分布式控制系统：第3章PLC-课件.ppt

1、传送带生产线控制传送带生产线控制灌装及包装机械灌装及包装机械木材加工木材加工电梯控制电梯控制空调控制空调控制纺织机械纺织机械印刷机械印刷机械nPLC:可编程序控制器可编程序控制器Programmable Logic Controllern可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史 60年代年代 继电接触控制系统继电接触控制系统 优点：简单优点：简单 易懂易懂 价格便宜价格便宜n缺点：硬设备多缺点：硬设备多 接线复杂接线复杂 改变设计困难改变设计困难。PLC交流输入交流输入nPLC直流输入直流输入nPLC继电器输出继电器输出nPLC晶体管输出晶体管输出n常用控制电器常用控制电器n控制电器控制电器n

2、继电器继电器n接触器接触器n主令电器主令电器n配电电器配电电器n电气原理图的绘制电气原理图的绘制一、一、继电器继电器n1、电压或电流控制继电器、电压或电流控制继电器n线圈的控制信号为电压。线圈的控制信号为电压。n线圈的控制信号为电流。线圈的控制信号为电流。n2、时间继电器、时间继电器n线圈接通后触点延迟导通。（延时导通）线圈接通后触点延迟导通。（延时导通）n线圈断电后触点延迟释放。线圈断电后触点延迟释放。（延时释放）（延时释放）n2接触器接触器（1）结构）结构 触头触头 电磁系统电磁系统 灭弧装置灭弧装置 支架、外壳和接线柱支架、外壳和接线柱n（2）工作原理：当励磁线圈通电后，线圈电流产生磁场

3、，）工作原理：当励磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸力吸引街铁，接头带动触头动作（常使静铁芯产生电磁吸力吸引街铁，接头带动触头动作（常闭触头断开，常开触头闭合、两者是联动的）。当励磁线闭触头断开，常开触头闭合、两者是联动的）。当励磁线圈断电时，电磁吸力消失，街铁在释放弹簧的作用下释放，圈断电时，电磁吸力消失，街铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原到初始状态（常开触头断开，常闭触头闭合）使触头复原到初始状态（常开触头断开，常闭触头闭合）n（3）种类）种类n交流接触器：交流接触器：线圈主触头接通和切换的主电路均为交流线圈主触头接通和切换的主电路均为交流电。电。n直流接触器：直流接触

4、器：线圈主触头接通和切换的主电路均为直流线圈主触头接通和切换的主电路均为直流电。电。n真空接触器：真空接触器：触头在真空泡中。触头在真空泡中。n（4）技术参数）技术参数220/380/660/1140380V220V/440/660220VVVVVVV主触头：交流辅助触头：额定工作电压主触头：直流辅助触头：n3、继电器与接触器的区别在于：、继电器与接触器的区别在于：n接触器的主要任务是控制主电路的通断；接触器的主要任务是控制主电路的通断；n而继电器则要实现对各种信号的检测，通而继电器则要实现对各种信号的检测，通过比较确定其动作值。继电器触点通常接过比较确定其动作值。继电器触点通常接在小容量的控

5、制电路中。在小容量的控制电路中。n主令电器主令电器n主令电器用来闭合或断开控制电路，以发布命令主令电器用来闭合或断开控制电路，以发布命令或用作程序控制，主要有按钮、位置开关、主令或用作程序控制，主要有按钮、位置开关、主令控制器等。控制器等。按钮按钮n按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号。按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号。通常按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外通常按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。壳等组成。n按用途的和结构的不同可以分为启动按钮（常按用途的和结构的不同可以分为启动按钮（常开）、停止按钮（常闭）和复合按钮等。开）、停止按钮（常闭）和复合按钮等。位置开关

6、（行程开关）位置开关（行程开关）n位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件，位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件，也称为行程开关。常应用于自动返回的生产机械中。其原也称为行程开关。常应用于自动返回的生产机械中。其原理与按钮相似，它们的区别在于位置开关不是靠手动而是理与按钮相似，它们的区别在于位置开关不是靠手动而是利用运动部件的碰压使触头工作。利用运动部件的碰压使触头工作。n绘制电气原理图应遵循以下原则：绘制电气原理图应遵循以下原则：1电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。主电路包括从电源到执行器的电路，路和

7、控制电路。主电路包括从电源到执行器的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。控制电路是通过弱电流的电路，一般有按钮、电气元控制电路是通过弱电流的电路，一般有按钮、电气元件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触点等组成，件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触点等组成，用细线条画在原理图的右边。用细线条画在原理图的右边。2电气原理图中，所有电气元件的图形、文字符号必电气原理图中，所有电气元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准。须采用国家规定的统一标准。3采用电气元件展开图的画法。同一电气元件的各部采用电气元件展开图的画法。同一电气元件

8、的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电气元件，可以在文字符号后加上数多个同一种类的电气元件，可以在文字符号后加上数字信号的下标，如字信号的下标，如KM1、KM2等。等。4所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状态（初始状态）画出。原始状态（初始状态）画出。5两线交叉联接时的电器联接点需用黑点标出。两线交叉联接时的电器联接点需用黑点标出。笼形电机正反转控制线路图的电器原理图笼形电机正反转控制线路图的电器原理图 笼形电机正反转控制笼形电机正反转控制PLC线路图线路图 笼

9、形电机正反转控制笼形电机正反转控制PLC程序程序nPLC扫描过程扫描过程I/OI/OI/OT输入采样阶段n在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。n用户程序执行阶段用户程序执行阶段n在用户程序执行阶段，PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又

10、总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该输出线圈在I/O 映象区中对应位的状态。n即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O 映象区的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。n输出刷新阶段输出刷新阶段n当扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在

11、此期间，CPU 按照I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。nPLC 的扫描周期包括自诊断、通讯等，即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I/O 响应时间为了增强PLC 的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC 的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC 采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC 得I/O 响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于

12、一个扫描周期甚至更长。所谓I/O 响应时间指从PLC 的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O 响应时间与最长的I/O 响应时间.PLC 编程编程l可编程控制器的程序有系统程序和用户程序两种l用户程序是用户根据控制要求，利用 PLC 厂家提供的程序编制语言编写的应用程序。是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的表示 PLC输入和输出之间逻辑关系的图形。n梯形图的基本画法：1.在左右两条逻辑电源线之间，按系统逻辑要求从左到右排列接点和线圈；计算机可只画左边2.逻辑可以是一个或

13、多个接点的串并联，然后接到输出线圈(定时器、锁存器、移位寄存器等)3.所有接点必须在输出线圈左边；4.输出线圈不能不经过任何接点直接接在两个逻辑电源线之间。nPLC梯形图语言的编程原则n(1)PLC编程元件的触点在编制程序时使用次数是无限的。每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次,它的触点可以使用无数次。即：梯形图中的继电器继电器、接点、线圈不是物理的，是PLC存储器中的位(1=ON；0=OFF)；故编程时常开/常闭接点可无限次引用，线圈输出只能是一次；n(2)梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。线梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与左边

14、母线相连。圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。PLC梯形图语言的编程原则梯形图中流过的不是物理电流而是梯形图中流过的不是物理电流而是“概念电流概念电流”，只能从左向右，只能从左向右流；流；用户程序的运算是根据用户程序的运算是根据PLC的输入的输入/输出映象寄存器中的内容，输出映象寄存器中的内容，逻辑运算结果可以立即被后面的程序使用；逻辑运算结果可以立即被后面的程序使用；PLC的内部继电器不能做控制用，只能存放逻辑控制的中间状态；的内部继电器不能做控制用，只能存放逻辑控制的中间状态；输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过I/O模块上的功率模块上的功率器件来驱动。器件来驱动。电源CPUQXQXQXQYQYX00至X0FX10至X1FX20至X2FY30至Y3FY40至Y4F16点I16点I16点I16点O 16点O01comEF24VGNDGNDGNDGND01comEF24VDC、220VACGNDM0M1电源CPUQXQXQXQYQYX00至X0FX10至X1FX20至X2FY30至Y3FY40至Y4F16点I16点I16点I16点O 16点O01comEF24VGNDGNDGNDGND01comEF24VDC、220VACGND