PLC应用技术课件——lu18鲁万里

1、2022-6-20目录目录绪论绪论第一章第一章 PLCPLC应用基础应用基础第二章第二章 PLCPLC的结构及特点的结构及特点第三章第三章 的基本指令及编程的基本指令及编程第四章第四章 PLCPLC功能指令应用功能指令应用第五章第五章 PLCPLC应用系统设计、调试及维护应用系统设计、调试及维护第六章第六章 PLCPLC控制柜的电气环境控制柜的电气环境 2022-6-20绪论绪论1. 1. PLCPLC中文中文名称名称2. 2. 典型典型PLCPLC3. PLC3. PLC应用应用4. 4. 实验设备实验设备5. 5. 教学内容教学内容2022-6-201.PLC1.PLC中文中文名称名称全名

2、：全名：Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller中文名称：可编程序控制器中文名称：可编程序控制器名称的演变：名称的演变：PLCPCPLCPLCPCPLC易混名称：易混名称：PCPersonal ComputerPCPersonal Computer2022-6-202.2.典型典型PLCPLCOMRONCQM1HOMRONC200HOMRONCPM2A2022-6-20西门子S7-200系列PLC三菱FX2系列2022-6-203.PLC3.PLC的应用领域的应用领域开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制 -开关量的逻辑控制

3、是开关量的逻辑控制是PLCPLC的最基本控制功能。的最基本控制功能。PLCPLC首用的目标，就是用于开关量首用的目标，就是用于开关量的控制。的控制。模拟量的闭环控制模拟量的闭环控制- PLC- PLC具有具有A/DA/D、D/AD/A转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。数字量的智能控制数字量的智能控制-利用利用PLCPLC能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了相应的传感器（如旋转编码器）能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。或脉冲伺服装置（如环

4、型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。数据采集与监控数据采集与监控-利用利用PLCPLC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。通信、联网及集散控制通信、联网及集散控制-利用利用PLCPLC的强大的通信联网功能，把的强大的通信联网功能，把PLCPLC分布到控制现场，并实现各站间的通信，分布到控制现场，并实现各站间的通信，上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的

5、上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的PCSPCS系统。系统。2022-6-20远程监控系统InternetInternetIGS-50IGS-50IGS-50IGS-50GM4GM4GM4GM4GMWINGMWINRS-232CRS-232CRS-232CRS-232CRS-232CRS-232C韩国韩国中国中国IGS-50IGS-502022-6-20汽车空调组装线ID40ID40空调螺丝拧紧机螺丝拧紧机PnetCnetCnetDR6DR6PLC(K200S)PLC(K200S)触摸屏(PMU330)空调 供水公司监控系统供水公司监控系统2022-6-20 水厂制水工艺监

6、控水厂制水工艺监控2022-6-20 水厂工艺监控项目水厂工艺监控项目2022-6-202022-6-20PLCPLC实验设备实验设备2022-6-204.PLC4.PLC教学内容教学内容常用电器及典型线路常用电器及典型线路PLCPLC硬件结构硬件结构PLCPLC指令系统指令系统PLCPLC的联网及通信的联网及通信PLCPLC应用系统设计、调试及维护应用系统设计、调试及维护电气及电气及PLCPLC实验实验2022-6-20第一章 PLC应用基础第一节第一节 概述概述第二节第二节 常用控制电器常用控制电器第三节第三节 电气控制线路设计基础电气控制线路设计基础第四节第四节 典型继电接触控制线路典型

7、继电接触控制线路2022-6-20第一节第一节 概述概述1. PLC101. PLC10条设计理念条设计理念2. PLC2. PLC的产生的产生3. PLC3. PLC定义定义4. PLC4. PLC的组成的组成5. PLC5. PLC的一般特点的一般特点6. PLC6. PLC的发展趋势的发展趋势2022-6-201. Plc取代继电器控制柜取代继电器控制柜1010条构思条构思 编程简单，可在现场修改程序；编程简单，可在现场修改程序； 维护方便，最好是插件式；维护方便，最好是插件式； 可靠性高于继电器控制柜；可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜； 可将数据直接

8、送入管理计算机；可将数据直接送入管理计算机； 在成本上可与继电器控制柜竞争；在成本上可与继电器控制柜竞争； 输入可以是交流输入可以是交流220V220V； 输出为交流输出为交流220V220V、2A2A以上，能直接驱动电磁阀等；以上，能直接驱动电磁阀等； 在扩展时，原系统只需很小变更；在扩展时，原系统只需很小变更； 用户程序存贮器容量至少能扩展到用户程序存贮器容量至少能扩展到4M4M。 2022-6-202. PLC的产生的产生v19681968年，美国通用汽车公司年，美国通用汽车公司(GM)(GM)要求制造商为其装配线提供一种新型的通要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器用程序控制

9、器 v美国数字设备公司美国数字设备公司(DEC)(DEC)经过一年多的努力，研制出第经过一年多的努力，研制出第台这种控制器台这种控制器 第一代第一代：从第一台可编程控制器诞生到：从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点是：年代初期。其特点是：CPU由中由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器；小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器； 第二代第二代：70年代初期到年代初期到70年代末期。其特点是：年代末期。其特点是：CPU采用微处理器，存储采用微处理器，存储器采用器采用EPROM ；第三代第三代：70年代末期到年代末期到80年代中期。其特点是：年代中期。其特点是：CPU采用采用8位和位和

10、16位微处位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等等 ；第四代第四代：80年代中期到年代中期到90年代中期。年代中期。PLC全面使用全面使用8位、位、16位微处理芯片位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到的位片式芯片，处理速度也达到1us/步步 ；第五代第五代：90年代中期至今。年代中期至今。PLC使用使用16位和位和32位的微处理器芯片，有的已位的微处理器芯片，有的已使用使用RISC芯片。芯片。我国于我国于19741974年开始研制，年开始研制，19771977年开始工业应用年开始工业应用 v我校于我

11、校于19881988年开始研究，并引入教学年开始研究，并引入教学2022-6-203. PLCPLC的定义的定义l987年年2月，国际电工委员会颁布了可编程控制器标准草月，国际电工委员会颁布了可编程控制器标准草案第三稿，该草案中对可编程控制器给出定义案第三稿，该草案中对可编程控制器给出定义可编程控制器是一种数字运算操作系统，专为工业环境可编程控制器是一种数字运算操作系统，专为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

12、过数字式或模拟式的输入和输运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产机械和生产过程。可编程序控出，控制各种类型的生产机械和生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原理设计。整体、易于扩充其功能的原理设计。2022-6-204. PLC PLC的组成的组成PLCPLC是按继电是按继电- -接触线路原理设计的，其等效的内部接触线路原理设计的，其等效的内部电器及线路与继电接触线路相同。电器及线路与继电接触线路相同。2022-6-205. PLC PLC的一般特点的一般特点通用

13、性强通用性强编程方便编程方便功能完善功能完善扩展灵活扩展灵活系统构成简单，安装调试容易系统构成简单，安装调试容易可靠性高可靠性高2022-6-206.PLC6.PLC的发展趋势的发展趋势1.1.标准化标准化2.2.小型化小型化 3.3.模块化模块化 4.4.低成本低成本 5.5.高功能高功能2022-6-20第二节第二节 常用控制电器常用控制电器常用控制电器按其工作电压可分为低压电器和高压电器。常用控制电器按其工作电压可分为低压电器和高压电器。低压电器是指它的工作电压低于低压电器是指它的工作电压低于1200v1200v的电器。的电器。常用控制电器按其功能作用分为接触器、继电器、按钮、开关等。常

14、用控制电器按其功能作用分为接触器、继电器、按钮、开关等。 一、接触器一、接触器 二、继电器二、继电器 三、主令电器三、主令电器 四、其他常用电器四、其他常用电器2022-6-20一、接触器一、接触器1. 1. 概念概念2. 2. 接触器的型号接触器的型号3 3. . 接触器的图形符号和文字符号接触器的图形符号和文字符号2022-6-201.1.概念概念接触器是利用电磁吸力的作用使主触接触器是利用电磁吸力的作用使主触点接通或断开电动机电路或其他负载点接通或断开电动机电路或其他负载电路的控制电器。电路的控制电器。 接触器按主触头流过电流的性质分为接触器按主触头流过电流的性质分为交流接触器和直流接触

15、器交流接触器和直流接触器。2022-6-202.2.接触器的型号接触器的型号交流接触器交流接触器直流接触器直流接触器2022-6-20交流接触器交流接触器C J C J 20 20 - - / / 接触器接触器交流交流设计代号设计代号有有THTH表示湿热带表示湿热带额定工作电压代号额定工作电压代号03 03 - - 380380V V06 06 - - 660660V V11 11 - - 11401140V V用用K K表示组成矿用起表示组成矿用起动器的接触器动器的接触器额定工作电流额定工作电流（380380V V、ACAC3 3时时）C J C J X X - - / / 接触器接触器交流

16、交流有有THTH表示湿热带表示湿热带辅助触头组合形式用辅助触头组合形式用两位表示两位表示，分别表示分别表示接通接通、关断触头数关断触头数（1010，0101，1111，2121，1212，2222，3030，3232，2323，5050，4141）额定工作电流额定工作电流（380380V V、ACAC3 3时时）设计代号设计代号小流量小流量2022-6-20直流接触器直流接触器C C Z Z 18 18 - - / / 接触器接触器直流直流设计代号设计代号常闭触头数常闭触头数常开触头数常开触头数额定工作电流额定工作电流2022-6-203.3.接触器的图形符号和文字符号接触器的图形符号和文字符

17、号KMKMKM(a)线圈(b)常开接点 (c) 常闭接点2022-6-204 4 触点触点吸合释放(A)桥式触点 (B)指型触点主触点尺寸较大，主触点尺寸较大，并附有灭弧装置，并附有灭弧装置，接在主电路，用于接在主电路，用于控制主电路通断；控制主电路通断； 辅助触点用于控制辅助触点用于控制辅助电路的通断，辅助电路的通断，通过较小的电流。通过较小的电流。 触点由动触点与静触点由动触点与静触点构成，其结构触点构成，其结构型式主要有桥式触型式主要有桥式触点和指形触点点和指形触点2022-6-20触点的分类触点的分类触点按其动作状态可分为常开触点和常闭触点。触点按其动作状态可分为常开触点和常闭触点。常

18、开触点是指在其线圈不通电状态下，该接点是断常开触点是指在其线圈不通电状态下，该接点是断开状态，当其线圈通电时，该接点就闭合。故常开开状态，当其线圈通电时，该接点就闭合。故常开接点又称动合接点。接点又称动合接点。常闭触点是指线圈在不通电状态是闭合的，当其线常闭触点是指线圈在不通电状态是闭合的，当其线圈通电时，该接点断开。常闭接点又称动断接点。圈通电时，该接点断开。常闭接点又称动断接点。 2022-6-205 5 灭弧灭弧当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过1012V或电流超过或电流超过100mA，此时两个触点之间就将，此时两个触点之间就将产生火花，

19、形成气体放电现象，通常称为电弧。产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过1012V或电流超过或电流超过100mA，此时两个触点之间就将，此时两个触点之间就将产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。在交流接触器中常采用桥式触头的电动力灭弧及灭在交流接触器中常采用桥式触头的电动力灭弧及灭弧罩、灭弧栅、多点灭弧等。弧罩、灭弧栅、多点灭弧等。 2022-6-20二、继电器二、继电器1.1.概念概念2.2.电磁式继电器电磁式继电器3.3.时间继电器时间继电器4.4.热继电器热

20、继电器2022-6-201.1.概念概念 定义定义 特点特点2022-6-20定义定义l继电器是一种根据特定形式的输入继电器是一种根据特定形式的输入信号信号(如电流、电压、转速、时间如电流、电压、转速、时间、温度等、温度等)的变化而动作的自动控的变化而动作的自动控制电器。制电器。 2022-6-20特点特点l继电器与接触器不同，主要用于继电器与接触器不同，主要用于反应控制信号的变化，其触点通反应控制信号的变化，其触点通常接在控制电路中。常接在控制电路中。2022-6-202.2.电磁式继电器电磁式继电器概念概念电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器中间继电器中间继电器（5 5）图形符号）图形

21、符号和文字符号和文字符号2022-6-20 电流继电器电流继电器概念概念过电流继电器过电流继电器 欠电流继电器欠电流继电器2022-6-20 概念概念l电流继电器的线圈是电流线圈，它与电流继电器的线圈是电流线圈，它与负载串联以反应负载电流的变化负载串联以反应负载电流的变化l线圈匝数少而导线粗线圈匝数少而导线粗除一般用的电流继电器外，还有控制与除一般用的电流继电器外，还有控制与保护用的过电流继电器和欠电流继电保护用的过电流继电器和欠电流继电器器2022-6-20 过电流继电器过电流继电器在正常工作时衔铁不动作，当电流超过某一在正常工作时衔铁不动作，当电流超过某一整定值时，衔铁动作整定值时，衔铁动

22、作 交流过电流继电器调整在交流过电流继电器调整在110400%IN动作动作 直流过电流继电器调整在直流过电流继电器调整在70300%IN动作动作2022-6-20 欠电流继电器欠电流继电器当电流降低到某一整定值时，继电器当电流降低到某一整定值时，继电器释放，所以电路电流正常时，衔铁吸释放，所以电路电流正常时，衔铁吸合合 动作电流可在动作电流可在30%65% IN范围内调范围内调整整 2022-6-20 电压继电器电压继电器电压继电器的线圈是电压线圈，导线细、电阻电压继电器的线圈是电压线圈，导线细、电阻大，与负载并联以反映电路电压的变化。大，与负载并联以反映电路电压的变化。 电压继电器有过电压、

23、欠电压、零电压继电器电压继电器有过电压、欠电压、零电压继电器等。等。 过电压继电器是在电压为过电压继电器是在电压为110115%UN以上时以上时动作动作 欠电压继电器是在电压为欠电压继电器是在电压为4070%UN时动作时动作 零电压继电器是当电压降至零电压继电器是当电压降至535%UN时动作时动作2022-6-20 中间继电器中间继电器中间继电器实质上也是一个电压线圈的继电器。中间继电器实质上也是一个电压线圈的继电器。特点：特点： 触点多触点多(六对甚至更多六对甚至更多) 触点电流大触点电流大(额定电流为额定电流为510A) 动作灵敏动作灵敏(动作时间小于动作时间小于0.05s)可以用中间继电

24、器来增加控制电路的回路数或放可以用中间继电器来增加控制电路的回路数或放大信号。大信号。 2022-6-20 图形符号和文字符号图形符号和文字符号KKK2022-6-20典型电磁式继电器典型电磁式继电器DL-10DL-10系列电流继电器系列电流继电器DX-30DX-30系列信号继电器系列信号继电器DY-20CDY-20C系列电压继电器系列电压继电器GL-10GL-10、2020系列反时限过流继电器系列反时限过流继电器JZ7JZ7系列中间继电器系列中间继电器JZC4(CA2)JZC4(CA2)系列接触器式继电器系列接触器式继电器JJDZ3-3JJDZ3-3中间继电器中间继电器2022-6-203.

25、3.时间继电器时间继电器 概念概念(2) 时间继电器的图形符号和文字符号时间继电器的图形符号和文字符号2022-6-20 概念概念 定义定义 种类种类2022-6-20 定义定义l时间继电器是在电路中控制动作时时间继电器是在电路中控制动作时间的继电器。当它的检测元件获得间的继电器。当它的检测元件获得信号后，经过一段时间，其执行元信号后，经过一段时间，其执行元件才会动作并输出信号。件才会动作并输出信号。2022-6-20 种类种类l常用的有电磁阻尼式、空气阻常用的有电磁阻尼式、空气阻尼式、电动机式、半导体式等尼式、电动机式、半导体式等。2022-6-20(2) (2) 时间继电器符号时间继电器符

26、号KT一般符号 通电延时 断电延时通电延时断电延时KTKT2022-6-204.4.热继电器热继电器工作工作原理原理热继电器符号热继电器符号2022-6-20 工作原理工作原理双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成，当双双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成，当双金属片受热时，就会出现弯曲变形。金属片受热时，就会出现弯曲变形。使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点串接于电动机的控制电路中。点串接于电动机的控制电路中。热继电器动作电流的调节可以通过调节螺钉的位置来实热继电器动作电流的调节可以通过调节螺钉的位置来实现。现。 当电动

27、机正常运行时，热元件产生的热量不足以使热继当电动机正常运行时，热元件产生的热量不足以使热继电器触点动作；电器触点动作；当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动推杆使当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动推杆使触点动作，从而切断控制电路以起到保护作用。触点动作，从而切断控制电路以起到保护作用。热继电器动作后，经过一段时间的冷却后，能自动复位热继电器动作后，经过一段时间的冷却后，能自动复位或手动复位。或手动复位。 2022-6-20 热继电器符号热继电器符号FR2022-6-20三、主令电器三、主令电器主令电器是用来接通和分断控制电路以发布命主令电器是用来接通和分断控制电路以发布命令、或对生

28、产过程作程序控制的开关电器。令、或对生产过程作程序控制的开关电器。分类：控制按钮、行程开关、万能转换开关和分类：控制按钮、行程开关、万能转换开关和主令控制器等。主令控制器等。 1.1.控制按钮控制按钮 2.2.行程开关行程开关2022-6-201.1.控制按钮控制按钮作用作用(2)控制控制按钮的图形符号和文字符号按钮的图形符号和文字符号 2022-6-20 作用作用控制按钮用作低压电路中控制按钮用作低压电路中远距离手动控制各种电磁远距离手动控制各种电磁开关，或用来转换各种信开关，或用来转换各种信号电路与电器联锁线路等号电路与电器联锁线路等。2022-6-20(2) (2) 原理原理当按下按钮时

29、，常闭触点断开当按下按钮时，常闭触点断开，常开触点闭合；，常开触点闭合；当按钮释放后，在恢复弹簧的当按钮释放后，在恢复弹簧的作用下使按钮复原。作用下使按钮复原。 2022-6-20(3) (3) 控制按钮符号控制按钮符号常开按钮SB常闭按钮SB复式按钮SB2022-6-20典型按钮典型按钮一般按钮一般按钮LA42急停按钮急停按钮LA42J6蘑菇头带灯按蘑菇头带灯按钮钮LA42MD6按钮开关按钮开关KN12A02推拉式急停按钮推拉式急停按钮LA42JT按钮盒按钮盒TYX（105）按钮盒按钮盒TYX（085）2022-6-202.2.行程开关行程开关(1)原理原理(2)行程开关行程开关的图形符号和

30、文字符号的图形符号和文字符号2022-6-20(1) (1) 原理原理操作头是开关的感应部分，它接受机操作头是开关的感应部分，它接受机械设备发出的行程位置信号，并将此械设备发出的行程位置信号，并将此信号传递到触点系统；信号传递到触点系统；触点系统是开关的执行部分，它将行触点系统是开关的执行部分，它将行程位置信号通过本身的转换动作，变程位置信号通过本身的转换动作，变换为电信号，输出到有关的控制回路换为电信号，输出到有关的控制回路，使之作出相应的反应。，使之作出相应的反应。2022-6-20(2)(2)行程开关行程开关符号符号SQSQ2022-6-20典型行程开关典型行程开关柱塞缓冲式柱塞缓冲式L

31、X29-1H-1LX29-1H-1防尘单臂滚轮式防尘单臂滚轮式LX29-2QLX29-2Q防尘二节滚轮式防尘二节滚轮式LX29-3QLX29-3Q防水二节滚轮式防水二节滚轮式LX29-3SLX29-3S防尘滚轮柱塞式防尘滚轮柱塞式LX29-5QLX29-5QOMRONOMRON接近开关接近开关2022-6-20四、其他常用电器四、其他常用电器1.1.刀开关刀开关2.2.熔断器熔断器3.3.低压断路器低压断路器2022-6-201.1.刀开关刀开关组成结构组成结构(2)(2)符号符号2022-6-20 组成结构组成结构绝缘底板绝缘底板绝缘手柄绝缘手柄触刀触刀2022-6-20 分类分类按极数可分

32、为单极、双极和三极型按极数可分为单极、双极和三极型；按结构可分为平板式和条架式；按结构可分为平板式和条架式；按操作方法可分为直接手柄操作式按操作方法可分为直接手柄操作式、杠杆操作式和电动操作式。、杠杆操作式和电动操作式。2022-6-20(3) (3) 刀开关符号刀开关符号QQQ2022-6-20刀开关外形刀开关外形HDHD系列单投和双头刀开关系列单投和双头刀开关HR3HR3系列熔断器式刀开关系列熔断器式刀开关HSHS系列单投和双头刀开关系列单投和双头刀开关2022-6-202.2.熔断器熔断器用途用途(2)(2)原理原理(3)(3)符号符号2022-6-20 用途用途l短路保护。短路保护。2

33、022-6-20 原理原理l熔断器串接于被保护电路中，当电熔断器串接于被保护电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路断而分断电路2022-6-20(3)(3)符号符号FU2022-6-20典型熔断器典型熔断器RL1螺旋式熔断器RT14系列圆筒形帽熔断器HDLRS0(RS0)系列熔断器RS1系列快速熔断器2022-6-203.3.低压断路器低压断路器作用作用(2)(2)符号符号2022-6-20 作用作用l低压断路器也称自动空气断路器或自动低压断路器也称自动空气断路器或自动开关，主要用在低压动力线路中。它除开关，主要用在低压动力线路中。它除了能手动或自

34、动接通动力电源外，还能了能手动或自动接通动力电源外，还能在发生严重过载、短路及欠电压等故障在发生严重过载、短路及欠电压等故障时自动切断电路，实现对线路、电源设时自动切断电路，实现对线路、电源设备及电动机的保护，也可用于不频繁地备及电动机的保护，也可用于不频繁地转换及起动电动机。转换及起动电动机。2022-6-20(2) (2) 断路器的符号断路器的符号 QF QF2022-6-20典型低压断路器典型低压断路器DZ10系列塑壳断路器DW15系列万能式空气断路器DZ15系列塑料外壳式断路器ABB塑壳断路器DW10系列万能式断路器DW17(ME)系列万能式空气断路器2022-6-20第三节逻辑设计法

35、第三节逻辑设计法逻辑变量逻辑变量逻辑函数与真值表逻辑函数与真值表逻辑运算逻辑运算举例举例2022-6-20 逻辑变量逻辑变量继电器、接触器线圈通电状态为继电器、接触器线圈通电状态为“1”状态，线圈断电状态为状态，线圈断电状态为“0”状态；状态；继电器、接触器控制按钮触点闭继电器、接触器控制按钮触点闭合状态为合状态为“1”状态，断开状态为状态，断开状态为“0”状态。状态。2022-6-20 逻辑函数与真值表逻辑函数与真值表输入逻辑变量：表示触点状态的逻辑变量输入逻辑变量：表示触点状态的逻辑变量；输出逻辑变量：表示继电器、接触器等受输出逻辑变量：表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量；控元件的逻辑

36、变量；逻辑函数：输入、输出逻辑变量的相互关逻辑函数：输入、输出逻辑变量的相互关系；系；真值表：控制线路中输入和输出关系用列真值表：控制线路中输入和输出关系用列表的方式表达出来。表的方式表达出来。 2022-6-20 逻辑运算逻辑运算逻辑与逻辑与触点串联触点串联 KMKMKA1KA1KA2 KA2 逻辑或逻辑或触点并联触点并联 KMKMKA1KA1KA2KA2逻辑非逻辑非 KMKM逻辑函数的化简逻辑函数的化简KA2022-6-20 逻辑与逻辑与触点串联触点串联KMKMKA1KA1KA2KA22022-6-20 逻辑或逻辑或触点并联触点并联KMKMKA1KA1KA2KA22022-6-20 逻辑非

37、逻辑非KMKMKA2022-6-20 逻辑函数的化简逻辑函数的化简1 1）交换律）交换律 A AB BB BA A；A A十十B BB B十十A A2 2）结合律）结合律 A A(B(BC)C)(A(AB)B)C AC A十十(B(B十十C)C)(A(A十十B)B)十十C C3 3）分配律）分配律 A A(B(B十十C)C)A AB B十十A AC C； A A十十B BC C (A(A十十B)B)(A(A十十C)C)4 4）吸收律）吸收律 A A十十ABABA A；A A(A(A十十B)B)A A A A十十 B BA A十十B B； 十十A AB B 十十B B5 5）重迭律）重迭律 A

38、AA AA A；A A十十A AA A6 6）非非律）非非律 =A=A7 7）反演律）反演律 AAABABABABAA2022-6-20例：电路化简例：电路化简2121121331312131KAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKM）（KMKMKA1KA3KA1KA2KA1KA3KA1KA22022-6-20第二章第二章 PLCPLC的结构及特点的结构及特点第一节第一节 PLCPLC控制与继电控制与继电- -接触控制的比较接触控制的比较第二节第二节 PLCPLC的工作原理的工作原理第三节第三节 PLCPLC的系统配置的系统配置第四节第四节 编程软件编程软件2022-

39、6-20第一节第一节 PLCPLC控制与继电控制与继电- -接触控制的比较接触控制的比较一、工作原理一、工作原理二、电路符号二、电路符号三、性能比较三、性能比较2022-6-20一、工作原理输入设备输入设备（按钮、限位开关等）（按钮、限位开关等）继电继电-接触控制线路接触控制线路输出设备输出设备（接触器、电磁阀等）（接触器、电磁阀等）生产机械或生产过程生产机械或生产过程（a）继电）继电-接触控制接触控制输入设备输入设备（按钮、限位开关等）（按钮、限位开关等）PLC内存内存输出设备输出设备（接触器、电磁阀等）（接触器、电磁阀等）生产机械或生产过程生产机械或生产过程（b）PLC控制控制2022-6

40、-20二、电路符号二、电路符号继电继电- -接触线路接触线路PLC继电器与继电器与PLC符号对照符号对照举例举例2022-6-20例：例：KMSB1SB2KMSB1SB2KM000000000110000COMCOM220VAC+-100000000100000100002022-6-20三、性能比较三、性能比较1 1、组成器件不同、组成器件不同 硬继电器硬继电器 软继电器软继电器 2 2、控制技术不同、控制技术不同 硬接线硬接线 内部程序内部程序 3 3、工作方式不同、工作方式不同 并行工作并行工作 串行工作串行工作 4 4、功能范围不同、功能范围不同 开关量开关量 开关量、模拟量、网络通讯

41、开关量、模拟量、网络通讯 等等5 5、OMRON-PLCOMRON-PLC简介简介2022-6-20第二节第二节 PLCPLC的工作原理的工作原理一、一、PLCPLC的等效工作电路的等效工作电路二、二、PLCPLC的工作过程的工作过程三、三、I/OI/O响应时间响应时间2022-6-20一、一、PLCPLC的等效工作电路的等效工作电路等效关系：等效关系：输入输入 ：继电器线圈：继电器线圈输出输出 ：内部电路的一个常开触点：内部电路的一个常开触点程序程序 ：线路图：线路图2022-6-20二、二、PLCPLC的工作过程的工作过程1.1.系统监测阶段系统监测阶段对一般对一般PLCPLC机来说，一般

42、为机来说，一般为0.8ms0.8ms。 2.2.执行外围设备命令阶段执行外围设备命令阶段最小为最小为0.34ms0.34ms，最大为，最大为87ms87ms。 3.3.程序执行阶段程序执行阶段CPUCPU将指令逐条调出并执行将指令逐条调出并执行 4.4.输入、输出刷新阶段输入、输出刷新阶段分为循环刷新和中断刷新两类分为循环刷新和中断刷新两类 2022-6-20三、三、I/OI/O响应时间响应时间 从从PLCPLC收到一个输入信号到收到一个输入信号到PLCPLC向输出端输出一向输出端输出一个控制信号所需的时间，就是个控制信号所需的时间，就是PLCPLC的的I IO O响应时间。响应时间。 1 1

43、、扫描时间、扫描时间 2 2、I/OI/O响应时间响应时间2022-6-201 1、扫描时间、扫描时间【例例】计算计算8080点点I/OI/O的的PLCPLC的的扫描时间。设扫描时间。设DCDC输入为输入为4848点（点（3 3个字），位输出个字），位输出3232点（点（2 2个字），用户个字），用户程序程序20002000条指令（配有条指令（配有LDLD和和OUTOUT指令，设单个指指令，设单个指令的平均处理时间为令的平均处理时间为0.625s0.625s），不使用），不使用RS-RS-232232端口，循环时间无最小设定。端口，循环时间无最小设定。【解解】2022-6-20【解解】扫描时间

44、计算如下：扫描时间计算如下：系统监测时间：系统监测时间：0.8 ms0.8 ms；程序执行时间：程序执行时间：0.6250.6252000=1.25 ms2000=1.25 ms；I/OI/O刷新时间：刷新时间：3 30.01+20.01+20.005=0.04 ms0.005=0.04 ms；访问外设端口：取最小时间访问外设端口：取最小时间0.34 ms0.34 ms；则扫描时间为上述各时间之和：则扫描时间为上述各时间之和：0.8+1.25+0.04+0.34=2.43 ms0.8+1.25+0.04+0.34=2.43 ms。2. PLC的I/O响应时间建立I/O映像区输入点总有输入映象区

45、的某一输入点总有输入映象区的某一位与之相对应位与之相对应 I/O映象区的大小与系统控映象区的大小与系统控制的规模有关制的规模有关 PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上。PLC在执行用户程序时所需在执行用户程序时所需“输入继电器输入继电器”、“输出继输出继电器电器”的数据取用于的数据取用于I/O映象区，而不直接与外部设备发映象区，而不直接与外部设备发生关系生关系 。PLC工作过程定期检查用户程序存储器、定期检查用户程序存储器、I/O单元

46、的连接、单元的连接、I/O总线是否正常，定期复位监控定时器总线是否正常，定期复位监控定时器WDTPLC之间以及之间以及PLC与与PC之间；之间； PLC与其他带与其他带微处理器的智能装置通信微处理器的智能装置通信编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机 以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果存入输出映象区对应位中存入输出映象区对应位中 扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区；扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区；结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设备。备。 清除内部继

47、电器区，复位定时器等，并进行自诊清除内部继电器区，复位定时器等，并进行自诊断，对电源、断，对电源、PLC内部电路、用户程序的语法进内部电路、用户程序的语法进行检查。行检查。 用户程序的循环扫描过程 可编程序控制器对用户程序进行循环扫描可分为三个阶段进行，即输入采样阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段。 输入、输出延迟响应 输入电路滤波时间，它由输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整输入延迟时间。改变时间常数可调整输入延迟时间。 PLC循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式 用户程序中语句的安排用户程序中语句的安排 PLC对输入采样、输出刷新的集中

48、处理方式对输入采样、输出刷新的集中处理方式 输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。继电器输出方式的滞后时间为继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出左右；双向晶闸管输出方式，在接通负载时滞后时间约为方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后，切断负载时滞后时间小于时间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。是指可编程序控制器的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有是指可编程序控制器的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，几十毫秒关

49、外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，几十毫秒。CPU读输入读输入输入输出延迟时间最短响应时间输入输入/输出输出刷新时间刷新时间最短响应时间=输入延迟时间+一个扫描周期+输出延迟时间CPU读输入读输入输入输入/输出输出刷新时间刷新时间输入输出延迟时间最长响应时间最长响应时间=输入延迟时间+两个扫描时间+输出延迟时间2022-6-20第三节第三节 PLCPLC的系统配置的系统配置一、基本配置一、基本配置二、扩展配置二、扩展配置2022-6-20一、基本配置1.CPU1.CPU2.2.内存单元内存单元3.I/O3.I/O模块模块4.4.电源电源5.5.简易编程器简易编程器 PLC的基本组成的基

50、本组成Power in a Small Package!电源模块CPU模块模块底 板中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合模块式。可根据需要在主板上随意组合。PLC的物理结构S7-200 CPU1.基本单元 (S7-200 CPU模块) 基本单元（S7-200CPU模块）也称为主机，它包括一个中央处理单元（CPU）、电源、数字量输入输出单元。基本单元可以构成一个独立的控制系统。2.3.2S7-200PLC主机简介主机简介v S7-200 CPU22X系列产品：系列产品： CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CUP226XM模块。 v CP

51、U226模块I/O总点数总点数为40点（24/ 16 点），可带7个扩展模块；v 用户程序存储器容量容量为6.6K字；v 内置高速计数器，具有PID控制的功能；v 有2个高速脉冲输出端和2个RS-485通讯口；v 具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由口协议的通讯能力。 CPU226AC/DC/继电器模块输入、输出单元的接线图1L 0.0 0.10.60.50.40.30.20.7 1.02L3L 1.1 1.2N1.71.41.3L1AC1.5 1.61M 0.0 0.10.60.50.40.30.20.7 1.0 1.1 1.21.41.32M 1.5 1.62.32.22.12.01.

52、72.4 2.5 2.6 2.7LM+24VDC120/240 VAC2.3.3 S7-200 PLC的接口模块的接口模块 S7-200 PLC的接口模块有数字量模块、模拟量模块、智能模块等。一、数字量模块数字量模块1.数字量输入模块分为直流输入模块和交流输入模块。 每一个输入点可接收一个来自用户设备的离散信号（ON/OFF）。 输入设备输入设备：按钮、限位开关、选择开关、 继电器触点等。a.直流输入模块外部接线图：.2 .3.6 .71M .0 .12M .4 .5.+ 直流输入模块（EM221 824VDC）有8个数字量输入端子。接线图中，8个数字量输入点分成2组。1M、2M分别是2组输入

53、点内部电路的公共端，每组需用户提供一个24VDC电源。 b交流输入模块外部接线图：ON 0N4NNL1NL1.0 1N 1N .1 2N 2N .2 3N 3N .3.4 5N 5N .5 6N 6N .6 7N 7N .7有8个分隔式数字量输入端子，每个输入点都占用二个接线端子。它们各自使用1个独立的交流电源（由用户提供）。这些交流电源可以不同相。（交流I/O都是分隔式的）2.数字量输出模块 分为直流输出模块、交流输出模块、交直流输出模块三种（晶体管、晶闸管、继电器输出方式）。 数字量输出模块的每一个输出点能控制一个用户的离散型（ON/OFF）负载。典型的负载包括：继电器线圈，接触器线圈、电

54、磁阀线圈、指示灯等。 每一个输出点与一个且仅与一个输出电路相连，输出电路把CPU运算处理的结果转换成能够驱动现场执行机构的各种大功率的开关信号。PLC的输出端子是PLC向外部负载发出控制命令的窗口。a. 直流输出模块外部接线图：. .1M 1L+ .0 .1 .2 .32M 2L+ .4 .5 .6 .7+ + + 直流输出模块（EM222 824VDC），有8个数字量输出点，接线图中8个数字量输出点分成2组。1L+、2L+分别是两组输出点内部电路的公共端，每组需用户提供一个DC24V的电流。b交流输出模块 外部接线图：NL1OLL1N.0.44-11OL4L1L1L.I2L2L.23L5L5

55、L.56L6L.67L 交流输出模块交流输出模块（EM2228120V/230VAC），有8个分隔式数字量输出点，接线图中每个输出点占用二个接线端子，且它们各自都由用户提供一个独立的交流电源，这些交流电源可以不同相。c. 交、直流输出模块（ 继电器输出方式）外部接线图： 交直流输出模块（EM222 8继电器）有8个输出点，分成2组，1L、2L是每组输出点的公共端。每组需用户提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）。M.3.7.2.6L(+)N(-). .1L.0.1L+2L.4.5L(+)N(-)3 数字量输入输出模块v组合模块或输入输出模块组合模块或输入输出模块 ：在一块模块上既有数字量输入

56、点又有数字量输出点 。v特点特点：使系统配置更加灵活v例如例如：若有CPU 226：主机I/O 24/16； 欲扩展至27/19； 缺 3/3； 配 I/O 4/4。 数字量输入输出模块的输入电路及输出电路的类型与上述介绍的相同。在同一块模块上，输入、输出电路类型的组合有多种多样，用户可根据控制需求选用。二、模拟量模块（二、模拟量模块（A/D） 模拟量模块有模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块。1.模拟量输入模块（A/D） 作用作用：PLC只能接收数字量信号，模拟量信号是一种连续变化的物理量。为实现模拟量控制，必须先对模拟量进行模/数（A/D）转换，将模拟信号转换成PLC所能接受

57、的数字信号。模拟量输入模块的功能就是实现模/数（A/D）转换。组成组成 滤波内部电路A/D光电耦合v由滤波、模数转换A/D，光电耦合等部分组成 。v光电耦合器起防止电磁干扰的作用 。v对多通道的模拟量输入单元，通常设置多路转换开关进行通道的切换，且在输出端设置信号寄存器。使用及特性使用及特性 v一般先用信号变送器把它们变换成统一的标准信号（如4-20mA的直流电流信号，1-5V的直流电压信号等），然后再送入模拟量输入模块 。v模拟量输入模块（EM231）具有4个模拟量输入通道。 外部接线图：外部接线图： 模块上部共有12个端子，每3个点为一组，共4组。 每组可作为一路模拟量的输入通道（电压信号

58、或电流信号），电压信号用两个端子（A+、A），电流信号用3个端子（RC，C+，C），其中RC与C+端子短接。未用的输入通道应短接（B+、B）。 该模块需要直流24V供电（M、L+端）。可由CPU模块的传感器电源24VDC/400mA供电，也可由用户提供外部电源。右端分别是校准电位器和配置DIP设定开关。 2. 模拟量输出模块（D/A） 模拟量输出模块由光电耦合器、数模转换器D/A和信号驱动等环节组成。光电耦合器防止电磁干扰。内部电路驱动信号光电耦合D/A外部接线图： 左端起的每3个点为一组，共二组。每组可作为一路模拟量输出（电压或电流信号）。 第一组V0端接电压负载、I0端接电流负载，M0为公

59、共端。 第二组的接法与第一组类同。 该模块需要直流24V供电。3. 模拟量输入输出模块（EM235） vEM235具有4个模拟量输入通道、1个模拟量输出通道 。v模拟量输入功能同EM231模拟量输入模块，技术参数基本相同 。v电压输入范围有所不同，单极性为010V、05V、01V、0500mv、0100mv、050mv。双极性为10V、5V、2.5V、1V、500mV、250mv、100mv、50mv、25mv。v该模块的模拟量输出功能同EM232模拟量输出模块。技术参数也基本相同。v该模块需要直流24V供电。可由CPU模块的传感器电源24VDC/400mA供电。也可由用户提供外部电源。2.3

60、.4 本机本机I0与扩展与扩展lO 本机本机IO有固定的地址，扩展有固定的地址，扩展I0点的地址由模点的地址由模块的类型和模块在同类块的类型和模块在同类IO模块链中的位置来决定。模块链中的位置来决定。规则：规则： 1）同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。）同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。 2）数字量）数字量I0模块的地址以字节模块的地址以字节(8位位)为单位，为单位，未用的位不会分配给未用的位不会分配给I0链中的后续模块。链中的后续模块。 3）模拟量扩展模块以）模拟量扩展模块以2字节递增的方式来分配地字节递增的方式来分配地址。址。 CPU224的的I0地址分配举例。地址分配举例。组成v