可编程控制器的基础知识

能耗制动是在三相异步电动机脱离三相交流电源后准确停车。,接触器控制线路,正、反转控制线路,例：设计一个控制线路,三台笼型异步电动机的工作如下:M1先启动,经10秒后,M2自动启动,运行30秒后,M1停止运行,同时M3自动启动,再运行30秒后全部停止运行。,可编程控制器概述可编程控制器的技术指标可编程控制器的应用领域可编程的基本组成及工作原理可编程的编程语言,可编程计算机控制器是集计算机技术、通讯技术、自动控制技术(简称3C技术)为一体的新型工业控制装置。,可编程逻辑控制器(简称PLC)ProgrammableLogicController,可编程控制器(简称PC)ProgrammableController,可编程计算机逻辑控制器（简称PCC）ProgrammableComputerController,世界上第一台PLC：1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、体积小、适于在工业化的环境下运行、使用寿命长等一系列优点，迅速地在各工业领域被广泛使用。,可编程序控制器（ProgrammbleController）简称PC或PLC可编程序控制器的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，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，并通过数字的，模拟的输入和输出，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的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。,自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色欧洲：西门子（Siemens）；法国的TE（Telemecanique）美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（GeneralElectric）日本：三菱电机（MitsubishiElectric）、欧姆龙（OMRON）、松下（日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜）,20世纪90年代，可编程控制器技术随着计算机技术，网络通信技术，自动控制技术的飞速发展而不再是传统意义上的可编程控制器，由于其数学处理能力，网络通信能力，智能控制能力等得到发展。,1994年开始被称为：,可编程计算机控制器，简称PCCProgrammableComputerController,可靠性高，抗干扰能力强PLC采用的是微电子技术，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的。通用性强，控制程序可变，使用方便编程简单，容易掌握体积小、重量轻、功耗低、维护方便,存储容量I/O点数扫描速度指令的功能与数量内部元件的种类与数量特殊功能单元可扩展能力,目前，PLC在国内外已广泛应用冶金、石油、化工、建材机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。,开关量逻辑控制：可以实现各种简单和复杂的逻辑控制运动控制：有步进电机或伺服电机的位置控制模块模拟量控制：A/D、D/A转换模块过程控制（PID闭环控制）数据处理通信联网,目前的PLC已从小规模的单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域，并能组成工厂自动化的PLC综合控制系统。,根据结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两类。,PLC中常采用的CPU有三类：1)通用微处理器（如Z80、8086、80286等）2)单片微处理器（如8031、8096等）3)位片式微处理器(如AMD29W等)小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC：大多采用高速位片式微处理器（32位）；小型PLC为单CPU系统，中、大型PLC则大多为双CPU或多CPU系统。,系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其固化在只读存储器EPROM中，用户不能更改。用户存储器：包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般存于CMOS静态RAM中，其中的存储内容可读出并更改。注意：PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。,当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。,常用开关量输入接口：直流输入接口、交流输入接口、交/直流输入接口常用开关量输出接口：继电器输出接口响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载晶体管输出接口：响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载晶闸管输出接口：响应速度快、动作频率高，只能用于驱动交流负载,S7-200,S7-300,CS,输入设备,输出设备,1）PLC工作过程内部处理通信服务输入采样程序执行输出刷新,用户程序的执行:扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。,整个过程包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段,整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期,扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。,信号传递过程:,信号传递过程:,集中采样：在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。,集中输出：在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。,PLC的编程语言常采用梯形图语言、指令助记符语言、逻辑图语言、功能表图语言、高级语言，其中梯形图、指令助记符语言最为常用。,梯形图左、右垂线称为左右母线，梯形图的最右是输出器件PLC的输出器件用圆圈表示。梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器是映象寄存器中的一位，被称为“软继电器”。（梯形图）梯形图是PLC形象化的编程手段，梯形图两端是没有任何电源可接的，梯形图中并没有真实的电流，而仅仅是“概念”电流输入继电器供PLC接收外部输入信号，因此在梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器线圈。输出继电器供PLC输出控制用，它通过输出去驱动外部负载。当PLC处于运行状态时，PLC对梯形图是按扫描方式顺序执行程序。,