任务1初步认识plc

1、机床电气控制与PLC,项目三 典型机床的PLC控制,知识目标 技能目标,知识目标,1)了解PLC的产生过程、特点、应用及发展趋势。 2) 掌握PLC的基本结构、工作原理和常用的编程语言。 3) 掌握西门子S7-300系列PLC的基本逻辑指令系统。 4) 掌握梯形图和指令程序设计的基本方法。 5) 掌握梯形图编程规则、编程技巧和方法。,技能目标,1）能根据项目要求，设计PLC的硬件接线图，进一步熟练掌握PLC的接线方法。 2) 能熟练地应用西门子S7-300系列PLC基本逻辑指令，编写控制系统的梯形图和指令程序。 3) 能熟练地使用西门子公司的STEP7编程软件，设计PLC控制系统的梯形图和指令

2、程序，并写入PLC进行调试运行。 4）能根据机床动作和I/O接口，分析典型机床的PLC控制梯形图。,问题导入,前面学习了卧式车床、型卧式镗床等典型机床的继电器-接触器控制线路分析，如何用可编程序控制器（PLC）来改造这些机床呢？改造后的机床有什么优点？,本项目内容,任务一 初步认识PLC 任务二 认识S7-300系列PLC 任务三 电动机启动、停止的PLC控制 任务四 电动机星形三角形降压启动的PLC控制 任务五 自动往返运行的PLC控制 任务六 步进电动机的PLC控制 任务七 典型机床的PLC控制,任务一 初步认识PLC,一、 PLC产生及定义 二、 PLC系统的组成及工作原理 三、 PLC

3、的表达方式 四、 PLC的技术指标 五、 PLC的分类,知识目标 了解PLC的产生过程、特点、应用及发展趋势等背景知识。 技能目标 对后续学习产生欲望与兴趣。 具有知识扩展能力。,传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统 优点结构简单、价格低廉、容易操作 。 缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差 。 应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。,一、PLC的产生及定义,用户迫切需要一种先进的自动控制装置 继电器控制系统,对先进自动控制装置提出设想： 把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通

4、用控制装置。把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。,1、可编程序逻辑控制器的产生 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。,经历：可编程逻辑控制器（PLC）可编程控制器（PC） 通用叫法：可编程序控制器（Programmable Controller，PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PC容易和个人

5、计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。,2、 PLC的定义,国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”,二、PLC系统的组成及工作原理,1PLC系统的组成 2PLC系统的工作原理,1PLC系统的组成,（

6、1）硬件 可编程序控制器主机的硬件电路由中央处理器（CPU）、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五部分组成，PLC典型硬件系统如图3-1所示。,图3-1 可编程序控制器主机硬件电路图,（2）软件系统,PLC软件系统和硬件电路共同构成可编程序控制器系统的整体。 PLC软件系统又可分为系统程序和用户程序两大类。 系统程序的主要功能是时序管理、存储空间分配、系统自检和用户程序编译等。 用户程序是用户根据控制要求，按系统程序允许的编程规则，用厂家提供的编程语言编写的程序。,2PLC系统的工作原理,（1）扫描工作方式 PLC的工作原理和计算机的工作原理基本一致，但是工作方式有所不同，PLC采用

7、循环扫描的工作方式。PLC有两种工作模式，即运行（RUN）与停止（STOP）。 （2）扫描周期 PLC在运行工作模式时，执行一次循环扫描操作所需要的时间称为扫描周期，其典型值约为1ms100ms。,三、 PLC的表达方式（编程语言）,1、LAD（梯形图） LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。,2、STL（语句表）,STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。,3、FBD（功能块图）,FBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。,4、GRAPH（顺序功

8、能图）,GRAPH类似于解决问题的流程图，适用于顺序控制的编程。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的 文件。,SCL（Structured Control Language）结构控制语言是一种类似于PASCAL的高级文本编辑语言。 与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。,5 SCL结构控制语言,四、 PLC的技术指标,1I/O点数 2存储容量 3扫描速度 4指令系统 5可扩展性 6通信功能,1I/O点数,可编程序控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和，又称主机的开关量I/O点数。它是描述PLC大小的一个重要参数

9、。,2存储容量,PLC的存储器由系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器3部分组成。 PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。,3扫描速度,可编程序控制器采用循环扫描工作方式，扫描速度与周期成反比。影响扫描速度的主要因素，有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中CPU的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。,4指令系统,指令系统是指PLC所有指令的总和。 可编程序控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对复杂。 用户应根据实际控制要求，选择合适指令功能的可编程序控制器。,5可扩展性,小型P

10、LC的基本单元（主机）多为开关量I/O接口，各厂家 在PLC基本单元的基础上大力发展模拟量处理、高速处理、温度控制及通信等智能扩展模块。 智能扩展模块的多少及性能也成为衡量PLC产品水平的标志。,6通信功能,PLC的通信有PLC之间的通信和PLC与计算机或其他设备之间的通信。 通信主要涉及通信模块、通信接口、通信协议和通信指令等内容。 PLC的组网和通信能力也成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。,五、 PLC的分类,1按I/O点数和功能分类 2按结构形式分类 3按用途分类,1按I/O点数和功能分类,PLC按I/O点数可将分成小型、中型和大型 小型（微型）:I/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，适用于小型设备的控制。 中型:I/O点数在2561024之间，功能比较丰富，兼有开关量和模拟量的控制能力，适用于较复杂的逻辑控制和闭环过程控制。 大型:I/O点数在1024点以上，用于大规模过程控制、集散式控制和工厂自动化网络。,2按结构形式分类,根据结构形式不同，可编程序控制器可分为整体式结构和模块式结构两大类。,整体式,模块式,整体式 一般是小型PLC，它将所有电路安装于1个机箱内做为基本单元；可通过并行接口电路连接I/O扩展单元。 模块式 多为中型以上PLC，不同功能的模块，可以组成不同用途的PLC，适用于不同要求的控制系