PLC基础知识大全课件.ppt
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1、 PLCPLC基础知识基础知识基本内容:基本内容:PLCPLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。难点:难点:工作方式、扫描时间。工作方式、扫描时间。重点:重点:定义、基本功能、工作方式。定义、基本功能、工作方式。第一节第一节 PLCPLC基础知识基础知识一、一、PLCPLC的产生与历史的产生与历史二、二、可编程控制器的定义可编程控制器的定义三、三、PLCPLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势四、四、PLCPLC的特点的特点五五 、PLCPLC的基本功能的基本功能六、六、PLCPLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较n 世界上第一台
2、世界上第一台PLCPLC 1969 1969年由美国数字设备公司(年由美国数字设备公司(DECDEC)根据美国通用汽车根据美国通用汽车公司(公司(GEGE)的要求研制成功的要求研制成功。n 背景:背景:19681968年美国通用汽车公司(年美国通用汽车公司(GEGE),),为了适应汽车型号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,能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以
3、降低成本,缩短周期。缩短周期。n 设计思想:设计思想:吸取继电器和计算机两者的优点吸取继电器和计算机两者的优点 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难,对生产工艺变化的适应性差,改、查找和排除故障困难,对生产工艺变化的适应性差,但但简单易懂、价格便宜;简单易懂、价格便宜;计算机计算机功能强大、灵活(可编程)、通用性好功能强大、灵活(可编程)、通用性好,但编程但编程困难;困难;采用采用面向控制过程、面向问题的面向控制过程、面向问题的“自然语言自然语言”进行编程,进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。(梯形图)
4、使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。(梯形图)7070年代初期:年代初期:仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制通常称为可编程逻辑控制器(器(Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller)7070年代中期:年代中期:微处理器技术微处理器技术应用到应用到PLCPLC中,使中,使PLCPLC不仅具有不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等
5、功能功能 8080年代以后:年代以后:随着随着大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路等微电子技术等微电子技术的迅速发展,的迅速发展,1616位和位和3232位微处理器应用于位微处理器应用于PLCPLC中,使中,使PLCPLC得到得到迅速发展。迅速发展。PLCPLC不仅不仅控制功能增强控制功能增强,同时,同时可靠性提高可靠性提高,功耗、功耗、体积减小,成本降低,编程和故障检测体积减小,成本降低,编程和故障检测更加灵活方便,而且更加灵活方便,而且具有具有通信和联网、数据处理和图象显示通信和联网、数据处理和图象显示等功能。等功能。西门子西门子PLCPLC外形图外形图S7-200系列系列PL
6、CS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLCQ系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC欧姆龙欧姆龙PLCPLC外形图外形图C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLCPLCPLC的国内外状况的国内外状况 19741974年我国开始仿制美国的第二代年我国开始仿制美国的第二代PLCPLC产品,但因元器件产品,但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到质量和技术问题等原因未能推广。直到19771977年,我国才研制年,我国才研制出第一台具有实用价值的出第一台具有实用价值的PLCPLC,并开始批量生产和应用于工业,并开始批量生产和应用
7、于工业过程的控制。过程的控制。主要厂家有:主要厂家有:北京和利时,科迪纳,张前苏。洛阳易达,北京和利时,科迪纳,张前苏。洛阳易达,无锡信捷,南京嘉华,兰州全志,广州科赛恩,中山智达,无锡信捷,南京嘉华,兰州全志,广州科赛恩,中山智达,恒日等。恒日等。(1 1)向高速度、大存储容量方向发展)向高速度、大存储容量方向发展 (CPUCPU处理速度处理速度nSnS级;内存级;内存2 2M M字节)字节)(2 2)向多品种方向发展和提高可靠性)向多品种方向发展和提高可靠性 (超大型和超小型)(超大型和超小型)(3 3)产品更加规范化、标准化)产品更加规范化、标准化(硬件、软件兼容的(硬件、软件兼容的PL
8、CPLC)(4 4)分散型、智能型、与现场总线兼容的)分散型、智能型、与现场总线兼容的I I0 0(5 5)加强联网和通信的能力)加强联网和通信的能力(6 6)控制的开放和模块化的体系结构)控制的开放和模块化的体系结构OMACOMAC(open Modular open Modular Architecture for ControlArchitecture for Control)PLCPLC的发展趋势的发展趋势五五、PLCPLC的基本功能的基本功能1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能2 2 定时控制功能定时控制功能3 3 计数控制功能计数控制功能4 4 步进控制功能步进控制功能5 5 数据处理
9、功能数据处理功能6 6 回路控制功能回路控制功能7 7 通讯联网功能通讯联网功能8 8 监控功能监控功能9 9 停电记忆功能停电记忆功能10 10 故障诊断功能故障诊断功能PLC应用于步进电机控制 Date:11/20/2022 Page:14 第四章 PLC基础知识1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能 逻辑控制功能是逻辑控制功能是PLCPLC最基本功能之一最基本功能之一,是是PLCPLC最基本最基本的的应用领域应用领域,可,可取代传统的继电取代传统的继电器控制系统器控制系统,实现,实现逻辑控制和顺序逻辑控制和顺序控制。控制。在在单机控制、多机群控和自动生产线控单机控制、多机群控和自动生产线控制制
10、方面都有很多成功的应用实例。方面都有很多成功的应用实例。例如:例如:机床电气控制、起重机、皮带运机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的输机和包装机械的控制控制、注塑机、注塑机控制控制、电梯、电梯控制控制、饮料灌装、饮料灌装生产线生产线、家用电器、家用电器(电视机、电视机、冰箱、洗衣机等冰箱、洗衣机等)自动装配线控制自动装配线控制、汽车、汽车、化工、造纸、轧钢化工、造纸、轧钢自动生产线控制等。自动生产线控制等。2 2 定时控制功能定时控制功能 定时控制功能是定时控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一最基本功能之一。PLCPLC中有许多可中有许多可供用户使用供用户使用的的定时器定时器,功能
11、类似,功能类似于继电器线路中的于继电器线路中的时间继电器。时间继电器。定时器的定时器的设定值设定值(定时时间定时时间)可以在可以在编程时设定编程时设定,也可以在也可以在运动过程中根据需要进行修改运动过程中根据需要进行修改,使用方便,使用方便灵活。灵活。同时同时PLCPLC还提供了还提供了高精度高精度的的时钟脉冲时钟脉冲,用于,用于准确准确实时控制。实时控制。3 3 计数控制功能计数控制功能 计数控制功能是计数控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一。最基本功能之一。PLCPLC为用户提供为用户提供许多计数器许多计数器,计数器,计数器计数到某一数值计数到某一数值时,产生一时,产生一个个状态信号状
12、态信号(计数值到计数值到),利用该状态信号,利用该状态信号实现对某个操作的计数控实现对某个操作的计数控制。制。计数器的计数器的设定值设定值可以在可以在编程时设定编程时设定,也可以在运行过程中,也可以在运行过程中根据根据需要进行修改。需要进行修改。传感器传感器旋转编码器旋转编码器变频器等变频器等计数输入计数输入输入复位输入复位0000000001000025 5 数据处理功能数据处理功能 PLC PLC大部分都具有大部分都具有数据处理功能数据处理功能,可以实现,可以实现算术运算、数据比较、数据算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码编码传送、数据移位、数制转换译码编码等操作。等操作。
13、中、大型中、大型PLCPLC数据处理功能数据处理功能更更加齐全,可完成加齐全,可完成开方、开方、PIDPID运算、浮点运算运算、浮点运算等操作,还可以等操作,还可以和和CRTCRT、打印机打印机相联,实现程序、数据的显示和打印。相联,实现程序、数据的显示和打印。8 8 监控功能监控功能 PLCPLC设置了较强的设置了较强的监控功能。监控功能。利用利用编程器或监视器编程器或监视器,操作人员操作人员可以对可以对PLCPLC有关部分有关部分的的运行状态进行监视。运行状态进行监视。利用利用编程器编程器,可以,可以调整调整定时器、计数器的设定值和当前定时器、计数器的设定值和当前值,并可以值,并可以根据需
14、要根据需要改变改变PLCPLC内部逻辑信号的状态及数据区内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容,为的数据内容,为调整和维护调整和维护提供了极大的方便。提供了极大的方便。9 9 停电记忆功能停电记忆功能 PLC PLC内部的内部的部分存储器部分存储器所使用的所使用的RAMRAM设置了停电保持器设置了停电保持器件(备用电池等)件(备用电池等),以,以保证断电保证断电后后这部分存储器中这部分存储器中的的信息信息能够长期保存。能够长期保存。利用某些利用某些记忆指令记忆指令,可以对,可以对工作状态工作状态进行进行记忆记忆,以,以保保持持PLCPLC断电后断电后的的数据内容不变。数据内容不变。PLCPLC电
15、源恢复后,电源恢复后,可以在可以在原工作基础原工作基础上继续工作。上继续工作。10 10 故障诊断功能故障诊断功能 PLC PLC可以对可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等等进行进行自诊断自诊断,发现,发现异常异常情况,发出情况,发出报警报警并并显示错误类型显示错误类型,如属严重错误则如属严重错误则自动中止运行。自动中止运行。PLCPLC的的故障自诊断功能故障自诊断功能,大大,大大提高提高了了PLCPLC控制系统的控制系统的安全安全和可维护性。和可维护性。六、六、PLCPLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 PLC与继电器控制系统比较
16、与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配而继电器控制采用硬接线方式装配而成,只能完成既定的功能。成,只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少量控制只要改变程序并改动少量的接线端子,就可适应生产工艺的的接线端子,就可适应生产工艺的改变。改变。从适应性、可靠性及设计、安装、从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被电器控制大多数将被PLC所取代。所取代。与工业计算机比较与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力
17、。编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、面采用了采用面向控制过程、面向问题的向问题的“自然语言自然语言”进行编程,进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用使用,便于推广应用。,便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的,是专为工业现场应用而设计的,具有更高的可靠性。具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中,工业控制时性要求较高的环境中,工业控制机则更能发挥其专长。机则更能发挥其专长。第二节第二节 PLCPLC基本原理基本原理2.1 2.1 PLCPLC内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分
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