可编程序控制器(PLC)应用技术ppt课件

1、整体日程是电气设备控制部： 30个学期中，授课22个学期，实验8个学期的PLC和应用部： 38个学期中，授课28个学期，实验10个学期的实践评价部： 2个学期中，电气设备控制和PLC技术授课内容：分为6个部分：第1部分：常用低压电气设备和选项(教材第1章) 第2部分：电气设备控制基本电路和原理(教材第1章)第3部分： PLC基础知识(教材第2章)第4部分：小型PLC及其指令系统(FX系列)(教材第3章，第4章(自学) )第5部分： PLC编程(教材第5章)第6部分： PLC应用系统设计(教材第6章要点：什么是PLC？ PLC和其他控制装置的区别是什么？ PLC的结构是什么？ 本章内容： 3.1

2、概要3.2PLC系统和继电器系统比较3.3PLC构成3.4PLC动作原理3.5PLC的特征和分类3.6PLC的发展趋势，3.1概要3.1.1PLC是什么？ 可编程控制器(ProgrammbleController )的简称PC或PLC是工业控制装置的PLC基于电气控制技术和计算机技术而开发的，正在向以微处理器为核心、自动化技术、计算机技术、通信技术一体化的新的产业控制装置发展. 1概要1.1.2 定义了国际电工委员会(IEC )，1987年公布了可编程控制器标准案第三稿。 草案中，可编程控制器的定义如下。 “可编程控制器是数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境中的应用而设计。 使用可编程存储

3、器，将执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数、算术运算等操作的指令存储在内部，通过数字和模拟的输入输出，控制各种机器和生产过程。 可编程控制器及其外围设备必须按照容易与产业系统成为一体、容易扩展功能的原则来设计”。 1.1概要1.1.1什么是PLC？ 一般微机控制系统与传统控制装置的区别在于近年来可编程控制器的发展很快，几乎每年都有很多新系列产品上市，其功能已经远远超出了定义的范围。 3.1概要3.1.2PLC的生产和发展，世界上首家PS是1968年美国数字设备公司(DEC )根据美国通用电子公司(GM )的要求开发的背景： 1968年美国通用电子公司(GM )是汽车为了适应生产技术不断变化的需要

4、，为了实现少量、多品种生产，希望有一个新的产业控制器，它尽量减少电气控制系统和布线的再设计和交换，降低成本，缩短周期。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，设计思想：采用继电器和计算机两方面优点的继电器控制系统体积大，可靠性低，布线复杂，难以变更，难以找到故障，对生产技术变化的适应性差，但容易理解面向灵活、通用性高但很难编程的控制过程，通过用面向问题的“自然语言”编程，不习惯计算机的人也能马上使用。 (梯形图)、3.1概要3.1.2PLC的发生和发展、70年代初期：仅通过逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，代替以往的继电器控制，通常是可编程逻辑控制器(programmablelogicco

5、ntroller 被称为70年代中期：微处理器技术应用于PLC，不仅使PLC具有逻辑控制功能，而且追加了算术运算、数据传输和数据处理等功能的80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位PLC不仅增强了控制功能，而且可靠性提高，功耗、体积减少，成本降低，编程和故障检测更灵活方便，还具有通信和网络、数据处理和图像显示等功能。3.1概要3.1.2PLC的产生和发展，近年来，PLC的发展迅速与PLC集三电(电控、电器、电传)为一体，性能价格比高，高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。 PLC成为具备计算机功能的通用产业控制装置，其使用量居首位。 PLC已成为现

6、代工业自动化的三大技术支柱之一。 3.1概述3.1.2PLC的产生和发展，对于全球自动化市场的过去、现在和可预见的未来，R仍处于核心地位。 最近，在美国、欧洲、国内出现了讨论PS发展的论文，这个结论有很多意见。 即使世界经济不景气，PS的市场销售也很稳健，PS控制虽然取得了引人注目的进展，但最终只能与高端PS产品竞争的小型、超小型PS的发展势头令人瞩目，PS和PS控制今后可能会融合。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，PS三个流派在第一个PS出现后，日本、德国、法国等国也相继开发了PS，并迅速发展了。 各国的PS有自己的特色。 欧洲：西门子法国的TE(Telemecanique )美国：

7、 A-B(Allen-Bradly )、GE(GeneralElectric )日本：三菱电机(MitsubishiElectric )、欧姆龙(OMRON )、fu 小型飞机性能先进、紧凑、价格便宜)目前，国内市场上有韩国、台湾等PLC产品，3.1概述了3.1.2PLC的发生和发展，我国PLC发展情况在70年代末和80年代初，我国与海外的设备、专用设备一起引进了很多国外的PLC。 我国许多科研单位和工厂都开发生产辽宁收音机二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等PLC。 在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增加，取得了良好的效果。 PLC在我国的应用越来越广泛

8、。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，我国PLC的发展状况目前国内有30多家PLC厂家，有迹象表明来自原PLC应用程序的技术人员将参与小型PLC的开发。 但是，目前上市的许多PLC产品中，还没有形成规模化生产和品牌产品。 从技术上看，国内外小型PLC的差距在缩小。 无锡信捷、兰州全志等公司生产的微PLC已经成熟，部分国产PLC (如和利时、编解码器)拥有符合IEC标准的编程软件，支持现场总线技术等。 面对国际制造商数十年的规模化生产和市场管理经验，国内制造商只是停留在少量生产和维持生存的初期阶段，从真正的批量生产、市场化经营到打造品牌还有很长的路要走。 同时，国产PS的低价优势也受到了新

9、的挑战。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，中国PLC市场(2004年度)、3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，PLC品牌分布情况的原因：产品垄断范围。 前三名品牌有最丰富的产品系列，而且不偏颇，用户容易获得合适的产品的其他品牌以Fuji为主，LG以小型和小型的产品为主，GE和Schneider以中大型的产品为主。 PS拥有优秀的技术和全面的产品线，但用户却因价格高而退缩。 中国市场的历史。 Siemens、Mitsubishi和Omron是中国市场上的传统供应商，在很多领域占首位，与此相对应的是GE、Schneider (其实Modicon进入中国很快，但是没有完全的销售和服务体系

10、)和LG的后者是市场行业分布。 一些品牌集中在几个行业上。 Schneider更重视电力行业，Rockwell在冶金行业表现得出众。3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，根据2004年度的PLC市场研究报告，作为目前控制着国内市场的主要控制器，PLC市场的国内参加者，在达到31亿的PLC市场的总需求中，国产PLC需要面临不足全市场份额的状况。 在各I/O数量的市场总量中，小型PLC(256分以下)的市场巨大，占市场总额的64，而国产PLC的市场贡献正是小型PLC的市场。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展、预测：中国PS市场在2008年最近的经济发展中，中国在其制造业的发展趋势和范围上受

11、到关注，PS在某自动化领域超过了20%。 中国PS市场在今后5年内将以14.1%的综合年增长率增长。 3.1概述3.1.2PLC的发生与发展，流行新词：可编程自动化控制器(PAC)PAC来源于ARC咨询集团市场调查公司，“PLC相当活跃，发展良好，具有很强的生命力。 但是，PLC这一工业的有效工具在许多方面发生了变化，并增加了魅力。 自动化供应商为了满足市场和特殊用户的需要，致力于PLC的开发。 功能的强化使新系列的系统浮出水面。 PAC基于开放的工业标准、多领域功能、通用的开放平台、高性能”。 3.1概要3.1.2PLC的发生和发展，GEFanuc毫不犹豫地立即接受PAC的概念，在汉诺威展上

12、宣布新的旗舰控制产品的名称为PACSystems。 GEFanuc使用这个名称，表现出该产品整合了传统PLC和电脑硬件的优点，具有通用编程环境。 2003年11月Rockwell宣布是PAC技术的领导者，产品控制逻辑和ComPACtLogixPLC实际上是PAC。 他认为随着发展，PAC会以大量的方式处理数据，具有升级性，在多项目控制、集成业务系统分析和生命周期成本管理等方面也能有很大的进步。 2004年制造商是否将产品名称从PLC更改为PAC还没有观察。 3.1概要3.1.3PLC的应用领域，目前PLC在国内外广泛应用于冶金、石油、化学工业、建材、机械制造、电力、汽车、轻工业、环境保护和文化

13、娱乐等各行业，随着PLC性能价格比的提高，其应用领域扩大。 从PLC的应用类型来看，开关量逻辑控制、运动控制、过程控制(PID闭环控制)数据处理、通信网络(构成DCS、FCS系统)，3.1概要3.1.3PLC的应用领域，PLC的应用范围从传统的工业设备和机械的自动控制，到中小值得注意的是，随着PLC、DCS的渗透，两者的界限变得模糊时，PLC从传统的离散制造业应用于连续的流工业，3.2PLC控制系统和电器控制系统的比较3.2.1电器控制系统的构成， 3.2PLC控制系统与电器控制系统的比较3.2.2PLC控制系统的结构3.2PLC控制系统与电器控制系统的比较3.2.3PLC等效电路，例如三相异

14、步电动机单向运行电器控制系统、输入设备、输出设备、 3.2PLC控制系统和电器控制系统的比较3.2.3PLC等效电路、三相异步电动机单向运转PLC控制系统3.2PLC控制系统和电气设备控制系统的比较3.2.4PLC控制系统和电气设备控制系统的差异在于， 控制方法上：硬件：软件动作方式上：并行动作方式上：速度慢：快速定时和计数控制上：精度低：高可靠性和维护性上：可靠性低：高、FX-PLC、FX0S、FX0N、FX1S/FX1N、FX2N、ans qn S7-400，LOGO，c，SP，C200H，CS，slc500， 3.3plc构成概要PLC的基本构成与一般的微机系统相似：以微处理器为中心的控

15、制用特殊计算机PLC的基本构成是硬件和软件两个PLC的硬件：中央处理器(CPU )、存储器、输入接口、 通信接口、电源等PLC软件：系统程序和用户程序、3.3PLC构成概要、编程盒、打火机、电源输入单元、输出单元、CPU、通信接口、扩展接口、内存、 在由3.3PLC组成的3.3.2PLC中的CPU和角色PLC中经常采用的CPU是：1)通用微处理器(Z80、8086、80286等)2)单片机(8031、8096等) 3位芯片机小型PLC :多采用8位通用微处理器和单片机，中型PLC :多采用16位通用微处理器或单片机的大型PLC :多采用高速位微处理器(32位)小型PLC 对于双CPU系统，一般

16、是字处理器，一般是采用8位、16位或32位处理器的另一个位处理器，并采用各制造商设计和制造的专用芯片。 3.3PLC构成3.3.2PLC中的CPU和作用，CPU的作用：按照系统程序赋予的功能，指挥PLC有条理地工作。 概括地说，主要是：1)接收并存储从编程盒或其他外围设备输入的用户程序或数据；2 )诊断电源、PLC内部电路故障或编程中的语法错误；3 )从输入单元(接口)得到的现场输入状态或数据依次读出存储器中的用户程序并执行，将运算结果存储在存储器中，5 )通过根据运算结果更新标志位和输出内容的输出接口实现控制、标签打印和数据通信等功能，3.3PLC构成3.3.3PLC的存储器和作用，存储器内存主要是系统程序、用户程序、数据存储器的类型：读取/写入操作的随机存储器RAM只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM 3.3PLC构成3.3.3PLC的内存和作用系统程序是PLC制造商制作的，在使用PLC时不会发生变动，与PLC的硬件构成有关，与PLC的性能有关。 系统程序直接固定在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户无法访问或修改。 3.3PLC构成3.3.3PLC的存储器和作用，用户程序：用户程序是用户根据控制对象的生产过程和控制要求而制作的应用程序。 这取决于PLC的控制对象的要求，为了便于读出、检查、修正，用户程