电气控制与PLC技术

电气控制与PLC技术

调试部电气室2011-07-122目录3导语公司目前面临产业转型,橇装业务应会多,PLC的应用、设计、安装与调试将增加。PLC的技术实践性非常强，其程序的验证只有与被控对象结合才易实现。调试部组织多名工程师，开发了一套PLC模拟实验平台基于此，我们把电器控制与PLC技术作为我们的腾飞课程。以提高调试人员的设计、调试技术水平。4可编程控制器的产生与发展PLC产生可编程控制器的产生与发展5在PLC的发展历程中，有过几个不同的名称：可编程序矩阵控制器PMC

（ProgrammableMatrixController）可编程序顺序控制器PSC

（ProgrammableSequenceController）可编程序逻辑控制器PLC

（ProgrammableLogicControllerPLC发展6可编程控制器的产生与发展国际电工委员会（IEC）于1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：

“可编程序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命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。PLC定义7可编程控制器的产生与发展I／O点数小于32为微型PLC；I／O点数在32～128为微小型PLC；I／O点数在128～256为小型PLC；I／O点九在256～1024为中型PLC；I／O点数大于1024为大型PLC；I／O点数在4000以上为超大型PLC。以上划分不包括模拟量I／0点数，且划分界限不是固定不变的。PLC分类（1）按I／O点数分类8可编程控制器的产生与发展整体式PLC：又称单元式或箱体式。整体式PLC是将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构。模块式PLC：将PLC各部分分成若干个单独的模块，如CPU模块、I／0模块、电源模块和各种功能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构，有的小型PLC也采用这种结构。有的PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。PLC分类（2）按结构形式分类9可编程控制器的产生与发展PLC发展趋势（1）向高速度、大存储容量方向发展（2）向多品种方向发展和提高可靠性（3）产品更加规范化、标准化（4）分散型、智能型、与现场总线兼容的I／0（5）加强联网和通信的能力（6）控制的开放和模块化的体系结构OMAC（openModularArchitectureforControl）10可编程控制器的产生与发展美国A－B公司（Allen－Bradley）德国西门子公司（Siemens）美国GE－Fanuc公司美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）日本富士电机株式会社（FujiElectric）日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE）PLC著名品牌11PLC的功能和特点PLC的功能

控制功能

逻辑控制定时控制计数控制顺序控制12PLC的功能和特点PLC的功能

数据采集、存储与处理功能数学运算功能数据处理模拟数据处理13PLC的功能和特点PLC的功能

输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。14PLC的功能和特点PLC的功能

通信、联网功能PROFIBUSDPPROFIBUSPA(Ex)PROFIBUSPA15PLC的功能和特点PLC的功能

人机界面功能16PLC的功能和特点PLC的功能

编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。STEP7ProToolMPIcable有MPI接口的PG或PC17PLC的功能和特点PLC的特点高可靠性丰富的I/O接口模块采用模块化结构运行速度快功能完善编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小总价格低18PLC的结构和工作过程PLC的基本结构

19PLC的结构和工作过程PLC的工作过程20PLC的结构和工作过程PLC的扫描过程21PLC的结构和工作过程PLC的中断处理过程响应问题：

一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。

22S7-300系统特性及硬件介绍

中央处理单元(CPU)

电源单元(PS)

信号模板(SM)

接口模板(IM)

功能模板(FM)

通讯模板(CP)

导轨（RACK）S7-300系统组成23S7-300系统特性及硬件介绍导轨

PS电源模块CPU

IM接口模块SM:DISM:DOSM:AISM:AO

FM:-计数-定位-闭环控制

CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网S7-300系统组成24S7-300系统特性及硬件介绍S7-300系统组成系统背版总线导轨（机架）S7-300模块25S7-300系统特性及硬件介绍S7-300系统组成电源模块（选项）

后备电池（CPU313以上）

24VDC连接器

CPU工作模式选择开关

CPU模块

CPU状态及故障指示灯

MMC存储卡（CPU313以上）

MPI多点接口

信号模块的前连接器

前门

信号模块

26S7-300系统特性及硬件介绍S7-300系统结构典型系统结构27S7-300的硬件组态单机架组态28S7-300的硬件组态多机架组态29S7-300的硬件组态S7-300数字量模块地址的确定30S7-300的硬件组态S7-300模拟量模块地址的确定31S7-300的硬件组态S7-300数字量模块位地址的确定32STEP7编程软件简介简介：STEP编程软件是基于Windows的应用软件，由西门子公司专门为SIMATICS7-300系列可编程序控制器设计开发。

本章主要内容：SIMATIC管理器STEP7快速入门下载和调试程序33STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器1.启动SIMATIC管理器34STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器2.SIMATIC管理器界面35STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器3.STEP7项目结构

第1层：项目项目代表了自动化解决方案中的所有数据和程序的整体，它位于对象体系的最上层。第2层：子网、站SIMATIC300/400站用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。第3层和其他层：与上一层对象类型有关。36STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器4.SIMATIC管理器自定义选项设置(1/2)设置常规选项37STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器4.SIMATIC管理器自定义选项设置(2/2)设置语言38STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器设置选项启动设置界面5.PG/PC接口设置(1/3)

39STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器5.PG/PC接口设置(2/3)

设置接口属性40STEP7编程软件简介---SIMATIC管理器5.PG/PC接口设置(3/3)

安装/卸载接口41STEP7编程软件简介---快速入门

设计流程简单设计示例42STEP7编程软件简介---快速入门

设计流程43STEP7编程软件简介---快速入门

简单设计示例-电动机起停控制PLC端子接线图使用向导创建STEP7项目手动创建STEP7项目插入S7-300工作站硬件组态编辑符号表程序编辑窗口在OB1中编辑LAD程序在OB1中编辑STL程序在OB1中编辑FBD程序44STEP7编程软件简介---快速入门

传统继电器控制电路1.PLC端子接线PLC端子接线图45STEP7编程软件简介---快速入门

2.使用项目向导创建STEP7项目（1/4）项目向导1/446STEP7编程软件简介---快速入门

2.使用项目向导创建STEP7项目（2/4）项目向导2/447STEP7编程软件简介---快速入门

2.使用项目向导创建STEP7项目（4/4）完成项目创建，项目名：My_Prj148STEP7编程软件简介---快速入门

3.手动创建STEP7项目（1/2）新建项目窗口49STEP7编程软件简介---快速入门3.手动创建STEP7项目（2/2）所创建的项目，项目名：My_Prj250STEP7编程软件简介---快速入门4.插入S7-300工作站在My_Prj2项目内插入S7-300工作站：SIMATIC300(1)51STEP7编程软件简介---快速入门5.硬件组态(1/6)

硬件组态窗口52STEP7编程软件简介---快速入门插入0号导轨：（0）UR5.硬件组态(2/6)53STEP7编程软件简介---快速入门5.硬件组态(3/6)插入各种S7-300模块54STEP7编程软件简介---快速入门5.硬件组态(4/6)55STEP7编程软件简介---快速入门5.硬件组态(5/6)设置数字量模块属性56STEP7编程软件简介---快速入门5.硬件组态(6/6)编译硬件组态（完成后的窗口）系统自动创建程序文件夹包含一个循环组织块OB157STEP7编程软件简介---快速入门6.编辑符号表(1/2)方法1：从LAD/STL/FBD编辑器打开符号表58STEP7编程软件简介---快速入门6.编辑符号表(2/2)方法2：从SIMATIC管理器打开符号表59STEP7编程软件简介---快速入门7.程序编辑窗口60STEP7编程软件简介---快速入门8.在OB1中编辑LAD程序(1/2)设置组织块（OB）属性为LAD方式61STEP7编程软件简介---快速入门8.在OB1中编辑LAD程序(2/2)编写梯形图（LAD）程序62STEP7编程软件简介---快速入门9.在OB1中编辑STL程序编写语句表（STL）程序63STEP7编程软件简介---快速入门10.在OB1中编辑FBD程序编写功能块图（FBD）程序64STEP7编程软件简介---下载和调试程序

为了测试前面我们所完成的PLC设计项目，必须将程序和模块信息