PLC初级应用课程实验ppt课件

PLC初级应用课程实验 上课班级 11自动化1 2班2011 2012学年第一学期 1 前言 PLC初级应用课程实验总学时数 60 授课时间 5 19周职称 教授联系电话mail地址 zhengfengrenjx 2 教学要求及成绩评定 听讲日常考勤课堂纪律实验报告成绩平时成绩 30分实验报告 30分期末考试 40分 3 第一章可编程控制器的基本知识 1 1可编程控制器的硬件知识1 可编程控制器的基本知识2 可编程控制器的基本结构 1 2可编程控制器的软件知识 4 1 1可编程控制器的硬件知识 PLC的基本知识一 继电接触控制系统在PLC产生之前 生产生活中经常用的是继电接触控制系统 该系统与PLC相比存在许多不足之处 缺点如下 1 设备体积大 2 开关动作慢 3 功能较少 4 接线复杂 5 触点易损坏 6 改接麻烦 7 灵活性较差 5 二 PLC的产生美国通用汽车公司 GM 在汽车制造业竞争激烈的情况下为提高效益 对继电接触控制系统提出了许多要求 美国数字设备公司 DEC 根据该公司的要求研制出世界上第一台可编程控制器 简称PLC 全称 ProgrammableLogicController 我们给PLC下个定义 它是一种带有指令存储器和数字或模拟I O接口 以位运算为主 能完成逻辑 顺序 定时 计数和算术运算功能 用于控制机器或生产过程的自动控制装置 6 三 PLC的主要功能根据PLC的定义我们可以归纳出它的主要功能 其主要功能为 1 逻辑控制用 与 或 非 等逻辑指令描述继电器触点的串联 并联 攒并联 并串联等 2 定时控制设定了许多定时器及相关定时指令 定时值可由用户在编程是设定 3 计数控制设定了许多计数器及相关计数指令 计数值可由用户在编程是设定 4 步进控制也叫顺序控制 是指在完成一道工序以后再进行下一步工序 用移位寄存器和和步进指令 7 5 A D D A转换A表示模拟量 D表示数字量 它是对模拟量和数字量的控制调节 6 数据处理可以进行数据并行传送 比较和逻辑运算 BCD码的加 减 乘 除运算等 7 通信与联网可进行远程I O控制 可多台PLC机之间的链接 8对控制系统监控能记忆某些异常情况 或当发生异常情况时自动终止运行 如交通灯的控制 8 四 PLC的主要优点1 编程简单指令不多 梯形图与接线图相似 只要具有一定的电气知识 在短时间内都能学会 2 可靠性高PLC本身具有屏蔽 滤波 隔离 无触点等多层次的抗干扰措施 故障率为2万小时以上 3 通用性好一台PLC只要改变其内部程序 就能运用于多种控制 4 功能强PLC的主要功能中已具体介绍 5 使用方便体现在它体积小 重量轻 安装方便 编程简单 易于使用 6 设计 施工和调试周期短三者可以同时进行 9 注意 1 世界上几大著名的PLC生产公司美国AB公司 通用电气公司 哥德公司德国西门子公司日本三菱公司 东芝公司2 工业自动化中的三大技术PLC技术 单片机技术 机器人技术计算机辅助设计与分析 10 作业 1 可编程控制器有哪些主要特点 2 PLC的定义 11 常用低压电器 一 低压电器的定义是指工作在直流1500V 交流1000V 1140V 及以下的电路中 以实现对电路或非电对象的控制 检测 保护 变换 调节等作用的基本器件 二 低压电器分类 一 按操作方式分 手动电器 由人工直接操作才能完成任务的电器称为手动电器 如刀开关 按钮和转换开关等 自动电器 指不需要人工直接操作 按照电的或非电的信号自动完成接通 分断电路任务的电器称为自动电器 如低压断路器 接触器和继电器等 12 二 按用途分 低压配电电器 主要用于低压供电系统 如刀开关 低压断路器 转换开关和熔断器等 低压控制电器 主要用于电力拖动控制系统 如接触器 继电器 控制器 控制按钮 行程开关 主令控制器和万能转换开关等 三 按工作原理分 电磁式电器 根据电磁感应原理来工作的电器 如交直流接触器 电磁式继电器等 非电量控制电路 电器的工作是靠外力或非电物理量的变化而动作的电器 如刀开关 行程开关 按钮 速度继电器 压力继电器和温度继电器等 13 1 电磁式控制电器 由电磁机构 触头系统 灭弧系统组成 1 电磁机构 电磁机构通常采用电磁铁的形式 由吸引线圈 铁心 亦称静铁心或磁轭 和衔铁 也称动铁心 三部分组成 其作用原理 当线圈中有电流通过时 电磁吸力克服弹簧的反作用力 使得衔铁与铁心闭合 由连接机构带动相应的触头动作 1 衔铁2 铁心3 线圈 14 2 触头系统 触头的作用是接通或分断电路 触头的结构有 点接触式 适用于电流不大场合 桥式触头 指式触头 适用于分合次数多 电流大的场合 面接触式 电流较大场合 a 点接触式b 面接触式c 指式触头 15 3 灭弧系统 双断口电动力吹弧 磁吹灭弧 窄缝 纵缝 灭弧法 栅片灭弧法1 2刀开关与组合开关低压开关又称低压隔离器 是低压电器中结构比较简单 应用广泛的一类手动电器 主要有刀开关 组合开关 以及用刀开关与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关 还有转换开关等 16 1 型号 胶盖刀开关即开启式负荷开关 适用于交流50Hz 额定电压单相220V 三相380V 额定电流至100A的电路中 作为不频繁地接通和分断有负载电路与小容量线路地短路保护之用 其中三极开关适当降低容量后 可作为小型感应电动机手动不频繁操作地直接起动即分断用 常用地有HK1和HK2系列 一 刀开关 一 闸刀开关 胶盖刀开关 1 文字符号 QS 2 图形符号 3 主要技术参数 单极 双极 三极 17 2 额定参数 额定电压 额定电流 4 刀开关的选用刀开关的额定电压应等于或大于电路额定电压 其额定电流应等于 在开启合通风良好的场合 或稍大于 在封闭的开关柜内或散热条件较差的工作场合 一般选1 15倍 电流工作电流 在开关柜内使用还应考虑操作方式 如杠杆操作机构 螺旋式操作机构等 当用当开关控制电动机时 其额定电流要大于电动机额定电流的3倍 胶盖刀开关的型号及其含义如下 18 二 组合开关1 文字符号 QS2 图形符号 单极 三极 3 基本结构及动作原理 实物图 示意图 19 广泛应用于电器设备的电源开关 测量三相电压和控制7 5kW以下小容量电动机的直接启动 正反转等不频繁操作的场合 组合开关的额定电压为220V和380V 额定电流有10A 25A 35A 60A等 产品型号有HZ5 HZ10系列等 4 主要技术参数 1 型号 组合开关的型号及其含义如下 2 额定参数 额定电压 额定电流 20 1 3自动空气开关 断路器 自动开关 低压断路器是一种既有手动开关作用 又能自动进行失压 欠压过载和短路保护的电器 可用来分配电能 不频繁地启动异步电机 对电源线路及电动机等实行保护 当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路 1 文字符号 QF 2 图形符号 单极 三极 3 基本结构及动作原理 当电路发生短路或严重过载时 过电流脱扣器的衔铁被吸合 使自动脱扣器机构动作 当电路过载时 过载脱扣器的热元件产生的热量增加 使双金属片向上弯曲 推动自动脱扣器机构动作 当电路失压时 失压脱扣器的衔铁释放 也使自动脱扣器机构动作 21 实物图 1 分闸弹簧2 主触头3 传动杆4 锁扣5 轴6 过电流脱扣器7 热脱扣器8 欠压失压脱扣器9 分励脱扣器 原理图 22 4 主要技术参数 1 型号 DZ20系列低压断路器型号意义 2 额定参数 额定工作电压 在数值上取决于电网的额定电压等级 我国电网标准规定为AC220 380 660及1140V DC220 440V等 应该指出 同一断路器可以在几种额定工作电压下使用 但相应的通断能力并不相同 23 额定电流 为过电流脱扣器的额定电流 一般指断路器的额定持续电流 通断能力 开关电器在规定的条件下 电压 频率及交流电路的功率因数和直流电路的时间常数 能在给定的电压下接通和分断的最大电流值 也称为额定短路通断能力 分断时间 指切断故障电流所需的时间 它包括固有的断开时间和燃弧时间 5 断路器的选用 1 断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压 对于配电电路来说应注意区别是电源端保护还是负载保护 电源端电压比负载端电压高出约5 左右 2 断路器主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流 3 断路器的过载脱扣整定电流应大于或等于负载工作电流 4 断路器的额定通断能力应大于或等于电路的最大短电流 5 断路器低欠电压脱扣器额定电压等于主电路额定电压 24 PLC 以CPU为核心 25 PLC是一种数字运算操作的电子系统 专为工业环境下应用而设计的工业控制装置 PLC的产生与发展 26 PLC的基本组成第一部分 PLC的基本分类 整体式 小型机常采用整体式 组合式 中 大型机常采用组合式 27 OMRON公司的整体式PLC C28P 28 CPM2A 29 OMRON公司的组合式PLC 30 整体式PLC的基本组成框图 31 组合式PLC的基本组成框图 32 1 CPU单元 CPU指挥PLC完成各种预定的功能 输入并存储用户程序 显示输入内容和地址 输出并存储用户程序 显示输出内容和地址 检查 校验用户程序 发现错误即报警 诊断故障 记忆故障信息并报警 33 2 存储器 系统程序存储器 存储系统系统程序 用户程序存储器 存储系统用户程序 工作数据存储器 存储工作数据 34 3 输入 输出单元 PLC与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元 开关量输出单元 35 光电耦合 输入点的状态显示 公共端 外部开关 输入点 直流输入电路 36 输入点的状态显示 光电耦合 输入点 外部开关 交流输入电路 37 输出点的状态显示 光电耦合 输出点 公共端 晶闸管输出电路 38 输出点的状态显示 继电器 机械触点 输出点 公共端 继电器输出电路 39 4 电源单元 PLC由开关式稳压电源为内部电路供电 开关电源 输入电压范围宽 体积小 重量轻 效率高 抗干扰性能好 有的PLC能向外部提供24V的直流电源 有的PLC能向外部提供24V的直流电源 40 5 I O扩展端口 41 CPM1A的外设端口和I O扩展端口 I O扩展端口 42 I O扩展端口连接扩展器的示意图 43 外设端口 6 外设端口 44 7 编程工具 编程器是对PLC进行操作的工具 专用编程器 简易编程器 图形编程器 直插式 便携式 计算机辅助编程 在装有专用编程软件的计算机上编程 45 PLC的基本结构 一 继电接触控制系统的结构由输入设备 控制线路和输出设备组成 如图所示 该系统主要由 硬 的元器件组成 包括 硬 开关 硬 触点 硬 接线等 为全硬件控制 46 二 FX1S 30MR的面板介绍 1 型号介绍 47 2 面板的组成由输入接线端 输出接线端 操作面板 状态指示栏组成 48 49 注意 PLC每一个输出端子 输出点 在内部都对应有一个完整的电路 如左图所示 电路中所用到的元器件都是集成的 所以每一个完整电路就是一个集成块 50 选件连接插口 工作方式选择开关 通信接口 可调电位器 51 输入状态指示 运行状态指示 输出状态指示 电源 程序运行 有误指示 52 三 1 PLC的等效电路由输入部分 输出部分 内部控制电路组成 53 1 输入部分收集被控设备的信息或操作指令 2 输出部分驱动外部负载 3 内部控制电路对从输入部分得到的信息进行运算处理 并判断哪些功能输出 2 PLC的内部结构由CPU 存储器 I O接口电路 外设接口 编程装置和电源等组成 如图所示 54 四 PLC的工作原理 PLC的工作原理是建立在计算机原理基础上的 通过执行用户程序来实现相应的控制 从执行到结束需要一个不断循环扫描的过程 这个过程分为三个阶段 如下所示 55 作业 1 可编程控制器开关量输出接口按输出开关器件的种类不同可分为几种形式 2 简答PLC面板的组成部分 3 简述PLC的扫描工作过程 56 1 2可编程控制器的软件知识 一 PLC的程序1 系统程序 PLC自带的内部程序 2 用户程序 输入的程序 有相应的编程语言 二 PLC的编程语言最常用的语言是梯形图和指令语句表 梯形图 从继电器控制电路图变化而来 是目前最常用的一种程序设计语言 1 梯形图的组成左母线 右母线 逻辑行 57 2 画梯形图时的规则 1 左母线只能接触点 不能接线圈 2 右母线只能接线圈 不含输入继电器线圈 不能接触点 错误画法 正确画法 58 3 一