可编程序控制器考前复习概要.ppt

可编程序控制器考前复习,自动化学院张海军navy2000cn,什么是PLC？,1、可编程控制器的定义,是一种工业控制装置,是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。,一、可编程控制器概述,1、可编程控制器的定义,1987年，国际电工委员会（IEC）颁布的可编程序控制器标准草案第三稿中定义：“可编程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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。,2、可编程控制器的产生,因为继电器逻辑电路配线复杂,2、可编程控制器的产生,因为继电器逻辑电路配线复杂,缺点：,体积大,可靠性低,查找故障困难,适应性差,2、可编程控制器的产生,简单易懂操作方便灵活性大,优点：,控制元件选择安装位置,2、可编程控制器的产生,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继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,1969年3月，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。,2、可编程控制器的产生,美国DEC公司的PDP-14,3、可编程控制器的特点及应用领域,无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强通用性强，控制程序可变，使用方便硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强编程简单，容易掌握系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维护方便体积小，能耗低.,可编程控制器的特点,1.2PLC的结构系统结构,二、可编程控制器的组成和工作原理,输入/输出模块,输入信号：,另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量信号。,一是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等传来的开关量输入信号；,PLC内部输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。输入接点分为直流输入式和交流输入式。,光电隔离,输出信号：,输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出,可编程控制器输出电路原理图,继电器输出适合低速、大功率负载,晶闸管输出适合高速、大功率负载-驱动交流,晶体管输出适合高速、小功率负载-驱动直流,PLC的工作原理,工作原理：循环扫描方式工作；,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。,PLC的工作原理,PLC的工作原理,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。,典型值为1100ms,三、S7-200基本逻辑指令,国际电工委员会IEC规定了5种编程语言作为PLC编程语言的标准。,程序结构,主程序子程序中断程序,I（输入继电器）Q（输出继电器）M（辅助继电器）SM（特殊标志继电器）S（顺序控制继电器）V（变量存储器）L（局部变量存储器）T（定时器）C（计数器）AI（模拟量输入映像寄存器）AQ（模拟量输出映像寄存器）AC（累加器）,外部输入/输出,内部,增计数器、减计数器、增/减计数器,通电延时、断电延时、有记忆通电延时,LDI1.0ANI4.6AM0.2RQ0.3,2LPSLRDAI0.2AI0.5LPS=M3.0AI0.4LPP=Q0.1ANI0.6LPPTONT39,30,四、程序设计方法,经验设计法根据继电器电路图设计梯形图的方法顺序控制设计法与顺序功能图,经验设计法,数字量控制系统开关量控制系统继电器控制系统,经验设计法：试探性、随意性,例,有电动机3台。按下开始按钮后，先启动电机A，5s后启动电机B，再过3s后启动电机C。按下停止按钮，电机B立即停止，3s后，电机A、C同时停止。要求画出I/O表，并写出控制程序。,顺序控制设计法与顺序功能图,【顺序控制】：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。,【顺序功能图】：描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通用的技术语言。,顺序控制,顺序功能图,PLC梯形图,顺序控制设计法,顺序控制设计法,顺序功能图组成元素：,1.步,2.有向连线,3.转换,4.转换条件,5.动作,例画出控制系统的顺序功能图,某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。初始时两个钻头在最上面的位置。放好工件后，按下启动按钮I0.0，Q0.0变为ON，夹紧工件，夹紧后压力继电器I0.1为ON。此时两只钻头开始工作，转到设定深度后上行到原位。若没有钻完3对孔，Q0.5使工件旋转120，旋转到位时限位开关I0.6为ON，之后开始转第2对孔。直到3对孔全部钻完后，Q0.6使工件松开，松开到位后限位开关I0.7为ON，系统回到初始状态。,例4：画出控制系统的顺序功能图,0,例剪板机控制,Q0.0：板料右行,Q0.1：压钳下行,Q0.2：剪刀下行,Q0.3：压钳上行,Q0.4：剪刀上行,I0.0：压钳上限位,I0.1：剪刀上限位,I0.2：剪刀下限位,I0.3：板料右限位,I0.4：压钳下限位,I1.0：启动按钮,剪板机连续剪板10次后停止；,剪板机顺序控制,Q0.0：板料右行,Q0.1：压钳下行,Q0.2：剪刀下行,Q0.3：压钳上行,Q0.4：剪刀上行,I0.0：压钳上限位,I0.1：剪刀上限位,I0.2：剪刀下限位,I0.3：板料右限位,I0.4：压钳下限位,I1.0：启动按钮,数据传送方向:,按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式三种:单工通信方式：单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。半双工通信方式：半双工通信就是指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送。全双工通信方式：全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。,四、PLC通信,RS-232接口：是1969年由美国电子工业协会EIA（E1ectronicIndustriesAssociation）所公布的串行通信接口标准。它采用按位串行的方式，单端发送、单端接收。RS-422接口：RS-422接口传输线采用差动接收和差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率（波特率可达10MB以上）和较强的抗干扰能力。RS-485接口：RS-485接口是RS-422的变型。,通讯的距离15m,通讯的距离500m,通信协议,PLC网络常用通信协议：,PPI协议：PPI通信协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通信协议。MPI协议：MPI允许主主通信和主从通信，S7-200可以通过通信接口连接到MPI网上，主要应用于S7-300/400CPU与S7-200通信的网络中。Profibus协议：Profibus协议通常用于实现分布式I/O设备（远程式I/O）的高速通信。MODBUS协议：Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。,通信协议,PLC网络常用通信协议：,用户自定义协议（自由口通信模式）：自