableLogicController 用以替代继电接触器控制 其主要功能是执行 继电器逻辑计时计数等 5 PLC控制系统的产生和定义 5 国际电工委员会 IEC 对可编程序控制器的定义 是一种数字运算的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算数运算等操作的指令 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 都应按易于与工业控制系统连成一个整体 易于扩充功能的原则设计 6 PLC控制系统的组成 电源模块 编程设备 7 PLC控制系统的基本组成 1 机架 电源 8 PLC控制系统的基本组成 2 CPU模块 可编程序控制器的核心 由微处理器和存储器组成微处理器 1 系统自检和初始化2 接收来自编程设备的用户程序和数据3 对设备的状态和用户程序进行诊断4 运行用户程序5 实现与外部设备的通讯一般用处理器的处理速度和I O能力来说明 9 PLC控制系统的基本组成 3 存储器 1 系统存储器 ROM FlashROM 用于存储 操作系统程序用户指令解释程序编译程序系统诊断程序通讯管理程序不可以修改2 用户存储器 RAM EPROM EEPROM 分为 用户程序存储器 存储用户程序用户数据存储器 存储运算数据 10 PLC控制系统的基本组成 4 输入 输出模块 PLC与现场设备连接的接口输入模块 用于接收和采集现场设备的输入信号 开关量输入模块 直流信号 24VDC 48VDCTTL信号5VDC交流信号 110VAC 220VAC模拟量输入模块 直流信号 4 20mA 0 5VDC 11 PLC控制系统的基本组成 5 输出模块 用于向执行机构输出控制信号 开关量输出模块 直流信号 24VDC 48VDC交流信号 110VAC 220VAC触点信号 AC DC模拟量输出模块 直流信号 4 20mA 0 5VDC 12 PLC控制系统的基本组成 6 特殊模块 智能模块 热电阻输入 Pt 铂电阻 热电偶输入 mV高速计数 脉冲输入 PI脉冲流量计称重注塑定位模块ASCII BASIC模块通讯模块 ModBus Profilbus 13 PLC控制系统的基本组成 7 编程设备 用于输入 检查 修改 调试用户程序 在线监视PLC系统的工作状态 电源模块 将交流或直流电源转换成供PLC系统工作的电源 通过机架的基板供电 外挂式或机架内安装 14 PLC控制系统的基本工作原理 1 基本工作原理性PLC系统在上电并处于运行状态时 开始进行输入扫描输入扫描 将输入模块的当前状态读取到CPU的输入映象表中 以备程序扫描 上电及内部处理 输入扫描程序扫描输出扫描 诊断及出错处理 15 PLC控制系统的基本工作原理 2 程序扫描 CPU从第一条用户程序开始 根据输入映象表 及其他数据状态来确定对外部设备的控制 将控制信息送到输出映象表 输出扫描 将输出映象表的状态传送到输出模块 开设下一个扫描周期 两个扫描 16 PLC控制系统的基本工作原理 3 CPU模块 输入模块 外部设备 输出模块 外部设备 输入映象表 END START 输出映象表 输入扫描 输出扫描 程序扫描 PLC系统各部件之间的逻辑关系 17 PLC控制系统的编程 1 PLC控制器的编程方式PLC控制器的内存组织PLC控制系统的寻址方式PLC控制器的指令系统编程软件的使用编程举例 18 PLC控制系统的编程 2 PLC控制器的编程方式 梯形图编程 输入 条件 指令 输出指令 梯级 RUNG 梯形图程序的组成 指令 输入 输出指令梯级 由一组输入和一个输出指令组成程序 由多个不同的梯级组成 梯形图程序的工作原理 扫描特定梯级的输入指令 决定输出指令的动作 从左到右 从第一级程序扫描到最后一级 从上到下 19 PLC控制系统的编程 3 结构文本编程 结构文本程序的格式 采用类似BASIC高级语言的编程方法 比较容易完成复杂的算法 IF xxx THENYYYELSEZZZENDIF 20 PLC控制系统的编程 4 顺序功能图 SFC 是一种顺序控制语言SFC程序的组成 初始化 结束句 转换条件 程序步 都是由梯形图或结构文本程序组成 SFC程序的工作原理特定时间执行特定的程序步并扫描相应的转换条件 当转换条件满足时 进入下一个程序步 直到结束句 21 PLC控制系统的编程 5 功能块图形编程 FBD 是一种图形化控制语言 程序是由各功能块按应用要求的方式相连接构成 常用于各控制单元间大数据流的应用 例如过程控制 在功能块图形编程中 各控制元素可以是标准元素也可以由用户自己编辑 可采用的工具是 梯形图结构文本VC 22 PLC控制系统的编程 7 3 PLC控制系统的寻址方式3 1地址分类 I O地址 I O模块的位置数据地址 运算数据的位置 3 2寻址方式 I O模块 可采用物理寻址方式 SLC 500 或逻辑寻址方式 PLC 5 I 05 10O 03 02数据 直接寻址T4 0 ACC 23 PLC控制系统的编程 6 2 PLC控制器的内存组织PLC的内存由两个部分组成 系统存储区和用户存储区用户存储区分为 程序区 存储用户程序文件主程序 子程序数据区 存储运算数据文件I O数据 系统状态数据 运算数据 计时 计数 整数 浮点等 24 PLC控制系统的编程 8 4 PLC控制器的指令系统4 1标准指令 继电器类指令常开常闭输出锁存 计时器 计数器指令 25 PLC控制系统的编程 9 比较 运算指令 加 减 乘 除 平方 开方 逻辑指令 与 或 非 异或 26 PLC控制系统的编程 9 信息指令 完成处理器之间的数据通讯 程序控制指令 程序跳转 子程序 27 PLC控制系统的编程 8 4 2高级指令 PID指