《電氣控制及PLC綜合應(yīng)用技術(shù)》第2章

第2章PLC基礎(chǔ)知識(shí)2.1PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)2.2PLC的產(chǎn)生與定義2.3PLC的應(yīng)用、分類及程序語(yǔ)言2.4PLC的結(jié)構(gòu)2.5PLC的循環(huán)掃描工作方式2.6S7-200的主要指標(biāo)及接線端口2.1PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)1．PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成圖2-1內(nèi)裝PLC的電氣控制柜

圖2-2所示為繼電器電氣控制系統(tǒng)和PLC電氣控制系統(tǒng)框圖?？梢钥闯?，它們的控制方式不同，繼電器控制屬于繼電器硬件連線控制方式，PLC控制屬于存儲(chǔ)程序控制方式

圖2-2電氣控制系統(tǒng)框圖圖2-3PLC控制簡(jiǎn)圖（1）硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（2）控制邏輯更改方便（3）系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)方便2．PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)2.2PLC的產(chǎn)生與定義

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！?.3PLC的應(yīng)用、分類及程序語(yǔ)言用戶的PLC程序可以用如圖2-4所示的梯形圖語(yǔ)言或指令表語(yǔ)言編寫。1．PLC應(yīng)用（1）開(kāi)關(guān)量邏輯控制（2）模擬量控制（3）運(yùn)動(dòng)控制（4）多級(jí)控制2．PLC分類PLC按結(jié)構(gòu)形狀可分為整體式和模塊式。PLC按輸入/輸出接口（I/O接口）點(diǎn)數(shù)可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。3．PLC程序語(yǔ)言圖2-4程序梯形圖和指令表2.4PLC的結(jié)構(gòu)PLC主要由CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、通信接口和電源等幾部分組成，如圖2-5所示。1．中央處理器CPU2．存儲(chǔ)器3．電源4．通信接口圖2-5PLC的硬件結(jié)構(gòu)5．輸入接口輸入接口用來(lái)完成輸入信號(hào)的引入、濾波及電平轉(zhuǎn)換。圖2-6PLC輸入接口電路PLC的輸出接口有3種形式：繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出，如圖2-7所示6．輸出接口圖2-7PLC輸出接口電路表2-1 S7-200系列PLC輸出接口電路的規(guī)格表項(xiàng)目繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出負(fù)載電源最大范圍5～250VAC5～30VDC20.4～28.8V

DC40～264V

AC額定負(fù)載電源220V

AC、24V

DC24V

DC120/230V

AC電路絕緣機(jī)械絕緣光電耦合絕緣光電耦合絕緣負(fù)載電流（最大）2A/1點(diǎn)10A/公共點(diǎn)0.75A/1點(diǎn)6A/公共點(diǎn)0.5A/1點(diǎn)0.5A/公共點(diǎn)響應(yīng)時(shí)間斷→通約10ms2μs（Q0.0，Q0.1）15μs（其他）0.2ms+1/2AC周期通→斷約10ms10μs（Q0.0，Q0.1）130μs（其他）0.2ms+1/2AC周期脈沖頻率（最大）1Hz20kHz2.5PLC的循環(huán)掃描工作方式1．讀輸入2．執(zhí)行程序3．處理通信請(qǐng)求4．執(zhí)行CPU自診斷5．寫輸出圖2-8PLC循環(huán)掃描工作方式2.6S7-200的主要指標(biāo)及接線端口2.6.1S7-200的結(jié)構(gòu)及主要指標(biāo)1．S7-200PLC的結(jié)構(gòu)圖2-9S7-200系列CPU單元的結(jié)構(gòu)2．S7-200的主要指標(biāo)表2-2 S7-200主要技術(shù)指標(biāo)特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸（mm）90×80×6290×80×62120.5×80×62190×80×62程序存儲(chǔ)器可在運(yùn)行模式下編輯不可在運(yùn)行模式下編輯40964096409640968192122881638424576數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（B）20482048819210240掉電保持時(shí)間（h）5050100100本機(jī)I/O：數(shù)字量6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出擴(kuò)展模塊（個(gè)）0277高速計(jì)數(shù)器單相雙相4路30kHz2路20kHz4路30kHz2路20kHz6路30kHz4路20kHz6路30kHz4路20kHz脈沖輸出（DC）2路20kHz2路20kHz2路20kHz2路20kHz模擬電位器1122實(shí)時(shí)時(shí)鐘配時(shí)鐘卡配時(shí)鐘卡內(nèi)置內(nèi)置通信口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-485浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有I/O映像區(qū)256（128入/128出）布爾指令執(zhí)行速度0.22μs/指令2.6.2CPU224型PLC的外部端子圖圖2-10CPU224AC/DC/RLY端子圖分別表示電源相線、中線和接地線。交流電壓為85～265V。1L、2L、3L：輸出繼電器的公共端口。接輸出端所使用的電源。輸出各組之間是互相獨(dú)立的，這樣負(fù)載可以使用多個(gè)電壓系列（如AC220V、DC24V等）。Q0.0～Q1.1：輸出繼電器端子，負(fù)載接在該端子與輸出端電源之間。輸出繼電器用“Q”表示，S7-200系列PLC共128位，采用八進(jìn)制（Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.7，…，Q15.0～Q15.7）?！瘢簬c(diǎn)的端子上不要外接導(dǎo)線，以免損壞PLC。1．底部端子（輸入端子及傳感器電源）L＋：內(nèi)部24VDC電源正極，為外部傳感器或輸入繼電器供電。M：內(nèi)部24VDC電源負(fù)極，接外部傳感器負(fù)極或輸入繼電器公共端。1M、2M：輸入繼電器的公共端口。I0.0～I(xiàn)1.5：輸入繼電器端子，輸入信號(hào)的接入端。輸入繼電器用“I”表示，S7-200系列PLC共128位，采用八進(jìn)