AB控制系统ppt课件

浙江大学电气工程学院浙江大学罗克韦尔自动化实验室贾爱民电话 87951795 玉泉 88206202 紫金港 Email Amjia123 可编程序控制器系统 可编程序控制器系统 课程背景1 211PLC实验室2 浙江大学罗克韦尔自动化实验室3 浙江大学罗克韦尔ACIG动手培训中心4 浙江大学罗克韦尔自动化奖学金本科3名 电气学院 研究生7名 全校 课程目的学习知识与完成学业并重 可编程序控制器系统 课程内容1 了解可编程序控制器的原理 应用与硬件组成 包括可编程序控制器处理器及输入输出设备 2 掌握可编程序控制器的指令及编程 学会各种编程及监控软件的使用 3 初步了解可编程序控制器的网络系统 4 初步了解可编程序控制器系统的设计方法 可编程序控制器系统 考核方法平时作业与出勤情况 10 实验出勤与实验考核 30 期末考查 60 可编程序控制器系统 软件及其安装1 编程软件 RSLogix52 通讯软件 RSLinx3 仿真软件 RSEmulate54 监控软件 RSView325 激活钥匙盘 可编程序控制器系统 实验初步安排1 从第4周开始 连续3次 地点东3 5062 时间 每周六 上 下午各一个班 分班情况另行通知上午 8 30 11 30下午 1 00 4 003 内容 第1次 各软件的使用介绍和熟悉 第2次 软件的进一步熟悉和调试相应的程序 第3次 检查实验的情况与实验测试 PLC与继电接触控制 三相异步电动机的直接起动控制 PLC与继电接触控制 三相异步电动机的正 反转控制 PLC与单片机 或DSP 相同点 都是计算机控制 不同点 PLC系统是系统集成 而单片机 或DSP 需要开发 Rockwell公司一览 Rockwell从国防骄子到自动化巨人 并购史 Allen Bradley 1985 RockwellSoftware ICOM RelianceElectric Dodge 1995 2001年7月 Rockwell剥离航空航天业务 正式更名为 罗克韦尔自动化 RockwellAutomation 全球总部 美国威斯康辛洲密尔沃基市2001财政年度销售总额 43亿美元23 000多名员工在80多个国家拥有超过450家销售和支持机构 罗克韦尔科学中心 美国国家级科学研究机构 为RockwellAutomation RockwellCollins 美国政府以及波音等其他公司提供研究服务位于加利福尼亚州ThousandOaks提供电子 光学 新材料 成像技术 信息科学等基础性研究计划 罗克韦尔自动化占全球市场主导地位的控制 动力和信息解决方案供应商 世界领先呼叫中心系统供应商 3 工业控制和信息产品 工厂自动化解决方案 79 控制系统 动力系统 电子商务 科学中心 美国知名国家级研究机构 领先技术创导者 机械动力传送和工业电机和传动控制 18 罗克韦尔自动化领先的全球工业自动化 动力 控制与信息解决方案供应商 实时控制与系统方案 电气传输 机械动力传送 信息管理与软件技术的应用 我们的品牌提供互补的技术与专长 集成 工业与应用系统专业经验 合作 协调 控制系统部 控制系统 ControlSystem 自动控制与信息产品部 ACIG 元件与成套产品部 CPAG 全球制造业解决方案部 GMS 输入 输出模块通讯网络可编程控制器电子操作员接口运动控制器计算机数字控制器 CNC 工控机 工业监视器通讯软件人机接口 可视化软件信息系统软件过程监视与控制软件编程软件 工业元件传感器件标准变频中压变频 启动器 软启动器协调传动系统成套控制器马达控制中心 咨询服务资产管理服务人员绩效管理培训技术支持服务工程服务客户支持与培训 Allen Bradley工业控制产品 控制器驱动设备 马达电子操作员终端工程解决方案I O系统工业计算机工业控制器件中压产品运动控制马达控制中心网络与通讯产品基于PC的系统电力与能源管理配电产品过程控制安全产品传感器软件 RockwellSoftware产品 机械 电气设计RSWire通讯软件RSLinx RSNetWorx编程软件RSLogix RSGuardian过程监视与控制RSBatch ProcessPak人机接口 HMI 可视化RSViewSE ME信息管理RSSQL RSBizware SeamlessIntegrationwithofficesoftware InformationManagement Visualization ProcessControl Communications Logic DeviceLevelControl DesignandDocumentation 所服务的行业与客户 消费类产品 食品啤酒饮料与包装RockwellAutomationcanhelpfood beverageandpackagingcompaniesmeetthechallengesoftoday srapidlychangingmarket stringentqualitycontrolstandardsandhighproductioncosts Procter GambleAnheuser BuschCoca ColaKelloggPhilipMorrisNestl 汽车制造业RockwellAutomationhasbeenpartofthesolutionforstreamliningmanufacturingprocesses enhancingproductivity minimizingcosts increasingflexibilityandspeedingtimetomarketintheautomotiveindustryfornearly100years Daimler ChryslerBMWGeneralMotorsFordHarley DavidsonGoodyearMichelin 冶金Marketfluctuations intensifyingglobalcompetitionandchangingmaterialsandprocesstechnologiesareeverydaychallengesinthemetalsindustry RockwellAutomationsolutionscanhelp ReynoldsAlcoaBethlehemLTVNucorUSX 采矿与水泥RockwellAutomationcanhelpcement miningandmineralprocessingcompaniesmeetthechallengesofintensifyingglobalcompetition remotesitesupport highproductioncostsandincreasinglystringentenvironmentalstandards Mining MineralProcessingConsol Coal GrupoMexico Copper Newmont Gold Barrick Gold CementHolcim Swiss Lafarge French Cemex Mexican 林产品Environmentalregulatorycomplianceandotherchallengesareafactoflife RockwellAutomationhastheexpertisetohelpforestproductscompaniesgrowtheirbusiness WeyerhauserInternationalPaperMeadAppletonPaperGeorgiaPacificKimberly ClarkAracruzWellmanConsolidatedPapers 所服务的行业与客户 续 石油与化工Petroleumproducersandchemicalprocessorscanmeetthechallengesoftoday sglobalmarketplacesuchascompetitiveprices qualityproductsreducedcycletimesandstringentenvironmentalregulationswithsolutionsfromRockwellAutomation ChevronConocoDowChemicalE56onE56onPDVSAShellTexaco 半导体Withinthesemiconductorindustry millionsofdollarsperdayhingeontheabilitytogettomarketfastestandtobuildandmaintainultra puresemiconductorproductionfacilities RockwellAutomationhassolutionstomeettheseneeds IntelAppliedMaterialsNovellus 医药与卫生保健Healthcareproductsmanufacturersmustmeetthechallengesoftoughvalidationrequirementsandincreasingoperatingcosts Ourproductsandserviceshelpoptimizeprocessesandimprovetimetomarket PfizerEliLillyProcter GambleJohnson JohnsonUnilever 其他行业纺织电力娱乐物流塑料机场 港口DisneyWorldPacificGas Elec WisconsinPowerAppliedPowerAuTauWaterFacility HongKong Shanghai Guangzhou Beijing Xiamen Wuhan Shenyang Chongqing 罗克韦尔自动化在中国 近220名员工 10个办事处 覆盖全国精干专业的员工队伍方便的销售网络 良好的库存管理全球制造业解决方案 GMS 技术领先 增值服务 Dalian Xi an 精诚合作 共同创造客户价值 常用网址 常用网址 rockwellautomation中国网站 ROCKWELL各系列PLC 一 现代PLC Logig平台LogixPAS ControlLigix CompactLogix FlexLogix DriveLogix SoftLogixDeiceLogix等编程软件采用统一的RSLogix5000二 传统PLC PLC 5 编程软件采用RSLogix5SLC 500 编程软件采用RSLogix500MicroLogix1000 1500 1200 编程软件采用RSLogix500Pico 编程软件采用PicoSoftPro三 初期PLC PLC 3 PLC 5的前身 编程软件采用AI 2PLC 2 SLC 500的前身 编程软件采用AI 3四 特殊PLC 如GuardPLC1200 1400 1600 1800 PLC 5 可编程序控制器系统概述 第1章可编程序控制器系统概述 1 1可编程序控制器系统的产生与定义一 传统的继电接触器控制系统及其存在的问题 20世纪20年代 1 继电接触器控制系统定义用导线将各种继电器 定时器 接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统 控制各种生产机械 这就是大家所熟悉的传统的继电接触器控制系统 2 继电接触器控制系统特点由于它结构简单 容易掌握 价格便宜 能在一定范围内 特别是在工作模式固定 工作方式简单的场合 满足自动控制的需要 因而使用面甚广 在一定时期内在工业控制领域中曾占主导地位 第1章可编程序控制器系统概述 3 继电接触器控制系统存在的问题 1 随着生产的发展 控制要求愈来愈复杂 采用继电器的类型和数量就不得不大量增加 电器之间的连接也就非常复杂 使控制柜的体积非常庞大 大大增加了生产控制柜的难度 2 在继电接触器控制系统中 一个继电器或一条连线出现故障 都会造成整个系统运行的不正常 而且由于系统的复杂 给查找和排除故障带来困难 维修非常不便 3 当生产工艺或对象改变时 原来的接线和控制柜就要改接或更换 因此继电接触器控制系统的通用性和灵活性都远远不够 因此 为了满足现代生产的需求 人们自然对控制系统提出了更可靠 更经济 更通用 更灵活 易维修等要求 二 其他控制装置 20世纪60年代 1 半导体逻辑元件控制装置半导体逻辑元件 是一种由半导体电子器件 各种晶体管 电阻 电容和硅可控整流元件等 组成的自动化元件 它种类很多 如各种逻辑门 与 或 非 触发器 延时元件 振荡器 开关放大器 电平检测器 接近开关 交流可控硅开关等 半导体逻辑元件控制装置 用半导体逻辑元件控制元件 按某种控制需要构成相应的无触点逻辑控制系统及控制装置 也可用逻辑元件组成通用的顺序控制装置 最常用的一种顺序控制装置就是利用二极管矩阵来实现输入输出逻辑关系 只要改变矩阵板上二极管插头的位置就可以改变动作的顺序 从而大大增加了控制系统的灵活性 第1章可编程序控制器系统概述 2 用小型计算机来实现工业控制 由于价格昂贵 输入 输出电路的不匹配及编程技术复杂等原因 因为当时计算机的接口技术 编程技术还远远没有达到目前的水平 因而并未得到推广应用 第1章可编程序控制器系统概述 三 PLC控制系统的提出六十年代末期 美国的汽车制造业竞争激烈 各生产厂家汽车型号不断更新 其加工的生产线亦必须随之改变 对整个控制系统要重新配置 因此 1968年美国通用汽车公司 GM 公开招标 对控制系统提出具体要求 1 编程简单 可在现场修改程序 2 维修方便 采用模块化结构 即插件式 3 可靠性高于继电器控制系统 能在恶劣环境下工作 4 体积小于继电器控制柜 5 价格便宜 成本应可与继电器控制系统竞争 6 输入 输出可以采用市电 电流达到一定要求 2A以上 可直接驱动继电器和电磁阀 第1章可编程序控制器系统概述 7 具有数据通讯功能 数据可直接送入管理计算机 8 易于系统扩展 在扩展系统时只要很小变更 9 用户程序存储器容量至少能扩展到4K以上 这些要求实际上提出了将继电器控制系统的简单易懂 使用方便 价格低的优点与计算机的功能完善 灵活性 通用性好的特点结合起来 将继电接触器控制硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想 第1章可编程序控制器系统概述 四 PLC的历史1969年美国数字设备公司 DEC 根据上述要求 研制出世界上第一台可编程序控制器 并在GM公司汽车生产线上首次应用成功 当时人们把它称为可编程序逻辑控制器PLC ProgrmmableLogicController 只是用它取代继电接触器控制 功能仅限于执行继电器逻辑 计时 计数等 可编程序控制器问世后 发展极为迅速 1971年日本开始生产可编程序控制器 1973年欧洲开始生产可编程序控制器 到现在世界各国一些著名的电气制造商几乎都在生产PLC装置 如美国罗克韦尔自动化公司的A B 欧洲的西门子 日本的三菱 日本的OMROM 美国的GE等 PLC已作为一个独立的工业设备被列入生产中 成为当代电控装置的主导 第1章可编程序控制器系统概述 五 PLC的定义国际电工委员会 IEC 1985年1月对可编程序控制器作过如下定义 可编程序控制器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 都应按易于工业控制系统联成一个整体 易于扩充功能的原则设计 第1章可编程序控制器系统概述 1 2可编程序控制器系统的基本特点及在工业控制中的应用一 可编程序控制器系统的基本特点 1 编程简单 2 控制系统构成简单 通用性强 3 抗干扰能力强 可靠性高 4 体积小 维护方便 5 缩短设计 施工 投产调试的周期 第1章可编程序控制器系统概述 6 其他功能PLC除了上述特点之外 它具有开关量输入 输出 模拟量输入 输出 和大量的内部中间继电器 时间继电器 定时器 计数器等 具有逻辑控制 顺序控制 信号 数据处理 算术处理 数据处理 等功能 并具有各种接口功能 可配备一般的I O接口模块和一些智能模块如通讯模块 高精度定位模块 远程I O控制等 现在的PLC还具有强大的网络功能 可以通过各种通讯口将数据直接传送给上位机 以实现上位机的数据采集和监控 第1章可编程序控制器系统概述 二 可编程序控制器系统在工业控制的应用1 工业部门对各种工业自控设备的需求 见表1 2 1 2 应用行业 第1章可编程序控制器系统概述 三 可编程序控制器系统的基本组成与工作原理1 可编程序控制器系统的基本组成 第1章可编程序控制器系统概述 1 CPU模块CPU模块是可编程序控制器的核心模块 它主要由微处理器和存储器两部分组成 微处理器 可以采用大规模或超大规模集成电路微处理器芯片构成 存储器 可编程序控制器的存贮器包括系统存贮器和用户存贮器两部分 第1章可编程序控制器系统概述 2 输入 输出 I O 模块输入 输出模块 是可编程序控制器与现场设备连接的接口 输入模块 用来接收和采集现场设备的输入信号 包括开关量输入信号和模拟量输入信号 输出模块 用来向各执行机构输出控制信号 包括开关量输出信号和模拟量输出信号 输入输出模块的分类 1 数字量输入输出模块 2 模拟量输入输出模块 3 特殊模块 如高速计数器模块 热电偶或热电阻模块 各种定位模块 各种编码器模块 ASCII BASIC模块 各种通讯模块等等 第1章可编程序控制器系统概述 3 编程设备 4 电源模块 第1章可编程序控制器系统概述 2 可编程序控制器的基本工作原理可编程序控制器在程序执行时 采用了不断循环执行的工作方式 概括地说 可编程序控制器采用了 不断循环顺序扫描 的工作方式 CPU从第一条指令开始 顺序逐条地执行用户程序 直到用户程序结束为止 然后又返回第一条指令开始新的一轮扫描 可编程序控制器就是这样周而复始地重复上述的扫描循环 第1章可编程序控制器系统概述 PLC运行框图 第1章可编程序控制器系统概述 第一部分 是上电及内部处理 上电后对整个系统进行一些初始化工作 如硬件初始化 I O模块配置检查 停电保护设定及其它初始化处理 第二部分 是扫描过程 扫描过程实际上包含三个部分 首先是输入扫描 其次是程序扫描阶段 最后一个阶段即输出扫描阶段 第三部分 是诊断及出错处理 可编程序控制器每扫描一次 就执行一次自诊断 检查诸如CPU 电池电压 程序存储器 I O通讯是否异常或出错 如查出错误或异常 CPU面板上的指示灯就会指示 并在特殊寄存器中存入出错代码 若出现致命错误 CPU就会被强制成STOP方式 停止扫描 第1章可编程序控制器系统概述 扫描周期 通常规定 从扫描过程的某一点开始 经过一个循环重新回到该点所需要的时间称为扫描周期 如果忽略可编程序控制器的通讯服务时间 忽略更新时钟及进行自诊断的时间 忽略I O刷新的响应滞后时间 扫描周期就是程序执行时间和I O扫描时间之和 第1章可编程序控制器系统概述 四 可编程序控制器的国内外发状况及发展趋势 1 产品规模向大 小两个方向发展 2 体系结构开放化及通信功能标准化 3 I O模块智能化及专用化 4 编程组态软件图形化 5 发展集成技术及容错技术 第1章可编程序控制器系统概述 第1章可编程序控制器系统概述 问题 第1章思考题 1 PLC的基本组成2 PLC的工作原理3 PLC扫描周期的定义 可编程序控制器处理器及I O模块 2 1概述一 可编程序控制器系统的组成组成 PLC主要由电源 处理器 CPU 输入 输出单元 I O 及一些外部单元 如编程器等 组成 安装 常安装于通用的输入 输出框架上装有CPU模块的框架称为基本框架 或称为本地框架 其它为扩展框架 1 基本框架与扩展框架之间如果距离较近 一般不超过30m 可通过扩展本地I O 并行 通信口与多个本地扩展框架相连 2 如果距离较远 一般少于3000m 可以通过远程I O口连接甚至网络连接 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 I O点的含义 数字量模块 1 输入模块与外部设备 如开关 的连接 与处理器内存 数据文件 输入文件 之间的关系 2 输出模块与外部设备 如指示灯 的连接 与处理器内存 数据文件 输出文件 之间的关系 3 如何在输入与输出之间实现控制 闭合开关 指示灯亮 阅读梯形图 指令含义 I O地址 4 如何实现反向控制 即打开开关 指示灯亮 方法一 传统方法 硬件实现方法二 PLC实现 只需换一个指令的类型 XIC换成XIO 5 自锁的概念及实现 方法一 传统方法 硬件实现方法二 PLC实现 只需编程 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 典型结构 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 二 可编程序控制器的主要性能指标1 存储容量生产厂家在生产可编程序控制器时 已按照机器型号的不同 设置了不同容量的存储器 小到1K 几K 大至1 2M 甚至更大 2 控制容量就是I O容量 也叫I O能力 通常以离散量 数字量 的I O个数计算 3 扫描速度 常用1千条 1K 指令所需的时间来说明可编程序控制器的扫描速度 大约1ms 10ms k指令 4 指令功能及软件支持5 网络与通信 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 PLC 5可编程序控制器系统 I O框架 1771框架 1 不带电源和适配器的框架 共有四种 包括 1 4槽框架 1771 A1B 2 8槽框架 1771 A2B 3 12槽框架 1771 A3B 4 14槽框架 1771 A4B注意 最左边槽的处理器或适配器不占槽号 2 带电源和适配器的框架 共有两种 1 1槽框架 1771 AM1 2 2槽框架 1771 AM2 PLC 5可编程序控制器系统 I O框架 1771框架 开关的设置 1 I O框架中安装的是PLC 5处理器时 PLC 5可编程序控制器系统 I O框架 1771框架 开关的设置 2 I O框架中安装的是1771 AS ASB或 ALX时 PLC 5可编程序控制器系统 I O框架 1771框架 跳接线的设置 PLC 5可编程序控制器系统 PLC 5处理器类型 基本型处理器 1771 5 15 25增强型处理器 PLC 5 11 5 20 5 30 5 40 5 60 5 80扩展本地I O型处理器 1771 5 60L控制网型处理器 1771 5 20C 5 40C 5 80C以太网型处理器 1771 5 20E 5 40E 5 80E PLC 5可编程序控制器系统 PLC 5可编程序控制器系统 增强型PLC 5处理器的共同特性支持多种编程语言 梯形逻辑图 结构文本语言 顺序功能流程图 SFC 控制性能优越的主控程序 编程人员可以任意使用顺序功能流程图 梯形图和结构文本来完成多达16个主控程序 每个主控程序对应一个实际的设备或功能块 在实际应用中可使用若干个主控程序 3 支持由定时器和事件驱动的处理器中断子程序 支持PID算法 通用指令系列包括基本和扩展的ASCII字符串指令以及包括对数 指数 三角 统计等浮点运算功能 4 内置可组态RS 232 422 423串行口 以及最大距离可达3048m的DH 网 远程I O 可组态 链路通信口 5 口令和权限操作保护 PLC 5可编程序控制器系统 PLC 5 40处理器 PLC 5可编程序控制器系统 前面板 1 钥匙开关 用来设定可编程序控制器的工作状态 有 PROG REM RUN 三种状态 其中 当开关处于 REM 即远程 Remote 状态时 可以通过编程软件设定处理器工作在 编程 调试 或 运行 状态 使用钥匙是为了在调试完毕后使处理器固定在运行状态 防止程序被意外修改 2 指示灯电池指示灯 BATT 灯 红 亮表示电池盒里的电池该更换了 一般该指示灯亮后 应在10天内及时更换电池 否则可能因CMOSRAM的失效而造成程序的丢失 PLC 5可编程序控制器系统 处理器运行 故障 绿 红 指示器灯 PROC 显示处理器当前的工作情况灯 绿 亮 表示运行正常灯 红 亮 表示处理器故障强制指示灯 FORCE 显示用户有无强制I O 灯亮 表示被强制输入强制 用户强制输入数据文件中的位 输出强制 能使用户强制实际的输出模板而保留其输出数据文件处在原始状态 PLC 5可编程序控制器系统 串行口状态指示灯 闪绿表示通信正常通信口指示灯 1A 1B 2A 2B 固绿表示通信正常 3 通信口 串行口 25针支持由EIARS 232C和RS 423 也与RS 422A兼容1A 1B口 1A缺省为DH 1B缺省为RIO2A 2B口 2A 2B可以由用户在组态通讯时激活和配置编程口 为8针小型DIN插座 该编程终端插座是和通道1A和2A的3针插座并联连接的 PLC 5可编程序控制器系统 4 电池盒 用于存放电池 5 EEPROM模块插槽 用于当电池失效是时 通过开关设定处理器在上电时从EEPROM中读取程序送到CMOSRAM或在CMOSRAM失效 程序丢失 时将EEPROM中的内容传送到CMOSRAM 以避免因维护人员的疏忽而造成程序的丢失 PLC 5可编程序控制器系统 2 侧面板 PLC 5可编程序控制器系统 1 SW1开关 设定该处理器在DH 网络中的地址 PLC 5可编程序控制器系统 1 SW1开关 设定该处理器在DH 网络中的地址 PLC 5可编程序控制器系统 2 SW2开关 设定该处理器串行口协议 PLC 5可编程序控制器系统 3 3A口 PLC 5B系列以上的处理器 还在侧面板上附加通道3 该通道可作为以太网通信口 需附加1785 ENET接口模块 使得增强型PLC 5处理器具备了以太网的连接能力 PLC 5可编程序控制器系统 远程I O适配器模块的开关设置1771 ASBC和D系列 不采用框架互补 PLC 5可编程序控制器系统 1771 ASBC和D系列 不采用框架互补时的机架号 PLC 5可编程序控制器系统 扩展I O适配器模块1771 ALX的开关设置 PLC 5可编程序控制器系统 扩展I O适配器模块1771 ALX的开关设置 PLC 5可编程序控制器系统 扩展I O适配器模块1771 ALX的跳接线设置 PLC 5可编程序控制器系统 其它处理器1 以太网PLC 5处理器 PLC 5 20E 5 40E和 5 80E PLC 5可编程序控制器系统 其它处理器2 控制网PLC 5处理器 PLC 5 20C 5 40C 5 80C 3 扩展本地I O处理器 PLC 5 40L或 5 60L 处理器可以和1771 ALX扩展本地I O适配器模块组成扩展本地I O链以提高I O刷新速率 注意处理器只能作为扫描器而不能组态为适配器 扩展本地I O链是一条并行链 它使一个PLC 5 40L或 5 60L处理器最多可扫描16个扩展本地I O框架 扩展本地I O框架数据刷新时间低于0 5ms 框架间连接距离可达30 5m 100英尺 必须要在最后一块适配器上安装终结器 1771 CXT 来终结I O链 否则系统将不能运行 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 4 SLC500系列小型可编程处理器 1 固定式SLC500控制器 将电源 输入与输出以及处理器集中在一个单元 并提供一个2槽的扩展框架 2 模块式SLC控制器 分SLC5 01 5 02 5 03 5 04及5 05 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 SLC500系列内存 I O容量及内置通信口 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 DH485通讯 5 04以下 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 DH 通讯 5 04 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 Ethernet通讯 5 05 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 5 MicroLogix系列微型可编程序控制器MicroLogix1000 为固定式处理器 为满足用户各种I O点数少于32点的控制要求而设计 MicroLogix1500 采用了两块式组合结构 包括处理器和带导轨的基座 两者通过导轨滑槽装配 处理器和基座两模块形成一个完整的控制器单元 处理器可单独从基座中拆卸 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 1000系列 水平放置的输入 顶部 和输出 底部 端子 易于接线 安装孔 RS 232通道 连接编程设备 位于中间的LEDs显示I O状态及诊断信息 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 1500系列处理器模块 扩展I O模块 基座 1抽取式接线终端块2扩展I O接口和可移动ESD屏障3输入LED4输出LED5通信口6状态指示LED7内存模块 实时时钟 可选 8后备电池 可选 9电池10终端盖和标签11数据存取仪 可选 12工作模式开关 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 3 MicroLogix1200 4 Pico 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 6 ControlLogix处理器 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 2 3I O模块一 I O模块概述1 直接I O模块是在模块上拥有独立的输入或输出通路 对应于可编程序控制器数据映象区上的位或字 这些位或字对应相应I O回路上信号的值 使得用户程序可直接存取I O值 直接I O模块根据与传感器或执行机构的传输方式 可进一步分为数字量 亦称离散量 模块和模拟量模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 直接I O工作过程 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 2 智能I O模块可在模板上处理输入量来控制输出量 而不必由用户通过数据表来控制 这就是说不是所有的I O在数据表上都有直接对应值 智能I O模块可以有数字I O回路 模拟I O回路或兼而有之 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 智能I O工作状态 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 3 I O模块分类1771系列 PLC 5的I O模块 90多种 1746系列 SLC500系列处理器的I O模块 1756系列 ControlLogix5550处理器的I O模块 1769系列 MicroLogix1500处理器的扩展I O模块 1794系列 FlexI O 是一种灵活而低成本的模块化I O系统 可将现场接线终端与I O接口组合在同一位置 1791系列 块I O将电源封装在同一模块上 特别适用点数不多的远程I O应用场合 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 二 数字I O模块 1 数字I O模块是直接I O模块中最基本的I O模块 模块中的I O回路可与按钮或限位开关的开 关传感器相连 也可与马达启动器的指示灯或报警器等开关量执行机构相连 可编程序控制器数据表上相应位的状态直接控制输出 输入直接控制可编程序控制器数据表上的相应位 2 1771数字I O模块覆盖了10 276V的交 直流电气特性 输出模块可连接0 276Vdc或0 175Vdc的信号 其接线采用接线臂 故在更换模块时不必断开接线 模块的点数有8点 16点和32点 3 1771 IAD和1771 OAD 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 图2 5 51771 OAD模块驱动1771 IAD 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 三 模拟量I O模块模拟量I O模块在模拟量信号和可编程序控制器数据表之间进行A D或D A转换 包括标准模拟量的输入 输出及直接热电阻和热电偶输入 这些模块可用软件设置信号滤波 可对每个I O设置有效范围 隔离措施有输入信号与电源噪声隔离 输入回路之间信号隔离 A D转换器 分辨率有8位 12位等不同精度 模拟量输入 输出方式可设定为电流型和电压型 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 四 特殊I O模块 除了通用的I O模块之外 可编程序控制器还有许多特殊的I O模块 应用于特定的场合 这些模块往往能自己处理输入量 对输出进行控制 属智能模块 如线性定位模块 伺服控制模块 力矩控制模块 高速计数模块等等 如步进定位装置 1771 QA 1771 VHSC4通道高速计数模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 五 通讯模块1 远程I O扫描器模块1771 SNPLC 5处理器可以组态成扫描器或适配器模式 也有专用的扫描器模块1771 SN2 远程I O适配器模块1771 ASB1771 ASB远程I O适配器模块为PLC扫描器与多种17471I O模块之间提供了通信连接 适配器支持1 2槽 1槽及2槽寻址模式 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 第2章可编程序控制器处理器及I O模块 问题 第2章思考题 1 理解PLC本地系统的基本构成2 理解PLC本地系统 远程I O的基本构成3 理解I O模块 数字量 与现场设备 内存数据地址三者的对应关系4 PLC处理器的主要性能指标5 PLC 5处理器的系列号及含义 如PLC 5 80C中C的含义 6 I O模块的分类7 了解各系列处理器 可编程序控制器的编程 第3章可编程序控制器的编程 可编程序控制器的编程方式可编程序控制器的输入 输出寻址可编程序控制器的内存组织可编程序控制器的编程软件RSLogix5的使用可编程序控制器的通信软件RSLinx的使用可编程序控制器的仿真软件RSEmulate5的使用及联机仿真 第3章可编程序控制器的编程 可编程序控制器指令系统模拟量及其编程热备系统及其编程编程练习 第3章可编程序控制器的编程 3 1可编程序控制器的编程方式PLC 5系列处理器支持三种编程方式 梯形图 Ladder 结构文本 StructText 顺序功能图 SFC 一 梯形图 Ladder 梯形图的描述是一种最典型 也是最基本的编程方式 它采用图形符号 沿用了继电器的触点 线圈 串联等术语和图形符号 并增加了一些继电接触控制没有的符号 适用于顺序逻辑控制 离散量控制 定时 计数控制等 第3章可编程序控制器的编程 梯形图的组成梯形图一般由多个不同的阶梯 RUNG 组成 每一阶梯由输入及输出指令组成 在一个阶梯中 输出指令应出现在阶梯的最右边 输入指令则出现在输出指令的左边 第3章可编程序控制器的编程 第3章可编程序控制器的编程 梯形图举例 第3章可编程序控制器的编程 二 结构文本 StructText 结构文本描述结构文本类似于BASIC编程 利用它可以很方便地建立 编辑和实现复杂的算法 特别在数据处理 计算存储 决策判断 优化算法等涉及描述多种数据类型的变量应用中非常有效 结构文本支持的结构 赋值 赋一个整数或浮点值给一个数据单元 非保持型位赋值 赋一个二进制数给一个位单元 当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或当顺序功能图 SFC 的步被扫描后 这些位被清零 第3章可编程序控制器的编程 结构文本支持的结构 续 保持型位赋值RETAIN 赋一个二进制数给一个位单元 当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或当SFC的步被扫描后 这些位并不被清零 IF THEN ELSE 有条件的执行一段程序FOR NXT 重复执行一段程序 REPEAT 重复执行一段程序直至某输入表达式为真EXIT 在处理器到达正常结束条件之前退出循环结构 REPEAT FOR或WHILE CASE 根据一个数学表达式或操作数据的值有条件地执行一段程序 相当于一个无操作指令NOP 梯形图功能 可调用任一梯形图程序或指令 第3章可编程序控制器的编程 结构文本的例子 IF T4 0 DN THEN TON T4 0 0 01 100 0 ELSERES T4 0 END IF 第3章可编程序控制器的编程 三 顺序功能图SFC顺序功能图SFC的描述SFC是一种顺序控制语言 用这种语言可以对一个控制过程进行控制 并显示该过程的状态 对于用户的应用 可将逻辑分成易于处理的步和转换来替代较长的梯形图或结构文本 第3章可编程序控制器的编程 顺序功能图SFC的基本结构步 SFC中的步对应于一个控制任务 实际上是一段为了完成某一个控制任务的程序 该程序可以是梯形图 结构文本 SFC的任一形式 用方框表示 方框中的号 代表了该步的梯形图逻辑的程序文件号 如007 每步可允许有多个动作 Action 对于增强型PLC每步最多允许有8个动作 一个动作即一个步的子集 subset 第3章可编程序控制器的编程 步的例子 第3章可编程序控制器的编程 顺序功能图SFC的基本结构 续 转换条件 步与步之间有转换条件 也是一段程序 以水平线表示 通过对该条件的检测来决定处理器什么时候开始执行下一步 在转换条件中 号码也代表一个程序文件号 当一个以EOT指令结尾的梯级为真时则转换为真 第3章可编程序控制器的编程 转换的例子 第3章可编程序控制器的编程 007 008 010 006 简单SFC的例子 第3章可编程序控制器的编程 顺序功能图SFC的基本结构 续 选择分支 选择分支的功能 选择分支中包含多个可供处理器选择的路径 这相当于一个 或 结构 选择分支的画法 是连接到一根单横线上的并行路径 注意转换应放在框界之内 而且在每个并行路径的顶部 第3章可编程序控制器的编程 选择分支的运行 当处理器运行一个选择分支时 处理器按程序扫描顺序从左到右 扫描每个路径前面的转换条件 直至找到第一条转换为真的路径 程序就执行该路径的和转换 如果在选择分支中同时有多条路径为真 处理器选择最左面的转换为真的路径 选择分支的容量 1 普通PLC 5 如PLC 5 10 5 15 5 25 可以定义多达7条选择分支 2 增强型PLC 5 PLC 5 30 5 40 5 60及以后产品 则可定义多达16条选择分支 选择分支的例子 第3章可编程序控制器的编程 第3章可编程序控制器的编程 顺序功能图SFC的基本结构 续 并行分支 并行分支的功能 并行分支中包含有多个至少被处理器扫描一次的路径 这相当于一个 与 结构 处理器完成并行分支之后转向下一步 并行分支的画法 是连接在双横线上的并行路径 注意 路径的公用转换在分支的外面 第3章可编程序控制器的编程 并行分支的运行当处理器将每一分支的每一步扫描一次之后 而且公用转换为真时 处理器才结束执行并行分支 当处理器运行并行分支时 按从左到右 从上到下的顺序扫描分支 但看起来 处理器似乎是在同时执行每一条路径 第3章可编程序控制器的编程 含有并行分支的例子 第3章可编程序控制器的编程 典型的SFC并行分支扫描例子 第3章可编程序控制器的编程 当一转换为真时扫描并行分支的例子 第一步 第3章可编程序控制器的编程 第二步 第3章可编程序控制器的编程 第三步 第3章可编程序控制器的编程 并行分支中的 虚 步并行分支时 可在每个路径的末端加一个 虚 步 以协调并行动作 此 虚 步仅仅是在移到转换之间维持每个路径的执行 直到所有路径都执行了 第3章可编程序控制器的编程 3 2可编程序控制器的输入 输出寻址1 最简单的PLC 5可编程序控制器系统 包括一个PLC 5处理器 一个电源模块及一些I O模块 它们放置在同一个框架中 第3章可编程序控制器的编程 2 PLC 5系统I O框架类型 4槽框架 目录号1771 A1B 8槽框架 目录号1771 A2B 12槽框架 目录号1771 A3B A3B1 16槽框架 目录号1771 A4B 带有内装电源和远程I O适配器的框架 1槽框架 目录号1771 AM1 2槽框架 目录号1771 AM2 第3章可编程序控制器的编程 3 PLC 5系统模块的放置 1 PLC 5处理器或I O适配器模块总是放在框架的最左槽 并不占槽号 2 电源模块一般放在框架的最右槽 当然也可以采用框架外电源 3 I O模块放置时的次序与模块的电气特性有关 还与该框架的寻址方式有关 第3章可编程序控制器的编程 4 I O模块放置次序与模块的电气特性 从左到右 块传送模块 直流输入模块 按电压由低到高从左到右放置 直流输出模块 按电压由低到高从左到右放置 交流输入模块 按电压由低到高从左到右放置 交流输出模块 按电压由低到高从左到右放置 第3章可编程序控制器的编程 一 有关寻址的几个概念1 物理地址物理地址也就是I O模块在物理框架中的位置 常以第几框架第几槽中的第几个端子表示 如第0个框架中的1号槽放了一个32点输入模块 要指出其5号端子 其物理地址就是0框架1号槽5号端子 2 逻辑地址逻辑地址是对应于内存中的地址 常以第几号机架 rack 第几号I O组 Group 的第几位来表示 其中一个机架由8个I O组组成 一个I O组对应于一个输入映象表字 16位 和一个输出映象表字 16位 相当于16个输入端子和16个输出端子 如输入映象表中I 021 12中的I代表输入模块 02代表2号机架 1代表1号I O组 斜杆后的12代表12号端子 第3章可编程序控制器的编程 3 物理地址与逻辑地址的关系地址方式寻址单位 从大到小 物理地址框架槽端子号逻辑地址机架I O位号 第3章可编程序控制器的编程 二 PLC 5的寻址方式1 2槽寻址 1 概念2槽寻址就是由两个I O模块槽组成一个I O组 也就是说每一物理的2槽I O模块对应于输入映象表中的一个字 16位 和输出映象表中的一个字 16位 采用不同密度 8点 16点 的模块决定了在映象表中每个字使用的位的数目 第3章可编程序控制器的编程 2 两个8点离散量模块组成一个I O组 a 两个8点离散量输入模块组成一个I O组时输入 输出映象表中使用位的情况 第3章可编程序控制器的编程 b 一个8点离散量输入模块和一个8点离散量输出模块组成一个I O组时输入 输出映象表中使用位的情况 第3章可编程序控制器的编程 c 问题 两个8点离散量输出模块组成一个I O组时映象表中使用位的情况如何 d 结论 8点I O模块在I O框架中是可以按任意次序放置的 第3章可编程序控制器的编程 3 两槽寻址中采用16点离散量的模块分析 a 由于每个16点模块使用了整个映象表中的整个字 因此 一个16点的输入模块槽 放在偶数槽 要与相邻的另一个模块槽组成一个2槽I O组时 另一个模块必须是8点或16点的输出模块 形成互补 即输入和输出相互互补 b 由于所有的块传送模块 如模拟量模块 都是双向作用的 既占用输入映象表 又占用输出映象表 所以不能用来互补输入或输出模块 第3章可编程序控制器的编程 例子 一个16点离散量输入模块和一个16点离散量输出模块组成一个I O组时输入输出映象表中使用位的情况 见下页 第3章可编程序控制器的编程 问题 1 一个8点离散量输入模块和一个16点离散量输出模块组成一个I O组时输入输出映象表中使用位的情况如何 2 两槽寻址的框架中能否采用32点的模块 不能 第3章可编程序控制器的编程 2 1槽寻址 1 概念1槽寻址就是一个I O模块槽组成一个I O组 也就是说 在框架中的每一个物理的槽对应于一个输入和输出映象表字 2 使用8点或16点模块