《课余训练手册一》

1、PLC应用技术课余训练手册任务_第_学习小组学习小组成员_本训练手册作者_2010年_月_日任务一 认识PLC阅读能力训练环节一表1-2 一般了解PLC的信息填写（60分） 自检要求将合理的答案填入相应栏目扣分得分了解PLC的产生发展过程背景20 世纪20 年代起，人们把各种继电器、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。由于它结构简单、容易掌握、价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位。但是以各种继电器为主要元件的电气控制线路可能需要成千只继电器来构成，需要使用成千上

2、万根导线来连接，安装这些继电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量的空间。运行时，又产生大量的噪声，消耗大量的电能。为保证控制系统的正常运行，需要安排大量的电气技术人员进行维护。系统出现故障，排除故障又非常困难。尤其是在生产工艺发生变化时，可能需要增加很多的继电器或控制柜，系统改造的工作量极大。所以通用性和灵活性较差。发展20世纪60年代，由于小型计算机的出现和大规模生产及多机群控的发展，人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求，但由于价格高，输入、输出电路不匹配和编程技术复杂等原因，一直未能得到推广应用。20 世纪 60 年代末，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然

3、要求加工的生产线亦随之改变，以及对整个控制系统重新配置。为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，1968 年美国通用汽车制造公司（GM）公开招标，对控制系统提出具体要求，归纳其要求，其核心是：该设备要使用计算机技术，能让以前的电气技术人员很容易掌握的编程语言，该设备与被控制设备连接方便，不需要使用特别的供电方式。根据这些要求，美国数字设备公司（DEC 公司）于 1969 年研制开发出了世界上第一台可编程序控制器 PDP-14,并在 GM 公司的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（Programmable Logic Controller），简称 PLC,可编程序控制器由

4、此诞生。知道PLC是什么？定义PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程特点一、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。 二、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。三

5、、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。应用场合1用于开关量控制2用于模拟量控制3用于数字量控制4用于数据采集5用于进行监控6用于联网、通讯了解目前市场上起主导地位的PLC产品分类按照PLC的结构分类箱体式PLC 模块式PLC按照规模分类微型PLC 小型PLC 中型PLC 大型PLC 超大型PLC产品照片(占市场份额的2/3)知名品牌型号产品照片西门子（SIEMENS）公司PLC（德国）S7-200/240PLCA-B(AllenBradly)公司PLC(美国)PLCA-B1746-OW16施耐德（Schneider）公司PLC(法国)PLCM340了解市场上的

6、PLC产品照片(占市场份额的2/3)知名品牌型号产品照片三菱（MITSUBISHI）公司PLC(日本)FX3G-40MR/EB-A立石（OMRON）公司PLC(日本)C200H三菱FX2N系列PLC的初步认知是否看过实物？什么型号？型号含义？知道怎么用？照片是FX2N-32MRDFX2N系列，输入输出总点数为32点，继电器输出、DC电源，DC输入的基本单元。不知道表1-3 三种以上市场上常用PLC的性价比比较 （30分）比较内容比较对象三种品牌的小型plc性价比比较型号性能价格（元）三菱FX2N-16MR-001X2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范

7、围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。680西门子S7-20014点数字量输入10点数字量输出，2路0-5V模拟量输入,1路模拟量输出；6路高速计数器，双向输入；支持双路独立PPI,波特率9.6K,19.2K;支持自由口，支持MODBUS库，支持USS库;支持PID268台达DVP16ES200R台达PLC采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程

8、。 576 表1-4 信息获取方式自查表（10分）信息获取自查表手段复制（？%）90录入（？%）10绘制（？%）0来源网络（？%）80书籍（？%）20其他（？%）0阅读能力训练环节二表1-6 PLC的工作原理核心信息填写（50分） 自检要求将合理的答案填入相应栏目扣分得分掌握plc的工作原理掌握plc的工作原理PLC硬件组成的框图及各部分含义PLC硬件组成的框图各部分功能中央处理器当从 编程器输入的程序存入到 用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统 程序存储器的解释 编译程序），把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。  横：输入状态和输入信息从输入

9、接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象 寄 存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部 驱动器。存储器有记忆功能的半导体电路。   分为系统程序存储器和用户存储器。  系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序， 监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由 只读存储器、ROM组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。  用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。输入接口光电耦合器由两个发光二极度管

10、和光电 三极管组成。   发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号， 发光二极管就产生与 输入信号变化规律相同的光信号。   光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有 线性关系。   输入接口电路工作过程：当开关合上， 二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的 数字信号。输出接口PLC的 继电器输出接口电路 

11、;  工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过， 继电器线圈有电流，然后 常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的 数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。通信接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。内部电源电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。PLC的软件组成系统程序系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不

12、能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。应用程序PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。PLC的常用外设控制用I/O设备控制一个或多个I/O设备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是CPU与I/O设备之间的接口，它接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设

13、备工作，以使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来现场操作/显示设备设备控制器是一个可编址的设备，当它仅控制一个设备时，它只有一个唯一的设备地址；若控制可连接多个设备时，则应含有多个设备地址，并使每一个设备地址对应一个设备编程/调试设备于图形编程。复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。有的还有专用的计算机，可用其他高级语言进行编程。编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定PLC控制方式或工作方式。编程器还可以监控PLC及PLC所控制的系统的工作情况，以进行PLC用户程序的调试。数据输入/输出设备用于调理输入输出信号，对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等。包括直流开关量输入模块，交流开

14、关量输入模块，直流开关量输出模块，交流开关量输出模块。PLC的等效工作电路及各部分含义PLC的等效工作电路从PLC控制系统与电器控制系统比较可知PLC的用户程序软件代替了继电器控制电路硬件。因此对于使用者来说可以将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。各部分含义输入电路由外部输入电路、PLC输入接线端子（COM是输入公共端）和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子驱动输入继电器。一个输入端子对应一个等效电路中的输入继电器，它可提供任意个常开和常闭触点，供PLC内部控制电路编程

15、使用。由于输入继电器反映输入信号的状态，如输入继电器接通即表示传送给PLC一个接通的输入信号，因此习惯上经常将两者等价使用。输入回路的电源可用PLC电源部件提供的直流电压，也可由独立的交流电源供电内部控制这部分电路是由用户程序形成。它的作用是按照程序规定的逻辑关系，对输入信号和输出信号的状态进行运算、处理和判断，然后得到相应的输出。用户程序常采用梯形图编写，梯形图在形式上类似于继电器控制原理图，两者在电路结构及线圈与触点的控制关系上都大致相同，只是梯形图中元件符号及其含义与继电器控制电路中的元件不同。 输出电路由与内部电路隔离的输出继电器的外部常开触点、输出接线端子（COM是输出公共端）和外部

16、电路组成，用来驱动外部负载PLC的输入输出接口电路输入接口电路图及含义含义：含义：R1是限流与分压电阻，R2与C构成滤波电路，滤波后的输入信号经光耦合器T与内部电路耦合。当输入端的按钮SB接通时，光耦合器T导通，直流输入信号被转换成PLC能处理的5V标准信号电平(简称TTL)，同时LED输入指示灯亮，表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似输出接口电路图及含义含义：输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、

17、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成，与输入接口电路类似，内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。PLC的工作过程表1-7 PLC常见的编程语言（10分） 自检要求将合理的答案填入相应栏目扣分得分PLC的编程语言梯形图编程的特点与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。指令表编程的特点采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致状态功能图编程的特

18、点采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致表1-8 FX2N系列PLC的特点、型号与规格（10分） 自检要求将合理的答案填入相应栏目扣分得分FX2N系列PLC的特点型号与规格主要特点控制规模：16256点 内置8K容量的RAM存储器，最大可以扩展到16K CPU运算处理速度0.08µS/基本指令 在FX2N系列右侧可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块 基本单元内置2轴独立最高20kHz定位功能(晶体管输出型基本单元的型号及规格型号输入点数输出点数F

19、X2-16MR(T) FX2-24MR(T) FX2-32MR(T) FX2-48MR(T) FX2-64MR(T) FX2-80MR(T) FX2-120MR(T)8 12 16 24 32 40 648 12 16 24 32 40 64扩展单元的型号及规格FX-32ER FX-48ER FX-48ET162424162424扩展模块的型号及规格FX-8EX FX-16EX FX-8EYR FX-8EYT FX-8EYS FX-16EYR FX-16EYT FX-16EYS FX-8ER816-8881616164表1-9 了解FX2N系列PLC内部的编程软元件（10分） 自检要求分类字母

20、代号元件范围扣分得分了解PLC内部的编程软元件输入继电器8点16点24点32点40点64点184点X1. XOOOX007 2. X000X017 3. XOOOX027 4. X000XO37 5. XOOOX047 6. XOOOX077 7. XOOOX267(X177)输出继电器8点16点24点32点40点64点184点Y1. YOOOY007 2. YOOOY017 3. YOOOY027 4. YOOOY037 5. YOOOY047 6. YOOOY077 7. YOOOY267(Y177)辅助继电器500点通用1 524点保存用2继电器用 2048点保存用3 156点特殊用MM000M499 M500M1023 M1024M3071 M8000M8255状态寄存器500点1 400点掉电保持用2 100点报警用3SS000S499 S500S899 S900S999定时器100定时器10定时器1定时器1积算定时器100积算定时器T20046-46计数器16通用16电池后备32通用双向32电池后备C16（c0-c15）184（c19-c199）20（c200-219）15（c220-c234）数据寄存器D8000D8001D8020D8030D8031D80399D200-10-指