松下LC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)課件一

PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)7/6/20231

可編程序控制器問(wèn)世于1969年。是美國(guó)汽車制造工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。更新汽車型號(hào)必然要求加工生產(chǎn)線改變。正是從汽車制造業(yè)開(kāi)始了對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的挑戰(zhàn)。1968年美國(guó)GeneralMotors公司，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出10項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)。這就是著名的GM10條。第一章可編程控制器的基本知識(shí)第一節(jié)可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展一、可編程控制器的產(chǎn)生7/6/20232編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；維護(hù)方便，最好是插件式；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等；在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需很小變更；用戶程序存貯器容量至少能擴(kuò)展到4K。GM10條是可編程序控制器出現(xiàn)的直接原因：7/6/20233可編程控制器的發(fā)展及定義

1969年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并成功地應(yīng)用在GM公司的生產(chǎn)線上。這一時(shí)期它主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC(ProgrammableLogicController)。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使PLC從開(kāi)關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制領(lǐng)域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC(ProgrammableController)。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。7/6/20234

1985年1月國(guó)際電工委員會(huì)的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(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、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)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)”。7/6/20235PLC與傳統(tǒng)的繼電器邏輯相比

可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小。在需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器及計(jì)數(shù)繼電器的場(chǎng)合，PLC無(wú)需增加硬設(shè)備。隨著要求的變更PLC對(duì)程序修改方便。繼電器線路要想改變控制功能，必須變更硬接線，靈活性差。

具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可附加高性能模塊對(duì)模擬量進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制功能。7/6/20236PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比PLC繼承了繼電器系統(tǒng)的基本格式和習(xí)慣，對(duì)于有繼電器系統(tǒng)方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，尤其是現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員，學(xué)習(xí)起來(lái)十分方便。PLC一般是由電氣控制器的制造廠家研制生產(chǎn)，各廠家的產(chǎn)品不通用。工業(yè)控制機(jī)是由通用計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，一般由微機(jī)廠、芯片及板卡制造廠開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。它在硬件結(jié)構(gòu)方面的突出優(yōu)點(diǎn)是總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，產(chǎn)品兼容性強(qiáng)。PLC的運(yùn)行方式與工業(yè)控制機(jī)不同，微機(jī)的許多軟件不能直接使用。工業(yè)控制機(jī)可使用通用微機(jī)的各種編程語(yǔ)言，對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。但它要求使用者具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。7/6/20237PLC和工業(yè)控制機(jī)都是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的。都具有很高的可靠性。PLC一般具有模塊結(jié)構(gòu)，可以針對(duì)不同的對(duì)象進(jìn)行組合和擴(kuò)展。7/6/20238

第二節(jié)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7/6/20239PLC各部分的作用

CPU診斷PLC電源、內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。采集現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并送人PLC的寄存器中。逐條讀取指令，完成各種運(yùn)算和操作。將處理結(jié)果送至輸出端。響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求。7/6/202310PLC各部分的作用存儲(chǔ)器

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：用以存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。PLC出廠前已將其固化在只讀存儲(chǔ)器ROM或PROM中，用戶不能更改。用戶存儲(chǔ)器：包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。這類存儲(chǔ)器一般由低功耗的CMOS-RAM構(gòu)成，其中的存儲(chǔ)內(nèi)容可讀出并更改。注意：PLC產(chǎn)品手冊(cè)中給出的“存儲(chǔ)器類型”和“程序容量”是針對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的。7/6/202311PLC各部分的作用輸入輸出接口電路輸入接口電路：采用光電耦合電路，將限位開(kāi)關(guān)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。

PLC的輸入接口電路（直流輸入型）

7/6/202312PL欺C各部葵分的舟作用輸出瓶接口暗電路陵：采用鋤光電境耦合拍電路粒，將CP垮U處理國(guó)過(guò)的駐信號(hào)周轉(zhuǎn)換驚成現(xiàn)鞠場(chǎng)需隨要的執(zhí)強(qiáng)電喜信號(hào)甘輸出旬，以驅(qū)末動(dòng)接祖觸器殼、電狠磁閥嫂等外襯部設(shè)捐備的殼通斷割電。有三犬種類鐮型：繼電器輸出型繼電俯器輸藝出型：為有很觸點(diǎn)譜輸出挽方式振，用嶺于接五通或師斷開(kāi)開(kāi)關(guān)蘭頻率河較低玩的直流幟負(fù)載或交流剪負(fù)載回路。6/宮30謹(jǐn)/2耽02姻313（b）晶閘管輸出型（c）晶體管輸出型（NPN集電極開(kāi)路）（d）

晶體管輸出型（PNP集電極開(kāi)路）晶體東管輸摩出型：為無(wú)岸觸點(diǎn)幕輸出視方式禮，用攪于接過(guò)通或故斷開(kāi)開(kāi)關(guān)畫頻率朱較高鎖的直流電源蓮負(fù)載紐奉。晶閘傲管輸兔出型摸：為無(wú)鼓觸點(diǎn)卸輸出臥方式帳，用頂于接液通或棗斷開(kāi)開(kāi)關(guān)罪頻率暮較高規(guī)的交流電源欺負(fù)載經(jīng)。6/割30盤/2克02積314電源PL狐C的電搜源是指館將外孝部輸醉入的珍交流孝電處貴理后栽轉(zhuǎn)換章成滿關(guān)足PL組C的CP動(dòng)U、存儲(chǔ)添器、庫(kù)輸人桶輸出避接口熟等內(nèi)校部電則路工隔作需似要的直流薄電源團(tuán)電路盲或電縫源模辱塊。許多PL遲C的直般流電溜源采悉用直憤流開(kāi)栽關(guān)穩(wěn)能壓電給源，蛋不僅奔可提醒供多俗路獨(dú)華立的通電壓供內(nèi)乓部電笨路使多用，而且還可額為輸炸入設(shè)勝備提軍供標(biāo)展準(zhǔn)電巖源。6/閘30書(shū)/2課02慮315手持牛編程視器手持漁編程猛器采歪用助記悲符語(yǔ)掃言編豈程，具雜有編碑輯、槳檢索漂、修缺改程嶺序、揀進(jìn)行曠系統(tǒng)恒設(shè)置僅、內(nèi)臥存監(jiān)皺控等宏功能培。可識(shí)一機(jī)據(jù)多用圣，具值有使灣用方魯便、橫價(jià)格門低廉宜的特位點(diǎn)。缺點(diǎn)侄：不夠片直觀可通堤過(guò)PL紛C的RS顫23除2外設(shè)誓通訊鳥(niǎo)口(或RS應(yīng)42銜2口配苦以適姜配器)與計(jì)塵算機(jī)滋聯(lián)機(jī)掏，利用芽專用豆工具具軟件（NP悶ST－GR、FP逆SO演FT、FP緊WI艘N－GR）對(duì)PL倚C進(jìn)行掏編程貼和監(jiān)半控。利用光計(jì)算染機(jī)進(jìn)在行編足程和鋪監(jiān)控銹比手雨持編加程工決具更選加直伙觀和險(xiǎn)方便烈。6/飛30怖/2裂02時(shí)316輸入防輸出I／0擴(kuò)展特接口若主紐奉機(jī)單本元的I／O點(diǎn)數(shù)躲不能嚼滿足碎需要篩時(shí)，可通拘過(guò)此哲接口柳用扁然平電終纜線糠將I／O擴(kuò)展薄單元奶與主脂機(jī)相匯連，商以增加I／O點(diǎn)數(shù)。PL貸C的最黨大擴(kuò)磁展能跌力主喝要受CP航U尋址帥能力綿和主鳴機(jī)驅(qū)訊動(dòng)能襲力的限知制。6/若30咐/2勒02嫁317第三捧節(jié)搏可跌編程核控制疲器的垃原理編及技術(shù)房誠(chéng)性能PL典C的基啦本工符作原趁理微機(jī)澇：等待疲命令的工圖作方窗式PL冷C：循環(huán)渣掃描的工腿作方宜式CP眉U從第槍一條影指令翁開(kāi)始探按指耐令步石序號(hào)藝作周呈期性蔑的循綱環(huán)掃牛描，過(guò)如果無(wú)跳針轉(zhuǎn)指恢令,則從眾第一連條指蘇令開(kāi)他始逐煌條順磚序執(zhí)希行用展戶程惱序，辱直至稠遇到樸結(jié)束憶符后豆又返避回第擾一條攝指令，周而來(lái)復(fù)始嘆不斷逃循環(huán)君，每香一個(gè)名循環(huán)春稱為一個(gè)鳳掃描夾周期逗。6/搭30箭/2孤02伯318一個(gè)棍掃描輕周期拿主要伐分為柳三個(gè)電階段語(yǔ)：輸入慎刷新旁階段程序應(yīng)執(zhí)行劍階段輸出模刷新謝階段輸入刷新程序執(zhí)行輸出刷新一個(gè)掃描周期輸入刷新PL牽C的到掃描隙工作治過(guò)程用戶輸出設(shè)備輸入端子輸入鎖存器輸入映象寄存器輸出映象寄存器輸出鎖存器輸出端子程序執(zhí)行用戶輸入設(shè)備寫讀讀6/院30男/2攪02啦319PL分C的基雄本工革作原蔑理由于俯輸入門刷新潛階段均是緊橡接輸僻出刷形新階欄段后透馬上錯(cuò)進(jìn)行顆的，回所以流亦將漁這兩個(gè)驚階段坑統(tǒng)稱尾為I／O刷新設(shè)階段則。實(shí)際迷上，船除了焰執(zhí)行練程序赤和I／O刷新偉外，PL峽C還要體進(jìn)行部各種孟錯(cuò)誤填檢測(cè)(自診嶄斷功痰能)并與臨編程留工具局通訊約，這怖些操永作統(tǒng)堡稱為擊“監(jiān)層視服編務(wù)”閘。一朵般在救程序抬執(zhí)行尼后進(jìn)刮行。掃描田周期燃的長(zhǎng)磨短主東要取析決于叮程序善的長(zhǎng)潮短。由于飼每一閣個(gè)掃轟描周渠期只榨進(jìn)行策一次I／0刷新謙，故險(xiǎn)使系蜜統(tǒng)存在盾輸入濱、輸蹲出滯乞后現(xiàn)花象。這對(duì)沉于一良般的旅開(kāi)關(guān)御量控題制系礦統(tǒng)不旱但不始會(huì)造假成影抹響，反而雹可以增強(qiáng)晃系統(tǒng)封的抗精干擾進(jìn)能力詢。但對(duì)祥于控歷制時(shí)暢間要液求較密嚴(yán)格仿、響醬應(yīng)速燭度要猾求較陪快的戚系統(tǒng)語(yǔ)，就另需要泰精心城編制繪程序棍，必克要時(shí)跳采用墾一些波特殊渣功能水，以夢(mèng)減少遭因掃者描周偉期造遺成的需響應(yīng)講滯后舞。6/較30意/2賄02富320PL畏C的主賴要技腿術(shù)指頑標(biāo)輸入汪／輸域出點(diǎn)寶數(shù)（I/統(tǒng)O點(diǎn)數(shù)街）內(nèi)存雖容量注意袍：“內(nèi)存芒容量各”實(shí)掉際是尸指用頓戶程貝序容虹量，庭不包繪括系毫統(tǒng)程劫序存懸儲(chǔ)器坑的容怠量。掃描勾速度(單位嘴：ms／k或μs薯/步。)指令趙條數(shù)內(nèi)部癥繼電振器和汁寄存艱器數(shù)販目編程紐奉語(yǔ)言芒及編瞎程手島段高級(jí)俗模塊主控哀模塊這可實(shí)斃現(xiàn)基降本控碼制功洲能，高級(jí)沿模塊掌可實(shí)睛現(xiàn)一冠些特溝殊的性專門斯功能谷。如A／D和D／A轉(zhuǎn)換隙模塊鵝等毯。6/雜30果/2待02秋321PL直C的內(nèi)誰(shuí)存分傲配及I／O點(diǎn)數(shù)I／0繼電凍器區(qū)牽：I／0區(qū)的甜寄存爺器可直恩接與PL裳C外部郵的輸填入、帳輸出獨(dú)端子瓶傳遞負(fù)信息荷，具有公“繼容電器恢”的半功能冤，有猛自己郊的“筋線圈益”和紋“觸接點(diǎn)”磁。故住常稱噸為“I／0繼電兇器區(qū)陸”。內(nèi)部汗通用杜繼電敵器區(qū)跌：只能突在PL灣C內(nèi)部避使用辯，其作擁用與接中間許繼電鍵器相宮似，是在程黨序控刷制中略可存斗放中貴間變花量。數(shù)據(jù)檢寄存虜器區(qū)：只能拒按字軌使用，不楚能按幟位使憐用。彈一般愛(ài)只用脾來(lái)存放閘各種草數(shù)據(jù)。特殊添繼電世器、個(gè)寄存褲器區(qū)：被系以統(tǒng)內(nèi)鄰部占瓣用，專門啦用于習(xí)某些只特殊丑目的為，一藏般不能享由用媽戶任敏意占斷用。系統(tǒng)疑寄存餐器區(qū)芹：用來(lái)存放膜各種饅重要?jiǎng)P信息瘦和參診數(shù)。通過(guò)癥用戶桃程序越，不料能讀廁取和遺修改時(shí)系統(tǒng)換寄存裁器的鎖內(nèi)容棒。6/松30貧/2輝02弦322第四釣節(jié)殊P艱LC架的分犯類及果功能PL膚C的分稻類按結(jié)搖構(gòu)形暖式分跌類整體血式模塊啞式按功蹦能分婆類低檔兆機(jī)中檔江機(jī)高檔逮機(jī)分類I／0點(diǎn)數(shù)程序容量超小型機(jī)64點(diǎn)以內(nèi)256～1000字節(jié)小型機(jī)64～2561～3.6K字節(jié)中型機(jī)256～20483.6～13K字節(jié)大型機(jī)2048以上13K字節(jié)以上3.按I捎／O昆點(diǎn)數(shù)老和程鑄序容作量分述類6/歸30飯/2富02乞323PL響C的主從要功科能條件傷控制緒功能定時(shí)鵲／計(jì)取數(shù)控?fù)沃乒σ軘?shù)據(jù)犁處理偷功能步進(jìn)袖控制如功能A／D與D／A轉(zhuǎn)換司功能運(yùn)動(dòng)娃控制淘功能過(guò)程題控制悉功能擴(kuò)展掙功能遠(yuǎn)程I／0功能通信攪聯(lián)網(wǎng)急功能監(jiān)控艷功能6/去30林/2焦02陽(yáng)324第五炎節(jié)練P變LC丹的特帝點(diǎn)、頓應(yīng)用邪場(chǎng)合酷和發(fā)尊展趨爸勢(shì)PL免C的主慕要特防點(diǎn)可靠潮性高真、抗聯(lián)干擾毫能力錘強(qiáng)。主要乒有以貸下幾省個(gè)方脊面：隔離(采用理光電嘗耦合孟器)濾波對(duì)PL速C的內(nèi)尚部電暢源采偵取了恨屏蔽繪、穩(wěn)凳壓、我保護(hù)籌等措某施。設(shè)置事了連蠟鎖、飯環(huán)境足檢測(cè)飯與診肆斷、Wa毀tc駁hd稠og等電芽路。利用跑系統(tǒng)網(wǎng)軟件杏定期墳進(jìn)行滴系統(tǒng)睜狀態(tài)高、用雞戶程倡序、德工作晌環(huán)境鼻和故害障檢遣測(cè)。對(duì)用告戶程蝴序及恢動(dòng)態(tài)揪工作側(cè)數(shù)據(jù)菌進(jìn)行舍電池艦備份堆。采用堡密封吵、防揀塵、咳抗振和的外鑄殼封雕裝結(jié)秘構(gòu)。以集別成電襪路為?；狙涸Γ瑑?nèi)筒部處吃理過(guò)伴程不那依賴駱于機(jī)欣械觸知點(diǎn)。采用屈循環(huán)鉛掃描水的工厲作方屆式，也提則高了畜抗干臥擾能耗力。6/閃30灰/2臂02懂325可實(shí)擴(kuò)現(xiàn)三愁電一宅體化將電歸控(邏輯略控制)、電儀(過(guò)程高控制)和電結(jié)(運(yùn)動(dòng)器控制)集于狗一體歐，可娛以方故便、桌靈活桐地組饑合成莊各種質(zhì)不同倚規(guī)模潛和要偶求的喂控制堂系統(tǒng)鮮。編程邁簡(jiǎn)單諸、使箏用方呈便、昂柔性孩好體積災(zāi)小、驅(qū)重量生輕、踏功耗查低6/董30蠢/2曉02械326PL盯C的應(yīng)竄用場(chǎng)艷合邏輯腰控制：可床取代妖傳統(tǒng)蛋繼電拆器系候統(tǒng)和懇順序乞控制婚器。琴如各法種機(jī)注床、依自動(dòng)刮電梯喬、裝渠配生嚼產(chǎn)線催、電校鍍流誤水線高、運(yùn)揪輸和公檢測(cè)衰等的匙控制統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)冠控制：可戰(zhàn)用于旗精密率金屬型切削扎機(jī)床策、機(jī)遙械手旗、機(jī)乒器人勇等設(shè)洋備的沃控制抖。過(guò)程塵控制：通濕過(guò)配促用A／D、D／A轉(zhuǎn)換偉模塊竟及智著能PI第D模塊無(wú)實(shí)現(xiàn)羊?qū)ι鷫井a(chǎn)過(guò)墨程中撲的溫冠度、井壓力掩、流頁(yè)量、隸速度抓等連末續(xù)變康化的召模擬胸量進(jìn)旨行閉堂環(huán)調(diào)美節(jié)控剪制。數(shù)據(jù)寬處理多級(jí)端控制：利用PL而C的網(wǎng)諷絡(luò)通西信功登能模千塊及效遠(yuǎn)程I／O控制憑模塊白實(shí)現(xiàn)這多臺(tái)PL知C之間胖、PL遵C與上紗位計(jì)新算機(jī)寫的鏈第接，鏡以完扒成較資大規(guī)耍模的惰復(fù)雜底控制葉。6/華30冠/2反02鹿327可編昏程控喚制器恰的發(fā)削展趨診勢(shì)在系費(fèi)統(tǒng)構(gòu)增成規(guī)邊模上向大嚷、小蔑兩個(gè)走方向弓發(fā)展；功能件不斷顛增強(qiáng)封，各凍種應(yīng)景用模巴塊不絲式斷推楊出好；產(chǎn)品彎更加規(guī)范屠化、呈標(biāo)準(zhǔn)恐化揪。6/惡30惡/2君02炮328第六攪節(jié)茂P役LC芳的幾遍種編莫程語(yǔ)在言不采條用微擔(dān)機(jī)的初編程暈語(yǔ)言狂，采橡用梯謙形圖潤(rùn)語(yǔ)言陣、指嶄令助青記符洲語(yǔ)言撥、控梅制系淚統(tǒng)流鋸程圖鼻語(yǔ)言搜、布身爾代房誠(chéng)數(shù)語(yǔ)胸言等壘。其其中梯形鎖圖、李指令德助記闖符語(yǔ)犁言最糟為常摔用。PL高C的此設(shè)計(jì)激和生頭產(chǎn)至粥今尚俱無(wú)國(guó)垮際統(tǒng)歐一標(biāo)皮準(zhǔn)，不同暫廠家屑所用弓語(yǔ)言套和符裂號(hào)也歉不盡覆相同境。但它針們的戲梯形影圖語(yǔ)疑言的代基本兩結(jié)構(gòu)寨和功重能是大同糧小異的。6/建30譜/2