任务3.1 初步认识PLC

机床电气控制数控陕西工业职业技术学院陕西能源职业技术学院初步认识PLC本任务介绍PLC的定义、发展、产生、特点、分类等基础知识，并通过运用PLC实现对电动机的控制，让初学者体验PLC控制方法与继电器控制方法的联系与区别，初步认识PLC。【学习目标】一、知识目标1.掌握PLC的定义；2.了解PLC的产生与发展过程；3.了解PLC功能特点；4.了解PLC的分类与应用。二、能力目标能根据logo正确识别不同品牌PLC。知识点1PLC的产生与定义一、何为PLCPLC：可编程序控制器二、PLC的产生1.

早期的继电接触器控制系统继电接触器控制系统存在的主要问题：系统体积庞大；动作速度慢；接线复杂、通用性和灵活性差；系统维护难、升级难；可靠性不足。二、PLC的产生2.

汽车制造流水线面临的问题20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统就是继电接触器控制的典型代表。随着行业发展，车型更新周期越来越短，每一次改型都直接导致继电接触器控制装置的重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。二、PLC的产生3.

通用汽车提出要求并招标为了改变这一现状，美国通用汽车公司公开招标，要求用新的控制装置取代继电接触器控制装置，并提出了十项招标指标，即GM十条：01编程方便，现场可修改程序；02维修方便，采用模块化结构；03可靠性高于继电接触器控制装置；04体积小于继电接触器控制装置；05数据可直接送入管理计算机；06成本可与继电接触器控制装置竞争；07输入可以是交流115V；08输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；09在扩展时，原系统只要很小变更；10用户程序存储器容量至少能扩展到4K。二、PLC的产生4.

美国数字设备公司研制出第一台PLC1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。1971年，PLC已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。三、PLC的定义国际电工委员会于1982年11月（第一版）和1985年（修订版）对PLC作了定义：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指令，并通过数字式或模拟式的输入与输出，控制各种类型的机械或生产过程。知识点2PLC的特点与应用领域一、PLC与继电接触器系统的比较序号比较项目继电接触器控制可编程序控制器控制1控制逻辑硬接多、体积大、连线多。软逻辑、体积小、接线少、控制灵活。2控制速度通过触点开关实现控制，动作受到继电器硬件限制，通常超过10ms。由半导体电路实现控制，指令执行时间短，一般为微秒级。3定时控制使用时间继电器控制，精度差。由集成电路的定时器完成，精度高。一、PLC与继电接触器系统的比较序号比较项目继电接触器控制可编程序控制器控制4设计与施工设计、施工及调试必须按照顺序进行，周期长。系统设计完成后，施工与程序设计同时进行，周期短。5可靠性与维护继电器的触点寿命短，可靠性和维护性差。无触点、寿命长、可靠性高和有自诊断功能。6价格价格低。价格相对高。二、PLC与微机的比较序号比较项目可编程序控制器控微机控制1应用范围工业控制科学计算、数据处理、计算机通信2使用环境工业现场具有一定温度和湿度的机房3输入/输出控制强电设备，需要隔离。与主机弱电联系，不隔离。4程序设计一般使用梯形图语言，简单易用。编程语言丰富，如C、BASIC等5系统功能自诊断、监控使用操作系统6工作方式循环扫描方式和中断方式中断方式三、PLC的特点PLC的主要特点如下01编程方法简单易学。02硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。03可靠性高。04抗干扰能力强。05系统的设计、安装、调试及维护工作量少。06体积小、重量轻、能耗低。四、PLC的应用四、PLC的应用数字量逻辑控制1运动控制2闭环过程控制3数据处理4通信联网5四、PLC的应用1.数字量逻辑控制自动生产线、机床电气控制、冲压机械、铸造机械、运输带、包装机等控制。2.运动控制金属切削机床、金属成型机械、装配机器人、电梯等。3.闭环过程控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。4.数据处理数学运算、数据传输、转换、排查、查表、位操作。5.通信联网PLC与远程I/O、与PLC、与其他智能控制器。知识点3PLC的分类一、PLC的分类分类依据类别描述点数/功能小型（含微型）1/O点数小于256点，以开关量控制为主，具有体积小、价格低的优点，如S7-200系列PLC。中型1/O点数为256~1024，兼有开关量和模拟量的控制能力，适用于较复杂的系统逻辑控制和闭环过程控制，如S7-300系列PLC。大型1/O点数在1024以上，用于大规模过程控制、集散式装置及工厂自动化网络，如S7-400系列PLC。结构形式整体式结构将PLC的中央处理器单元，输人/输出部件安装在一块印刷电路板上，并连同电源一起装在一个标准机壳内，形成一个箱体，这种结构简单，体积小，重量轻，通过输人/输出端子与外部设备连接。一般小型PLC常采用这种结构，它适用于单机自动控制。模块式结构把PLC的备个部分制成独立的标准尺寸的模块，主要有CPU模块（包括存储器）。输入模块。输出模块，电源模块及其他各种模块，直接插人机架底板的插座上即可。这种结构形式配置灵活，装配方便，便于扩展，用户根据控制要求灵活地配置各种模块，构成各种控制系统。一般大型、中型PLC采用这种结构。用途通用型PLC作为标准装置，可供各类工业控制系统选用。专用型PLC专门为某类控制系统设计，结构设计更合理，控制性能更完善。任务实施通过任务1.1我们已经熟知运用低压电器元件组成的电路能实现电动机的长动运行控制。随着时代的发展新技术的出现特别是PLC的出现，有了更好的控制方案。本任务采用PLC做控制器实现电动机长动运行控制，展示PLC控制电气设备的应用方法。请认真观察电动机长动运行的PLC控制系统，体会其与继电器控制系统的联系与区别，思考PLC控制系统的特点。一、任务描述要完成“PLC控制电动机长动运行”任务，通常包括分析设备工作过程、明确输入输出元件、分配I/O元件地址、选择性价比合适的电路硬件、设计电路原理图，完成硬件电路接线、设计控制程序和电路运行调试等方面工作。由于初学，在这里只开展分析设备工作过程、明确输入输出元件、分配I/O元件地址、设计电路原理图等环节，并分析工作过程。二、任务实施要完成“PLC控制电动机长动运行”任务，通常包括分析设备工作过程、明确输入输出元件、分配I/O元件地址、选择性价比合适的电路硬件、设计电路原理图，完成硬件电路接线、设计控制程序和电路运行调试等方面工作。由于初学，在这里只开展分析设备工作过程、明确输入输出元件、分配I/O元件地址、设计电路原理图等环节，并分析工作过程。三、任务实施输入元件地址分配输出元件地址分配输入地址功能描述输出地