第三章 PLC的基本原理ppt課件

1、 第三章第三章 PLC的基本原理的基本原理 Basic Principle of PLC教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié)第一節(jié) PLC組成及其各部分的功能組成及其各部分的功能 第二節(jié)第二節(jié) PLC的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式 第三節(jié)第三節(jié) PLC對(duì)繼電控制的仿真對(duì)繼電控制的仿真 第四節(jié)第四節(jié) PLC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo) 第五節(jié)第五節(jié) PLC的工作過(guò)程的工作過(guò)程 第六節(jié)第六節(jié) PLC的使用步驟的使用步驟教學(xué)目的：教學(xué)目的：了解可編程序控制器的基本組成和工作原理了解可編程序控制器的基本組成和工作原理 等，為等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)可編程序控制器的硬、軟件知識(shí)打好基礎(chǔ)。進(jìn)一步學(xué)習(xí)可編程序控制器的硬、

2、軟件知識(shí)打好基礎(chǔ)。第一節(jié)第一節(jié) PLC組成及其各部分的功能組成及其各部分的功能 中央處理單元中央處理單元CPU）：）： 它一般由控制電路、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器它一般由控制電路、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和總線(xiàn)等部件組成，它們集成在一塊芯片上，和總線(xiàn)等部件組成，它們集成在一塊芯片上，通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)與存儲(chǔ)通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路相連接。單元、輸入輸出接口電路相連接。 作用：作用： (1) 從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)從程序存儲(chǔ)器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令行指令 (2) 將各種輸入信號(hào)取入，把運(yùn)算結(jié)果送到將各種輸入信號(hào)取入，把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端輸出端 (3

3、) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器RAM/ROMRAM/ROM）：）： 1.ROM 1.ROM只讀存儲(chǔ)器）只讀存儲(chǔ)器） 存系統(tǒng)程序存系統(tǒng)程序CMOSCMOS固化），它的內(nèi)容固化），它的內(nèi)容一般由廠家寫(xiě)入，不能更改，包括檢查程序、一般由廠家寫(xiě)入，不能更改，包括檢查程序、監(jiān)控程序。監(jiān)控程序。 2.RAM 2.RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器）隨機(jī)存儲(chǔ)器） 存用戶(hù)程序，它可讀可寫(xiě)，另外運(yùn)算存用戶(hù)程序，它可讀可寫(xiě)，另外運(yùn)算結(jié)果、邏輯變量，系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，為防止掉電結(jié)果、邏輯變量，系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，為防止掉電時(shí)信息丟失，有后備電池作保護(hù)。時(shí)信息丟失，有后備電池作保護(hù)。 3. EPROM 3. EPR

4、OM或或E2PROME2PROM： 存用戶(hù)程序存用戶(hù)程序 , ,可永久保存可永久保存 . . 輸入輸出部件輸入輸出部件I0單元）單元） 1輸入接口：輸入接口： 信號(hào)調(diào)理、濾波電路、光電隔離電路等。信號(hào)調(diào)理、濾波電路、光電隔離電路等。 輸入形式：輸入形式： 直流輸入直流輸入 交流輸入交流輸入（1 1PLCPLC直流輸入：直流輸入：COMCOM光電三極管光電三極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管直流電源直流電源輸入端子輸入端子+PLC發(fā)光二極管發(fā)光二極管.PLC交流輸入交流輸入2輸出接口：輸出接口：輸出形式：輸出形式： 繼電器輸出繼電器輸出 晶體管輸出晶體管輸出 晶閘管輸出晶閘管輸出PLCPLC繼電器輸出繼電

5、器輸出繼電器輸出特點(diǎn)：繼電器輸出特點(diǎn)：低速大功率：低速大功率： 信號(hào)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)一些信號(hào)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)一些8 810ms10ms） 負(fù)載能力大工作電流可達(dá)負(fù)載能力大工作電流可達(dá)2 25A5A）；）；負(fù)載電源可以是直流也可以是交流；負(fù)載電源可以是直流也可以是交流；繼電器輸出電路抗干擾能力較強(qiáng)。繼電器輸出電路抗干擾能力較強(qiáng)。PLCPLC晶體管輸出晶體管輸出晶體管輸出特點(diǎn)：晶體管輸出特點(diǎn)：高速小功率：高速小功率： 輸出響應(yīng)時(shí)間短輸出響應(yīng)時(shí)間短0.50.51ms1ms以?xún)?nèi)）以?xún)?nèi)）, , 負(fù)載能力小負(fù)載能力小, ,工作電流在工作電流在0.30.30.5A0.5A；電源只能是直流，由外部提供；電源只能是直流，由

6、外部提供；PLCPLC晶閘管輸出晶閘管輸出晶閘管輸出特點(diǎn)：晶閘管輸出特點(diǎn)： 高速大功率高速大功率 輸出響應(yīng)時(shí)間短輸出響應(yīng)時(shí)間短( (導(dǎo)通導(dǎo)通1 12ms2ms，斷開(kāi)，斷開(kāi)8 810ms),10ms), 負(fù)載能力強(qiáng)，工作電流一般達(dá)負(fù)載能力強(qiáng)，工作電流一般達(dá)1A1A以上；以上；晶閘管輸出一定用交流負(fù)載晶閘管輸出一定用交流負(fù)載, ,交流電源交流電源, ,由外部提供由外部提供. .電源單元電源單元 可編程序控制器的電源一般采用開(kāi)關(guān)式電可編程序控制器的電源一般采用開(kāi)關(guān)式電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。輕、效率高、抗干擾性能好。編

7、程器編程器第二節(jié)第二節(jié) PLC的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)形式 1按按 IO點(diǎn)數(shù)分類(lèi)點(diǎn)數(shù)分類(lèi)IO點(diǎn)數(shù)小于點(diǎn)數(shù)小于256為小型為小型PLC；IO點(diǎn)數(shù)在點(diǎn)數(shù)在2562048為中型為中型PLC；IO點(diǎn)數(shù)大于點(diǎn)數(shù)大于2048為大型為大型PLC； 整體式整體式PLC：2按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式模塊式模塊式PLC：電源模塊電源模塊CPU模塊模塊IO模塊模塊底底 板板第三節(jié)第三節(jié) PLC對(duì)繼電控制的仿真對(duì)繼電控制的仿真 PLC取代繼電控制的前提：取代繼電控制的前提： 只能取代控制電路，不能取代主電路只能取代控制電路，不能取代主電路 一、繼電器控制線(xiàn)路一、繼電器控制線(xiàn)路二、二、PLC 控制線(xiàn)路控制線(xiàn)路 例例1:點(diǎn)

8、動(dòng)控制點(diǎn)動(dòng)控制 1硬件電路硬件電路2梯形圖梯形圖 例例2:連續(xù)控制連續(xù)控制 1硬件電路硬件電路2梯形圖梯形圖例例3:點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)控制點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)控制例例4 自動(dòng)門(mén)控制自動(dòng)門(mén)控制1微波人體檢測(cè)開(kāi)關(guān)：微波人體檢測(cè)開(kāi)關(guān)：K1、 K22控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的接觸器：控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的接觸器：KM1、KM23行程開(kāi)關(guān)：行程開(kāi)關(guān)：SQ1、SQ2第四節(jié)第四節(jié) 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 1.1.輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入輸出點(diǎn)數(shù) 2.2.用戶(hù)存貯器容量用戶(hù)存貯器容量 3.3.掃描速度掃描速度 4.4.編程指令的種類(lèi)和功能編程指令的種類(lèi)和功能 5.5.內(nèi)部寄存器的配置和容量?jī)?nèi)部寄存器的配置和容量 6.PC6.PC的擴(kuò)展能力。

9、的擴(kuò)展能力。第五節(jié)第五節(jié) PLC工作方式工作方式 清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等，并進(jìn)行自診斷，清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時(shí)器等，并進(jìn)行自診斷，對(duì)電源、對(duì)電源、PLC內(nèi)部電路、用戶(hù)程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查。內(nèi)部電路、用戶(hù)程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢查。 PLC內(nèi)部具有自監(jiān)視、自診斷功能內(nèi)部具有自監(jiān)視、自診斷功能,定期檢查用戶(hù)程序存儲(chǔ)定期檢查用戶(hù)程序存儲(chǔ)器、器、I/O單元的連接、單元的連接、I/O總線(xiàn)是否正常等總線(xiàn)是否正常等, 如果有錯(cuò)，如果有錯(cuò)，CPU停止運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。停止運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。PLC之間以及之間以及PLC與與PC之間；之間； PLC與其他帶微處理器與其他帶微處理器的智能裝置通信的智能裝置

10、通信編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī)編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機(jī) 從第一條指令開(kāi)始，順序執(zhí)行。從輸入暫存器讀入，結(jié)果從第一條指令開(kāi)始，順序執(zhí)行。從輸入暫存器讀入，結(jié)果送到輸出暫存器。送到輸出暫存器。數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/輸出掃描階段。就是把輸入端讀入輸入暫存器輸出掃描階段。就是把輸入端讀入輸入暫存器，把輸出暫存器的內(nèi)容傳送給輸出狀態(tài)鎖存器，直至傳，把輸出暫存器的內(nèi)容傳送給輸出狀態(tài)鎖存器，直至傳送到外部被控設(shè)備。送到外部被控設(shè)備。一、工作方式一、工作方式掃描時(shí)間掃描時(shí)間:PC:PC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描過(guò)程。每一次的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描過(guò)程。每一次掃描所用

11、的時(shí)間稱(chēng)為掃描時(shí)間，也可稱(chēng)為掃描周期或工作周期。掃描所用的時(shí)間稱(chēng)為掃描時(shí)間，也可稱(chēng)為掃描周期或工作周期。二、二、 I/O I/O響應(yīng)時(shí)間的大小與以下因素有關(guān)響應(yīng)時(shí)間的大小與以下因素有關(guān)輸入延遲輸入延遲: 輸入電路濾波時(shí)間，它由輸入電路濾波時(shí)間，它由RC濾波電路的時(shí)間濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定。改變時(shí)間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時(shí)間。常數(shù)決定。改變時(shí)間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時(shí)間。 PLC循環(huán)掃描的工作方式循環(huán)掃描的工作方式輸出延遲輸出延遲:輸出電路的滯后時(shí)間，它與輸出電路的輸出方式輸出電路的滯后時(shí)間，它與輸出電路的輸出方式有關(guān)。繼電器輸出方式的滯后時(shí)間為有關(guān)。繼電器輸出方式的滯后時(shí)間為10ms左右；雙向晶閘管左

12、右；雙向晶閘管輸出方式，在接通負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間約為輸出方式，在接通負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間約為1ms，切斷負(fù)載時(shí)滯，切斷負(fù)載時(shí)滯后時(shí)間小于后時(shí)間小于10ms；晶體管輸出方式的滯后時(shí)間小于；晶體管輸出方式的滯后時(shí)間小于1ms。最短響應(yīng)時(shí)間最短響應(yīng)時(shí)間= =輸入延遲時(shí)間輸入延遲時(shí)間+ +一個(gè)掃描周期一個(gè)掃描周期+ +輸出延遲時(shí)間輸出延遲時(shí)間三、輸入輸出延遲時(shí)間三、輸入輸出延遲時(shí)間最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間= =輸入延遲時(shí)間輸入延遲時(shí)間+ +二個(gè)掃描周期二個(gè)掃描周期+ +輸出延遲時(shí)間輸出延遲時(shí)間例例1：用：用PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停 1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 明確控制要求：實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停明確

13、控制要求：實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單向啟停 選擇設(shè)備選擇設(shè)備: 原則：輸入輸出的點(diǎn)數(shù)原則：輸入輸出的點(diǎn)數(shù) PLC的內(nèi)存容量、的內(nèi)存容量、PLC的指令系統(tǒng)的指令系統(tǒng) 選擇選擇IO接口模塊的型號(hào)接口模塊的型號(hào) A/D、D/A等特殊接口部件的選擇等特殊接口部件的選擇 其它外圍設(shè)備，如通信聯(lián)網(wǎng)、編程器等其它外圍設(shè)備，如通信聯(lián)網(wǎng)、編程器等 選定選定: 西門(mén)子西門(mén)子S7-200 第六節(jié) PLC的使用步驟2. I/O2. I/O分配分配 輸入輸入 I0.0 SB1 I0.0 SB1啟動(dòng)輸入啟動(dòng)輸入 I0.1 SB2 I0.1 SB2停止輸入停止輸入 輸出輸出 Q0.0 Q0.03.3.硬件電路硬件電路4.軟件電路 LD I0.0 LD I0.0 O O Q0.0Q0.0 AN AN I0.1I0.1 = = Q0.0Q0.0 5 5、編輯程序、調(diào)試程序、編輯程序、調(diào)試程序6 6、保存程序、保存程序例例2：異部電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：異部電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 課堂小測(cè)驗(yàn)：課堂小測(cè)驗(yàn)：1.PLC有哪幾部分組成？有哪幾有哪幾