电动机PC控制简单课件.ppt
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- 电动机 PC 控制 简单 课件
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1、PLCP - 编程编程L - 逻辑逻辑C - 控制控制可编程序控制器可编程序控制器 在继电器控制系统中,由于在继电器控制系统中,由于逻辑部分逻辑部分是是由许多实际触点按一种固定方式接好的线路,由许多实际触点按一种固定方式接好的线路,所以所以“程序程序”不能灵活变更。不能灵活变更。 而而 PLC 是采用大规模集成电路的微处是采用大规模集成电路的微处理器和存储器来代替继电器理器和存储器来代替继电器逻辑部分逻辑部分,通过,通过编程,可以灵活地改变其控制程序,就相当编程,可以灵活地改变其控制程序,就相当于改变了继电器控制电路的接线。于改变了继电器控制电路的接线。双双速速异异步步电电动动机机控控制制线线
2、路路之之三三KM1FRSA3KM1KMKT2KM3KMKTKT2KM3KM输入输入输出输出逻逻辑辑控控制制PLCFR1SA2SA1KM2KM3KM直接带负载直接带负载开关量控制开关量控制输入输出点为输入输出点为 61KM2KM1KT3KMFR2KM1KM2SB1KM3SB2KM1KT1SB1SBKAnKRZnKRFKAKAnKRFnKRZPLCFR1SB2SB1KM2KM3KM3SBnKRZnKRF梯形图程序梯形图程序100010013000100330002000200120021004语句表语句表0 LD NOT 10001 AND 10012 OUT 30003 LD 30004 AND
3、 NOT 10035 OUT 20006 OUT 20017 AND 10048 OUT 2002第一节第一节 PC的特点及主要功能的特点及主要功能 可编程序控制器简称为可编程序控制器简称为PC ,是,是在可编程序逻辑控制器的基础上,结在可编程序逻辑控制器的基础上,结合先进的微型计算机控制技术发展起合先进的微型计算机控制技术发展起来的一种新型的工业控制器。来的一种新型的工业控制器。 PC控制技术已成为电机控制的控制技术已成为电机控制的主要手段和重要的基础设备之一。主要手段和重要的基础设备之一。第一节第一节 PC的特点及主要功能的特点及主要功能(一) PC的特点的特点 可靠性高可靠性高 编程简单
4、编程简单 性能齐全性能齐全 结构紧凑结构紧凑 直接带负载直接带负载高可靠性高可靠性 工业生产一般要求控制设备具有很强的抗工业生产一般要求控制设备具有很强的抗干扰能力,能在恶劣的环境中可靠地工作。对干扰能力,能在恶劣的环境中可靠地工作。对可靠性提出很高的要求。可靠性提出很高的要求。 PC的平均无故障时间为:的平均无故障时间为: 5万万10万小时万小时 PLC外部接线非常简单,即使出故障也查外部接线非常简单,即使出故障也查找容易。找容易。编程简单编程简单 PLC采用面向生产过程的采用面向生产过程的“梯形图梯形图”(电器控制图)编程。(电器控制图)编程。 这种这种梯形图梯形图直观易懂,不必学习过多直
5、观易懂,不必学习过多的计算机知识就能在短时间内学会。的计算机知识就能在短时间内学会。性能齐全性能齐全 由于由于 PLC 的组成为模块式或整体组合的组成为模块式或整体组合式,而且已形成系列化,各种性能比较齐全,式,而且已形成系列化,各种性能比较齐全,因此它能适应各种不同控制对象的要求。因此它能适应各种不同控制对象的要求。 设计时只要根据不同工艺要求,选择好设计时只要根据不同工艺要求,选择好 PLC 的系列和种类以及各种不同性能的模块,的系列和种类以及各种不同性能的模块,就能较快地、经济地组成所需要的系统。就能较快地、经济地组成所需要的系统。结结 构构 紧紧 凑凑 不论是模块式或整体组合式不论是模
6、块式或整体组合式 PLC,其结构都非常紧凑、坚固、体积小,很其结构都非常紧凑、坚固、体积小,很容易装入机械设备或仪器内部,实现机容易装入机械设备或仪器内部,实现机电仪一体化。电仪一体化。直直 接接 带带 负负 载载 PLC PLC 具有完整的输入输出接口,不具有完整的输入输出接口,不需要向单片机、单板机等通用计算机那样,需要向单片机、单板机等通用计算机那样,用户还需要对具体控制设备设计接口。用户还需要对具体控制设备设计接口。 对于对于 PLC PLC 只需要编制用户程序,就只需要编制用户程序,就能用于现场控制。能用于现场控制。 PLC PLC 的输出接口有较强的带负载能力,的输出接口有较强的带
7、负载能力,一般能直接驱动执行部件的线圈,从而完一般能直接驱动执行部件的线圈,从而完全免除了微机的二次开发的困难。全免除了微机的二次开发的困难。直直 接接 带带 负负 载载PC的基本功能的基本功能1、 能对开关量实现顺序控制能对开关量实现顺序控制2、 能实现多路定时控制能实现多路定时控制3、 能实现多路计数控制能实现多路计数控制4、 能实现移位控制能实现移位控制5、 具有断电记忆功能具有断电记忆功能PC的基本功能的基本功能6、有些、有些 PLC 也具有模拟量的输入输出控制,也具有模拟量的输入输出控制,并能对数据进行加、减、乘、除、比较运算并能对数据进行加、减、乘、除、比较运算以及数据传送等。以及
8、数据传送等。7、编程显示采用简易编程器,用按键、发、编程显示采用简易编程器,用按键、发光二极管、液晶数码作操作显示;有些光二极管、液晶数码作操作显示;有些 PLC也采用大幅面的平板液晶显示、可直接显示也采用大幅面的平板液晶显示、可直接显示出梯形图。出梯形图。PC 的的 基基 本本 功功 能能8、外围设备一般有打印机、程序转录机、外围设备一般有打印机、程序转录机 以以及及EPROM写入固化器等。写入固化器等。9、具有故障自诊断功能。、具有故障自诊断功能。 对存储容量在对存储容量在4K 字及输入输出点数在字及输入输出点数在512点以上的大型、高档点以上的大型、高档PC,除具备中、低档,除具备中、低
9、档PC的所有功能外,还普遍具有一些如中断控制、的所有功能外,还普遍具有一些如中断控制、过程控制等各种复杂高级功能。过程控制等各种复杂高级功能。第二节第二节 PCPC的基本原理的基本原理一、PCPC的组成的组成二、二、PCPC各组成部分的作用各组成部分的作用三、三、PCPC的工作过程的工作过程第二节第二节 PCPC的基本原理的基本原理1 1、用等效电器控制图来理解、用等效电器控制图来理解PCPC一、PCPC的组成的组成2 2、用微机结构形式来表示、用微机结构形式来表示PCPC输输 入入 部部 分分 它收集并保存被控对象实际运行的数它收集并保存被控对象实际运行的数据和信息。据和信息。 来自被控制对
10、象上的各种开关信息,来自被控制对象上的各种开关信息,或操纵台上的操作命令,如控制按钮、操或操纵台上的操作命令,如控制按钮、操作开关、限位开关和光电二信号等。作开关、限位开关和光电二信号等。 按照被控对象实际要求动作设计的各按照被控对象实际要求动作设计的各种继电器控制线路,其程序已固定在线路种继电器控制线路,其程序已固定在线路中。中。逻逻 辑辑 部部 分分 处理由输入部分所取得的信息,并判处理由输入部分所取得的信息,并判断哪些功能需作输出。断哪些功能需作输出。输输 出出 部部 分分 提供正在被控的许多装置中哪几个提供正在被控的许多装置中哪几个需要实时操作处理。需要实时操作处理。 如电磁铁线圈、接
11、通电动机的各种如电磁铁线圈、接通电动机的各种接触器控制线圈和信号指示灯等。接触器控制线圈和信号指示灯等。一、一、PCPC的组成的组成输入部分输入部分逻辑部分逻辑部分输出部分输出部分1 1、用等效电器控制图来理解、用等效电器控制图来理解PCPC2、由微处理器构成的、由微处理器构成的PC 控制系统控制系统输入变换器输入变换器输出变换器输出变换器输出外部输出外部外部信号外部信号微处理器微处理器存存 储储 器器逻辑部分逻辑部分输入部分输入部分编编 程程 器器输出部分输出部分PC 的的 最最 大大 特特 点点PCPC的最大特点是的最大特点是可编程可编程。 即使进行各种不同的逻辑控制,其硬即使进行各种不同
12、的逻辑控制,其硬件却完全一样的,控制内容的变化只取决件却完全一样的,控制内容的变化只取决于程序的改变,这是继电器控制和其它类于程序的改变,这是继电器控制和其它类型的控制装置所不可及的。型的控制装置所不可及的。 输入部分基本上与继电器控制系统输入部分基本上与继电器控制系统相同,但为了将不同的电压或电流形式的相同,但为了将不同的电压或电流形式的信号转换成微处理器能接受的逻辑电平信信号转换成微处理器能接受的逻辑电平信号,需要输入变换器号,需要输入变换器。 同理,若将微处理器控制的逻辑电平同理,若将微处理器控制的逻辑电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信信号转换为控制设备所需的电压或电流信号,对输出
13、部分也需加变换器。号,对输出部分也需加变换器。PC简化框图简化框图总线总线微处理器微处理器 CPU编程器编程器系统程序系统程序EPROM功能开关功能开关和指示器和指示器备用备用电源电源用户用户RAM 输入电输入电平转换平转换 光电耦合器光电耦合器 输出电输出电平转换平转换 继电器继电器和其它和其它 电源电源 用户用户EPROM 扩展扩展单元单元 PCPC实际上是一种专用计算机,因实际上是一种专用计算机,因此它的结构形式与微型计算机基本相此它的结构形式与微型计算机基本相同。同。 在使用中,如果用户程序不需要在使用中,如果用户程序不需要再更改,也可把程序固化到一片再更改,也可把程序固化到一片EPR
14、OMEPROM中。中。 用户用户EPROMEPROM可以通过外部设备接口可以通过外部设备接口与主机连接,然后让主机按与主机连接,然后让主机按EPROMEPROM中的中的程序运行。程序运行。 扩展单元提供更多的输入输出的扩展单元提供更多的输入输出的点数,用扁平连接电缆与基本单元相点数,用扁平连接电缆与基本单元相连。连。二、二、PC PC 各组成部分的作用各组成部分的作用1、中央处理单元(简称中央处理单元(简称CPU)CPU)的作用的作用2、存储器的作用存储器的作用3、输入输入/ /输出(简称输出(简称I/O)I/O)模块的作用模块的作用4、编程器的作用编程器的作用1 1、中央处理单元(简称、中央
15、处理单元(简称CPU)CPU)的作用的作用 PCPC常用的常用的 CPU CPU 主要采用通用微理器、主要采用通用微理器、单片机或双极性位片式微处理器。单片机或双极性位片式微处理器。 它按它按PCPC中系统程序赋予的功能,接收中系统程序赋予的功能,接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;并存储从编程器键入的用户程序和数据;用扫描方式接收现场输入装置的状态或数用扫描方式接收现场输入装置的状态或数据,并存入输入状态表或数据寄存器中;据,并存入输入状态表或数据寄存器中;1 1、中央处理单元(简称、中央处理单元(简称CPU)CPU)的作用的作用 诊断电源及诊断电源及PCPC内部电路工作状内部电路工作状
16、态和编程过程中的语法错误等;态和编程过程中的语法错误等; PCPC进入运行状态后,从存储器进入运行状态后,从存储器逐条读取用户程序,经过命令解释逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令规定的任务产生相应的控后按指令规定的任务产生相应的控制信号,去启闭有关的控制电路;制信号,去启闭有关的控制电路;1 1、中央处理单元(简称、中央处理单元(简称CPU)CPU)的作用的作用 分时、分渠道地去执行数据的存取分时、分渠道地去执行数据的存取、传传送、组合、比较和变换等动作,完成用户程送、组合、比较和变换等动作,完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务;序中规定的逻辑或算术运算等任务; 根据运算结果,更新有关
17、标志位的状态根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的内容,再由输出状态和输出状态寄存器表的内容,再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容,实现表的位状态或数据寄存器的有关内容,实现输出控制、指表打印或数据通信等功能。输出控制、指表打印或数据通信等功能。2、存储器的作用、存储器的作用PCPC配有:配有: 系统程序存储器系统程序存储器,存放监控程序、模,存放监控程序、模块化应用功能子程序、指令解释和功能子块化应用功能子程序、指令解释和功能子程序的调用管理程序以及各种系统参数等。程序的调用管理程序以及各种系统参数等。系统程序存储器;系统程序存储器;用户程序存储器。用户程序存储器。
18、用户程序存储器,用户程序存储器,存储用户编制的梯存储用户编制的梯形图等程序。形图等程序。3、输入输入/ /输出(简称输出(简称I/O)I/O)模块的作用模块的作用 I/OI/O模块是模块是CPUCPU与现场与现场I/O I/O 装置或其装置或其它外部设备之间的连接部件。它外部设备之间的连接部件。 PCPC提供了各种操作电平和驱动能力提供了各种操作电平和驱动能力的的I/O I/O 模块及各种用途的模块及各种用途的I/OI/O功能。功能。3、输入输入/ /输出(简称输出(简称I/O)I/O)模块的作用模块的作用模块供用户选用:模块供用户选用:输入输入/ /输出电平转换输出电平转换光电隔离光电隔离串
19、并行变换串并行变换数据传送数据传送误码校验误码校验A/D A/D 转换转换 D/A D/A 转换转换3、输入输入/ /输出(简称输出(简称I/O)I/O)模块的作用模块的作用 I/OI/O模块既可与模块既可与CPUCPU放置在一起,放置在一起,又可远离放置。又可远离放置。 通常通常I/OI/O模块还具有模块还具有I/O I/O 状态显示状态显示和和I/O I/O 接线端子排。接线端子排。 根据不同的控制需要,用户还可根据不同的控制需要,用户还可用其它专用控制功能的模块,也可配用其它专用控制功能的模块,也可配置盒式磁带机、打印机、置盒式磁带机、打印机、EPROMEPROM写入写入器、高分辨率大屏
20、幕彩色图形监控系器、高分辨率大屏幕彩色图形监控系统等外部设备。统等外部设备。3、输入输入/ /输出(简称输出(简称I/O)I/O)模块的作用模块的作用4、编程器的作用编程器的作用 编程器主要用作用户程序的编制、编程器主要用作用户程序的编制、调试和监视、修改、编辑等。调试和监视、修改、编辑等。 一般还可通过其键盘去调用和显一般还可通过其键盘去调用和显示示PC的一些内部状态和系统参数。的一些内部状态和系统参数。4、编程器的作用编程器的作用编程器分为简易型和智能型两类。编程器分为简易型和智能型两类。简易型只能联机编程。简易型只能联机编程。 智能型既可联机编程又可脱机编程。智能型既可联机编程又可脱机编
21、程。 编程器的键盘采用梯形图语言键盘符,编程器的键盘采用梯形图语言键盘符,也可采用由软件指定的功能键符,也可采也可采用由软件指定的功能键符,也可采用由软件指定的功能键符,通过屏幕对话用由软件指定的功能键符,通过屏幕对话方式进行编程。方式进行编程。三、三、PC PC 的工作过程的工作过程 PC PC 的工作过程与继电器控制系统相的工作过程与继电器控制系统相比,有本质的区别,继电器控制系统是同比,有本质的区别,继电器控制系统是同时执行所有程序,时执行所有程序,PCPC大多采用大多采用循环扫描循环扫描运运动方式。动方式。三、三、PC PC 的工作过程的工作过程 PCPC对用户程序的循环扫描过程,一对
22、用户程序的循环扫描过程,一般分为三个阶段进行:般分为三个阶段进行: 1 1、输入采样阶段、输入采样阶段 2 2、程序执行阶段、程序执行阶段 3 3、输出刷新阶段、输出刷新阶段用户输入设备用户输入设备X1X2X3.输入映像寄存器输入映像寄存器读读.存入输入状态存入输入状态程序处理(逻程序处理(逻辑运算)辑运算)元素映像寄存器元素映像寄存器寄存执行结果寄存执行结果输出锁存器输出锁存器 输输 出出 端端用户输出设备用户输出设备输出刷新输出刷新1 1、输入采样阶段、输入采样阶段 PC PC 在输入采样阶段,以扫描方式在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入所有输入端的状态顺序读入所有输入端的状态接通接通/
23、/断开(断开(ON/OFF)ON/OFF)。 并将此状态存入输入映像寄存器并将此状态存入输入映像寄存器中,中,“读入读入”所有输入端的状态。所有输入端的状态。1 1、输入采样阶段、输入采样阶段 接着转入程序执行阶段。在程序执接着转入程序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状态变化,输入映像行期间,即使输入状态变化,输入映像寄存器的内容也不会改变,这些变化只寄存器的内容也不会改变,这些变化只能在一个工作周期的输入采样阶段才被能在一个工作周期的输入采样阶段才被读入。读入。2 2、程序执行阶段、程序执行阶段 PC PC 在程序执行阶段,总是按先左后在程序执行阶段,总是按先左后右,先上后下的步骤对每条指
24、令进行扫右,先上后下的步骤对每条指令进行扫描,并从输入映像寄存器中读入所有输描,并从输入映像寄存器中读入所有输入端的状态。若程序中需要读入某输出入端的状态。若程序中需要读入某输出状态,则也在此时读入。然后进行逻辑状态,则也在此时读入。然后进行逻辑运算,运算结果再存入元素运算,运算结果再存入元素. .2 2、程序执行阶段、程序执行阶段 对对 于每个元素而言,元素映于每个元素而言,元素映像寄存器中所寄存的内容,会随像寄存器中所寄存的内容,会随着程序执行的进程而变化。着程序执行的进程而变化。3 3、输出刷新阶段、输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后,元素映像寄在所有指令执行完毕后,元素映像寄存器中的所
25、有输出继电器的状态存器中的所有输出继电器的状态接通接通/断开,在输出刷新阶段转存到输出锁存电断开,在输出刷新阶段转存到输出锁存电路,再驱动输出线圈,这才是路,再驱动输出线圈,这才是PC的实际输的实际输出。出。 PLC PLC 重复地执行上述三重复地执行上述三个阶段,每重复一次的时间个阶段,每重复一次的时间就是一个工作周期。就是一个工作周期。 或扫描周期。或扫描周期。 工作周期的长短与程序的长短工作周期的长短与程序的长短(即组成程序的语句多少)有关。(即组成程序的语句多少)有关。 例如,例如,ACMYACMYS256 S256 型型 PCPC执执行行0 0999999条语句的工作周期为条语句的工
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