2、可编程控制器的基础知识.ppt

1、能耗制动是在三相异步电动机脱离三相交流电源后准 确停车。,接触器控制线路,正、反转控制线路,例：设计一个控制线路,三台笼型异步电动机的工作如下: M1先启动,经10秒后,M2自动启动,运行30秒后,M1停止运行,同时M3自动启动,再运行30秒后全部停止运行。,可编程控制器概述 可编程控制器的技术指标 可编程控制器的应用领域 可编程的基本组成及工作原理 可编程的编程语言,可编程计算机控制器是集计算机技术、通讯技术、自动控制技术(简称3C技术)为一体的新型工业控制装置。,可编程逻辑控制器 (简称PLC) Programmable Logic Controller,可编程控制器 (简称PC) Pro

2、grammable Controller,可编程计算机逻辑控制器（简称PCC） Programmable Computer Controller,世界上第一台PLC： 1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功 背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、体积小、适于在工业化的环境下运行、使用寿命长等一系列优点，迅速地在各工业

3、领域被广泛使用。,可编程序控制器（Programmble Controller） 简称PC或PLC 可编程序控制器的定义： 可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在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，并通过数字的，模拟的输入和输出，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的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。,自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色 欧洲：西门子（Siemens）；

4、 法国的TE（Telemecanique） 美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 松下 （日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜）,20世纪90年代，可编程控制器技术随着计算机技术，网络通信技术，自动控制技术的飞速发展而不再是传统意义上的可编程控制器，由于其数学处理能力，网络通信能力，智能控制能力等得到发展。,1994年开始被称为：,可编程计算机控制器，简称 PCC Programmable Computer Controller,可靠性高，

5、抗干扰能力强 PLC采用的是微电子技术，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的。 通用性强，控制程序可变，使用方便 编程简单，容易掌握 体积小、重量轻、功耗低、维护方便,存储容量 I/O点数 扫描速度 指令的功能与数量 内部元件的种类与数量 特殊功能单元 可扩展能力,目前，PLC在国内外已广泛应用冶金、石油、化工、建材机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。,开关量逻辑控制：可以实现各种简单和复杂的逻辑控制 运动控制：有步进电机或伺服电机的位置控制模块 模拟量控制：A/D、D/A转换模块 过程控制（PID闭环控制 ） 数据

6、处理 通信联网,目前的PLC已从小规模的单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域，并能组成工厂自动化的PLC综合控制系统。,根据结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两类。,PLC中常采用的CPU有三类： 1) 通用微处理器（如Z80、8086、80286等） 2) 单片微处理器（如8031、8096等） 3) 位片式微处理器(如AMD29W等) 小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器； 中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器； 大型PLC：大多采用高速位片式微处理器（32位）； 小型PLC为单CPU系统，中、大型PLC则大多为双CPU或多C

7、PU系统。,系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其固化在只读存储器EPROM中，用户不能更改。 用户存储器：包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般存于CMOS静态RAM中，其中的存储内容可读出并更改。 注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。,当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。,常用开关量输入接口： 直流输入接口、交流输入接口、 交/直流输入接口 常用开关量输出接口： 继电器输出接口 响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载 晶体管输出接口： 响应速度快、

8、动作频率高，只能用于驱动直流负载 晶闸管输出接口： 响应速度快、动作频率高， 只能用于驱动交流负载,S7-200,S7-300,CS,输入设备,输出设备,1）PLC工作过程 内部处理 通信服务 输入采样 程序执行 输出刷新,用户程序的执行: 扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。, 整个过程包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段, 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期, 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。,信号传递过程:,信号传递

9、过程:, 集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。,集中输出： 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。,PLC的编程语言常采用梯形图语言、指令助记符语言、逻辑图语言、功能表图语言、高级语言，其中梯形图、指令助记符语言最为常用。,梯形图左、右垂线称为左右母线，梯形图的最右是输出器件PLC的输出器件用圆圈表示。 梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器是映象寄存器中的一位，被称为“软继电器”。（梯形图） 梯形图是PLC形象化的编程手段，梯形图两端是没有任何电源可接的，梯形图中并没有真实的电流，而仅仅是“概念”电流 输入继电器供PLC接收外部输入信号，因此在梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器线圈。 输出继电器供PLC输出控制用，它通过输出去驱动外部负载。 当PLC处于运行状态时，PLC对梯形图是按扫描方式顺序执行程序。