电器基础PLC基础.ppt

1、PLC基础,前言,1、目的：了解PLC的特点和使用方法，懂得维修PLC控制设备的检修方法。 2、难点： （1）指令的理解；（2）指令与梯形图之间的关系；（3）梯形图化简和变换；（4）软件分析；（5）硬件和软件之间的结构和控制关系。,前言,学习和应用步骤： 1、基础理论学习； 2、实验； 3、模仿。,PLC概念： PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以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、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。,PLC基础,PLC的应用大致可归纳为

2、以下几个方面： 1.开关量逻辑控制 利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，这是PLC最基本的应用，也是PLC最广泛的应用领域。 2.运动控制 大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机械设备，如机器人等进行运动控制。 3.过程控制 大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、水处理以及闭环位置控制和速度

3、控制等方面。,PLC基础,4.数据处理 现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置，如计算机数值控制（CNC）设备，进行处理。 5.通信联网 PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与上位计算机、PLC与其它智能设备之间的通信，PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。,PLC的几种控制系统 1单机控制（一台PLC控制一台设备） 2集中控制系统 是用一个PLC控制

4、一台或多个被控设备。主要用于输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的动作有一定联系的场合。其特点是控制结构简单,PLC基础,3远程I/O控制系统（一台PLC控制多个分散系统） 是指控制单元远离控制现场，PLC通过通信电缆与被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了系统的成本和复杂性。,PLC基础,4分布式控制系统 分布式控制系统即采用几台小型PLC分别独立控制某些被控设备，然后再用通信线将几台PLC连接起来，并用上位机进行管理。其特点是系统灵活性强、控制范围大，但需要增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂

5、性也更大。,PLC的主要特点(优点) A、可靠性高,抗干扰能力强 1对电源，CPU，存储器等严格屏蔽，几乎不受外部干扰。有很好的冗余技术。 PLC不受电视，显示器，收音机等这些干扰信号影响。 2采用微电子技术，内部大量的无触点方式，使用寿命大大加长。正常情况下寿命在5年以上。 B、通用性强.控制程序可变,使用方便. 一条流水线或一台控制设备按控制要求调试好了,过段时间要对工艺流程更换，换另一种控制,只要对程序部分进行修改,而硬件，线路不需该动。方便.，省钱，省时，省力。,C、编程简单.容易掌握. 梯形图与继电器电路很类似.控制线路清晰直观.很容易上手. D、功能完善。 目前，PLC对数字量、模

6、拟量输入、输出，逻辑、算术运算，定时、记数、顺序控制，通信、人机对话，自检、记录、显示等功能。 E、减少控制系统的设计及施工的工作量. 通过软件编程，继电器电路是硬接线来达到控制目的。 PLC进行模拟调试，减少现场的工作量。 F、体积小,重量轻,维护方便。,三菱PLC产品主要有FX系列、A系列、Q系列,1 PLC结构及各部件功能 FX系列PLC,PLC的分类： A:从组成结构上分： 固定式：PLC各部件组合成一个不可拆卸的整体 组合式（模块式）：PLC的各部件按照一定规则组合配置。 B:按I/O点数及内存容量分: 超小型PLC 小型PLC 中型PLC 大型PLC 超大型PLC,C: 按输出形式

7、分: 继电器输出:为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流负载 晶体管输出:为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载 晶闸管输出:为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载,PLC包括1中央处理器(CPU)、2输入输出(I/O)、3存储器、4电源等,PLC工作原理 1PLC的工作原理：PLC采用顺序扫描,不断循环的工作方式. PLC工作的基本步骤为：1自诊断2通讯3输入采样4 程序执行5输出刷新. 一般来说， PLC的扫描周期如下图所示，一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。,PLC的编程语言有：指令表、梯形图、顺序功能图、功能块图、结构化文本等

8、 。 1、指令表IL：此语言类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言通俗、易懂，并且在各种编程语言中应用最早。部分梯形图及其他语言无法表示的程序，必须用指令表才能编程。 2梯形图LD：梯形图沿用了继电器的触点、线圈、连线等图形与符号，是编程语言中应用最为广泛的一种。,3、顺序功能图SFC：是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言，这是一种”IEC”标准推荐的首选编程语言，近年来开始逐步的普及与推广。 4、功能块图FBD：此语言在三菱PLC中应用较少，在西门子PLC中应用为多。 5、结构化文本ST：在一些大型、复杂的控制系统中，需要将开关量控制、模拟量控制、数值计算、通信等功能和为一体，此

9、时PLC需要通过计算机中常用的BASIC、PASCAL、C等语言进行结构化编程，才能完成设计。,常见的输入元器件：按钮，选择开关，光电开关，行程开关，传感器等。 输入是PLC接受外部开关的信号，其状态只能由外部开关决定，PLC不能改变输入信号状态。 常见的输出元器件：电磁阀，继电器，接触器，指示灯，显示器等。 输出是PLC控制外部设备的信号。其状态由PLC内容程序及运行结果有关，PLC通过扫描内部程序，通过输出信号来控制外部设备。 注:输入继电器只能由外部信号驱动，而不能由PLC指令来驱动 输出继电器只能由PLC指令来驱动，而外部信号不能直接驱动输出继电器。,1自动门控制装置的硬件组成： 自动

10、门控制装置由入门传感器X0,出门传感器X1,开门限位开关X2、关门限位开关X3、门上升Y0(使直流电动机正转)、关门下降Y1(使直流电动机反转)等部件组成。 2控制要求： 1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关X0或X1时，开门执行机构Y0动作，电动机正转，到达开门限位开关X2位置时，电机停止运行。,2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构Y1被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关X3位置时，电机停止运行。 3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关X0或X1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。 4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外

11、至内或由内至外通过光电检测开关X0或X1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。,1. I/0地址分配 入门传感器-X0 门上升-Y0 出门传感器-X1 门下降-Y1 上下位开关-X2 下限位开关-X3,2. I/0硬件接线图,PLC常见设备故障维修方案 一、PLC控制系统的维护 PLC的可靠性很高，但环境的影响及内部元件的老化等因素，也会造成PLC不能正常工作。如果等到PLC报警或故障发生后再去检查、修理，总归是被动的。如果能经常定期地做好维护、检修，就可以做到系统始终工作在最佳状态下。因此，定期检修与做好日常维护是非常重要的。一般情况下检修时间以每6个月至一年1

12、次为宜，当外部环境条件较差时，可根据具体情况缩短检修间隔时间。,一：PLC自诊断 PLC控制系统故障可分为：外部设备故障，程序错误及PLC本身不良. 1外部故障主要是系统的某一个部位动作错误或不动作,有可能是外部信号线破损,传感器损坏,或PLC某个信号点烧毁等因素 2 程序错误一般很少发生,一个控制系统调试好之后,不去修改程序,PLC程序不会自动变化,很少出现程序错误的故障. 3 PLC在正常工作时很稳定,几乎不受外部信号的干扰,但在过电压,过电流等工作环境下有可能导致部件损坏,在程序及外部信号都正常的情况下,考虑是不是PLC本身的不良引起的故障.,二 PLC自诊断： A 利用PLC的状态指示

13、灯诊断（电源灯，ERR灯，电池灯，运行灯）故障方法 1.电源指示（POWERLED指示） 当向PLC基本单元供电时，基本单元表面上设置的POWERLED指示灯会亮。如果电源合上但POWERLED指示灯不亮，请确认电源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确认有无负载短路或过电流。若不是上述原因，则可能是PLC内混入导电性异物或其他异常情况，使基本单元内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决。,2运行指示灯：指示灯亮则表示PLC处于正常工作状态， 若指示灯不亮，则可能的原因有以下几点： A.PLC上的RUN/STOP开被设置为STOP状态，PLC没有在运行。 B.PLC程序存在错误，此时E

14、RROR灯也会亮。 C.PLC扫描超时，此时PLC异常ERROR灯也会亮。,3电池指示灯：指示PLC内部电池的状态。指示灯亮表示内部电池电压过低。 4出错指示（EPRORLED闪烁） 当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，EPRORLED会闪烁，PLC处于STOP状态，同时输出全部变为OFF。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。 发生错误时，8009、80608068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中，假设这个写入D8004中内容是8064，则通过查看D8064的内容便可知

15、道出错代码。与出错代码相对应的 实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表。,出错指示（EPRORLED灯亮） 由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致CPU失控或运算周期超过200ms，则WDT出错，EPRORLED灯亮，PLC处于STOP，同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位，若PLC恢复正常，请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查PLC的接地是否符合要求。 检查过程如果出现EPRORLED灯亮闪烁的变化，请进行程序检查。如果EPRORLED依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012可知最大扫描时间）。 如果进行

16、了全部的检查之后，EPRORLED 的灯亮状态仍不能解除，应考虑PLC内部发生了某种故障，请与厂商联系。,5输入指示灯：当设备侧开关等信号触发时，对应的指示灯亮。若指示灯不亮，可能的原因有： A.采用汇点输入（无源）时，信号的接触电阻太大或输入信号的电压过低，短路引起PLC内部电源电压降低与保护，使输入电源不足以驱动输入接口电路。 B.开用源输入（有源）时，因信号的接触电阻太大或输入信号的电压过低，使输入电流不足以驱动输入接口电路。 C.输入端子的接触不良或输入连接线连接不良 D.当故障发生在扩展单元时，可能是基本单元与扩展单元间的连接不良 E.PLC输入接口电路损坏等。,6输出指示灯：输出指

17、示灯用来指示PLC输出信号的状态。当PLC书出线圈接通时，对应的输出指示灯亮，若不亮，原因可能有： A.采用汇点输出（无源）时，可能PLC输出接口电路损坏。 B.采用愿输出（有源）时，可能因输出负载过重、短路引起PLC内部电源电压的降低与保护。 C.当故障发生在扩展单元时，可能是基本单元与扩展单元间的连接不良引起。,D.PLC输出接口电路损坏。等等。 B 利用内部特殊继电器诊断 PLC内部一般有大量的特殊内部继电器或专用数据寄存器，用于寄存PLC实际工作状态与故障诊断结果。可以通过读取他们的数据，作为PLC诊断的状态显示.,三PLC控制系统故障分析主要方法： 常规分析法 1测量检查法 通过对故障设备机、电等部分进行测量检查，以次来判断故障发生原因的一种方法。测量检查法通常包括以下内容： A.检查电源的规格（包括电压、频率、相序、容量等）是否符合要求 B.检查PLC控制系统中的各控制装置与控制部件，如伺服驱动器、变频器、电机、输入输出信号等连接是否正确、可靠。,C.检查PLC控制系统中的各控制装置与控制部件是否安装牢固，接插部位是否有松动 D.检查系统中的各控制装置与控制部件的设定端、定位器的设定、调整是否正确。 E.检查液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合要求。 F.检查电器元件、机