plc课件可编程控制器概述

《PLC应用技术》湖北三峡职业技术学院精品课主讲黄中玉可编程序控制器概述第一讲导入方式一：按下启动按钮，电动机直接启动，按下停止按钮，电机停止运行，实现全压启动。方式二：按下启动按钮，5秒后电动机启动，按下停止按钮，电机停止运行，实现延时启动。继电器接触器装置控制电机的启停运行电气原理图继电器接触器控制装置的特点简单易懂、使用方便、价格便宜可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）；通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）；功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等）可编程控制器控制电机的启停运行可编程控制器控制电机的启停运行特点：软程序代替硬接线，可高性高，通用性强一、PLC的产生1968年，美国通用汽车公司(GM公司)提出要用一种新型的工业控制器取代继电器接触器控制装置，并要求把计算机控制的优点（功能完备，灵活性、通用性好）和继电器接触器控制的优点（简单易懂、使用方便、价格便宜）结合起来，设想将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程，且要求编程简单、使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术。①编程简单方便，可在现场修改程序；②硬件维护方便，采用插件式结构；③可靠性高于继电器接触器控制装置；④体积小于继电器接触器控制装置；⑤可将数据直接送入计算机；⑥用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB；⑦输入可直接用115V交流电；⑧输出为交流115V2A以上，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；⑨通用性强，扩展方便；⑩成本上可与继电器接触器控制系统竞争。美国(GM)公司提出的十大条件1.PLC的诞生•1969年，美国数字设备公司(DEC公司)研制出了第一台可编程控制器，在美国通用汽车公司的自动装配线上试用成功，并取得满意的效果，可编程控制器自此诞生。2.PLC的发展及定义具有逻辑运算定时计数等简单功能速度提高功能增强可控制模拟量以16位32位微处理器为核心功能更强第一、二代第三代第四代什么是PLC：可编程序控制器(ProgrammableLogicController）简称PLC，是：以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置（工业计算机）。3.PLC的名称及演变•早期名称为“ProgrammableLogicController”（可编程逻辑控制器），简称PLC，主要替代传统的继电接触控制系统。•1980年，美国电气制造商协会（NEMA）给他一个新的名称“ProgrammableController”，简称PC。•为了避免与个人计算机（PersonalComputer）PC这一简写名称术语混乱，仍沿用早期的PLC表示可编程控制器，但现在的PLC并不意味只具有逻辑功能。二、可编程控制器的分类1、按输入/输出点数分（1）小型机小型PLCI/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。（2）中型机中型PLCI/O总点数在256～2048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。（3）大型机大型PLCI/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。2、按结构形式分（1）整体式（2）模块式3、按生产厂家分PLC产品按地域分成三大流派：美国、欧洲和日本。美国和欧洲的PLC产品差异性很大，日本的PLC技术是由美国引进的，两国的PLC产品较相似。目前国内常用的主要是三菱FX系列小型机和西门子S7-300、S7-400中大型机等。美国GE的PLC产品德国西门子的PLC产品日本三菱的PLC产品1.可靠性高，抗干扰能力强无触点控制：故障率少；硬件措施：屏蔽、滤波、隔离；软件措施：故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟（死循环报警）、程序检验2.使用灵活，通用性强产品系列化，硬件结构模块式，可灵活选用；软接线逻辑使得PLC能简单轻松的实现各种不同的控制任务，且系统设计周期短。三、PLC的特点PLC的特点3.编程方便，易于掌握采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂，SFC功能图，使编程更简单方便。4.接口简单，维护方便可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。有完善的自诊断及监视功能，便于查出故障原因，并迅速处理。5.功能完善，性价比高除逻辑控制，定时计数，数字运算外，配合特殊功能模块还可以实现点位控制，PID运算，过程控制，数字控制等功能，还可与上位机通信，远程控制等。1.顺序逻辑控制2.运动控制PLC和计算机数控(CNC)设备集成在一起，可以完成机床的运动控制。3.模拟量过程控制PLC能完成数模转换或者模数转换，控制大量的物理参数，例如，温度、压力、速度和流量等。4.数据处理5.通信和联网四、PLC的功能及应用PLC的应用领域•低挡PLC：向小型、简易、廉价方向发展；•中、高挡PLC：向大型、网络、高速、多功能方向发展。五、PLC的发展趋势六、PLC的基本组成PLC的硬件结构PLC的软件结构中央控制单元(CPU)存储器输入输出接口电路电源编程器系统监控程序用户程序基本单元PLC硬件结构•CPU:指挥PLC完成各种预定的功能•存储器：系统程序存储器和用户程序存储器PLC的用户存储器通常以字（16位/字）或字节B（8位/字节）为单位来表示存储容量。注意：系统程序直接关系到PLC的性能，不能由用户直接存取，所以，通常PLC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。•作用：连接用户输入输出设备和PLC控制器。将各输入信号转换成PLC标准电平供PLC处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载。•对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、直流量、交流量）的匹配能力。七、输入输出接口•各种输入接口均采取了抗干扰措施。如：光耦合器隔离使PLC与外部输入信号进行隔离；并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。•用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。输入输出接口开关量直流输入接口电路直流输入的电源可以由机内24v电源提供，也可以由用户提供。输入电流一般小于10mA。•继电器输出型----适用于动作不频繁的交直流负载。•（场效应）晶体管输出型----只能接直流负载，属无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载•晶闸管输出型----只能接交流负载，属无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载开关量输出接口电路的形式继电器输出型开关量输出端的负载电源由用户提供，对于电阻性负载，输出电流一般不超过2A。负载电源的种类和规格要与负载的要求一致。•外围设备：编程器、打印机、演示板等–利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视PLC的工作状态。•用户输入输出设备:–用户输入器件有控制开关和检测元件，即各种开关、按钮、传感器等；用户输出设备主要有接触器、电磁阀、指示灯等。八、PLC控制系统的等效工作电路•PLC控制系统的等效工作电路可分为三部分，即输入部分、内部控制电路和输出部分。输入部分就是采集输入信号，输出部分就是系统的执行部件。以两台电机的启动为例九、数字量(或开关量)输入模板的外部接线方式汇点式输入接线方式隔离式输入接线方式数字量输出模板的接线方式汇点式输出隔离式输出各组的公共点之间相互隔离。组内的各点必须使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。注意六、思考与作业•PLC有哪些特点？•为什么说PLC是工业计算机？•PLC有哪些功能和应用？•PLC由哪几部分组成？各有什么作用？•开关量输入输出接口有哪几种类型？