《可編程控制器應(yīng)用》課件-項(xiàng)目一 任務(wù)一 可編程控制器的硬件知識(shí)

可編程序控制器及其應(yīng)用項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)

任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)實(shí)訓(xùn)一FXIN—40MRPLC的認(rèn)識(shí)任務(wù)二可編程控制器的軟件知識(shí)實(shí)訓(xùn)2繼電器控制電路圖的繪制實(shí)訓(xùn)三梯形嵊程序的編制目錄知識(shí)目標(biāo)

1、了解可編程控制器的產(chǎn)生、發(fā)展和特點(diǎn)。

2、了解FX1N系列可編程控制器的面板結(jié)構(gòu)。

3、了解可編程控制器的輸入、輸出點(diǎn)位及接線。

4、了解可編程控制器的工作原理。。能力目標(biāo)

1、認(rèn)識(shí)可編程控制器及其面板結(jié)構(gòu)和各部分的功能。

2、會(huì)對(duì)可編程控制器的輸入輸出端接線。

3、學(xué)會(huì)填寫實(shí)訓(xùn)工作頁(yè)。情感目標(biāo)

1、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作習(xí)慣。

2、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)可編程控制器學(xué)習(xí)的興趣。

3、遵守操作規(guī)程，養(yǎng)成安全用電的工作習(xí)慣。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)

隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到了幾乎所有的控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)必須具有極高的靈活性和可靠性，可編程序控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的。一、PLC如何控制電動(dòng)機(jī)工作一、可編程控制器的產(chǎn)生及特點(diǎn)PLC的產(chǎn)生任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)1968年美國(guó)通用汽車公司（GM）公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代機(jī)電控制盤以改善生產(chǎn)。公司提出十項(xiàng)指標(biāo)：1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2）維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；4）體積小于繼電器控制系統(tǒng)；5）數(shù)據(jù)可以直接送入計(jì)算機(jī)；6）成本可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；9）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；10）用戶存儲(chǔ)器容量大于4K字節(jié)。PLC的由來任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功第一臺(tái)可編程控制器PDP—14，有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)算功能，稱為PLC（ProgrammableLogicController），早期PLC采用存儲(chǔ)程序指令完成順序控制而設(shè)計(jì)，僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、記數(shù)等順序控制功能，用于開關(guān)量的控制。PLC的由來任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在1987年2月頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案（第三稿）中對(duì)PLC作了如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，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，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)?！盤LC的定義PLC定義任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；（2）編程簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)施工周期短；（3）控制程序可變，硬件配置方便；（4）功能完善；（5）體積小、重量輕、功耗低。綜上所述，PLC的優(yōu)越性能使其在工業(yè)上得到迅速普及。目前，PLC在家庭、建筑、電力、交通、商業(yè)等眾多領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。PLC的特點(diǎn)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)按I/O點(diǎn)數(shù)：PLC可分為小型、中型、大型等。1、I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC，2、I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC，3、I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為中型PLC，4、I/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC，5、I/O點(diǎn)數(shù)超過8192點(diǎn)的為超大型PLC。PLC的分類任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)PLC的分類按結(jié)構(gòu)形式，PLC可分為整體式、模塊式、緊湊式等整體式

模塊式緊湊式任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)PLC的發(fā)展PLC從產(chǎn)生到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從簡(jiǎn)單邏輯控制到運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理和聯(lián)網(wǎng)通信的發(fā)展。目前，PLC的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在規(guī)?；?、高性能、多功能、模塊智能、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化等幾個(gè)方面。1）、產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展2）、高性能、高速度、大容量發(fā)展3）、模塊智能化發(fā)展4）、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展5）、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)小結(jié)PLC是在傳統(tǒng)繼電控制線路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它比傳統(tǒng)繼電控制線路更完善、更方便、更穩(wěn)定，也更能適應(yīng)環(huán)境，所以在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起到了重要的作用，PLC今后會(huì)往智能化的方向發(fā)展，更好的適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的要求。特點(diǎn)小結(jié)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)一、PLC如何控制電動(dòng)機(jī)工作二、三菱FX1N系列可編程控制器的結(jié)構(gòu)

預(yù)習(xí)每個(gè)小組領(lǐng)取一臺(tái)PLC,結(jié)合教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)時(shí)注意做好筆記預(yù)習(xí)提綱：1、可編程控制器的面板組成：2、PLC的輸入端的組成：3、PLC的輸出端的組成：4、PLC的輸入輸出繼電器的表示方法：5、PLC的輸出端子與公共端的對(duì)應(yīng)關(guān)系：6、PLC的操作面板組成及各部分的作用：7、狀態(tài)指示欄的組成及各部分的作用：任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)一、PLC如何控制電動(dòng)機(jī)工作二、三菱FX1N系列可編程控制器的結(jié)構(gòu)FX1N系列PLC的面板

輸入接線端輸出接線端操作面板狀態(tài)指示欄組成：輸入狀態(tài)指示欄輸出接線端操作面板輸入接線端輸出狀態(tài)指示欄型號(hào)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)

電源輸入端：交流、單相100-240V、相線L、中線N、接地線PE

輸入接線端輸入公共端：COM輸入接線端：共24個(gè)：

X0---X7X10---X17X20---X27任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)輸入接線端2、外接電輸入公共端子COM：在外接傳感器、按鈕、行程開關(guān)等外部信號(hào)元件時(shí)必須接的一個(gè)公共端子。1、外接電源端子：圖中方框內(nèi)的端子，為PLC的外部電源端子（L、N、PE），通過這部分端子外接PLC的外部電源（AC220V）。3、+24V電源端子：PLC自身為外部設(shè)備提供的直流24V電源，多用于三端傳感器。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)輸入接線端5、“.”端子：帶有“.”符號(hào)的端子表示該端子未被使用，不具功能。4、X端子：X端子為輸入（IN）繼電器的接線端子，是將外部信號(hào)引入PLC的必經(jīng)通道。6、輸入指示燈：為PLC的輸入（IN）指示燈，PLC有正常輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)的指示燈亮。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)輸出接線端24V直流輸出端：用于傳感器或其他小容量負(fù)載的供給電源。輸出公共端：COM輸出接線端：共16個(gè)：

Y0—Y7、Y10--Y17輸出公共端子COM：此端子為PLC輸出公共端子，在PLC連接交流接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等負(fù)載時(shí)必須連接的一個(gè)端子。在負(fù)載使用相同電壓類型和等級(jí)時(shí)：則將COM1、COM2、COM3、COM4用導(dǎo)線短接起來就可以了。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系公共端子輸出端子第一組COM0Y0第一組COM1Y1第一組COM2Y2---Y5第一組COM3Y10---Y13第一組COM4Y14---Y17對(duì)應(yīng)關(guān)系任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)輸出端子和指示燈1、在負(fù)載使用不同電壓類型和等級(jí)時(shí)：對(duì)于共用一個(gè)公共端子的同一組輸出，必須用同一電壓類型和同一電壓等級(jí)，但不同的公共端子組可使用不同的電壓類型和電壓等級(jí)。

2、Y端子：Y端子為PLC的輸出（OUT）繼電器的接線端子，是將PLC指令執(zhí)行結(jié)果傳遞到負(fù)載側(cè)的必經(jīng)通道。

3、輸出指示燈：當(dāng)某個(gè)輸出繼電器被驅(qū)動(dòng)后，則對(duì)應(yīng)的Y指示燈就會(huì)點(diǎn)亮。PLC輸出端子和指示燈任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)輸出端子和指示燈4、輸出形式：R—繼電器輸出T—晶體管輸出

S—晶閘管輸出5、特殊品種區(qū)別:D——DC電源，DC輸入

A1——AC電源，AC輸入

H——大電流輸出擴(kuò)展模塊（1A/1點(diǎn)）

V——立式端子排的擴(kuò)展模塊

C——接插口輸入輸出方式

F——輸入濾波器1ms的擴(kuò)展模塊

L——TTL輸入型擴(kuò)展模塊

S——獨(dú)立端子（無公共端）PLC輸出端子和指示燈任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)操作面板

模式轉(zhuǎn)換開關(guān)用來改變PLC的工作模式，PLC電源接通后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到RUN位置上，則PLC的運(yùn)行指示燈（RUN）發(fā)光，表示PLC正處于運(yùn)行狀態(tài)；將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到STOP位置上，則PLC的運(yùn)行指示燈（RUN）熄滅，表示PLC正處于停止?fàn)顟B(tài)。操作面板任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)通訊接口通訊接口用來連接手編器或電腦，通訊線一般有手持式編程器通訊線和電腦通訊線兩種，通訊線與PLC連接時(shí)，務(wù)必注意通訊線接口內(nèi)的“針”與PLC上的接口正確對(duì)應(yīng)后才可將通訊線接口用力插入PLC的通訊接口，避免損壞接口。通訊接口任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)PLC的狀態(tài)指示燈PLC的狀態(tài)指示燈POWERRUNERROR指示燈指示燈的狀態(tài)與當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)POWER電源指示燈（綠燈）

PLC接通220V交流電源后，該燈點(diǎn)亮，正常時(shí)僅有該燈點(diǎn)亮表示PLC處于編輯狀態(tài)。RUN運(yùn)行指示燈（綠燈）

當(dāng)PLC處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，該燈點(diǎn)亮。ERROR程序出錯(cuò)指示燈(紅燈)

如果該指示燈閃爍,說明出現(xiàn)以下類型的錯(cuò)誤:1、程序語(yǔ)法錯(cuò)誤。

2、鋰電池電壓不足。

3、定時(shí)器或計(jì)數(shù)器未設(shè)置常數(shù)。

4、干擾信號(hào)使程序出錯(cuò)。

5、程序執(zhí)行時(shí)間超出允許時(shí)間，此燈連續(xù)亮任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)PLC型號(hào)1、系列序號(hào)：0、2、0N、2C、2N，即:FX0、FX2、FX0N、FX2C，F(xiàn)X2N

2、I/O總點(diǎn)數(shù)：16~256點(diǎn)PLC型號(hào)3、單元類型：

M—基本單元

E—輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊

EX—輸入專用擴(kuò)展模塊

EY—輸出專用擴(kuò)展模塊任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)小結(jié)與作業(yè)小結(jié)與作業(yè)【小結(jié)】：

本次課主要介紹了三菱FX1N系列PLC的面板結(jié)構(gòu)組成及使用方法。介紹了三菱FX1N系列PLC的型號(hào)及指示燈的含義。三菱FX1N系列PLC的面板上型號(hào)都是具有含義的，指示燈也是，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，選擇合適的輸入輸出點(diǎn)數(shù)的PLC就可以通過控制面板上的型號(hào)來判斷是否合適?！咀鳂I(yè)】：

完成工作頁(yè)任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)【知識(shí)目標(biāo)】：1、了解PLC的硬件組成部分；

2、了解PLC的軟件組成?！灸芰δ繕?biāo)】：1、能夠掌握PLC的硬件部分與PC機(jī)的區(qū)別與聯(lián)系；

2、能了解PLC的幾種編程語(yǔ)言。【教學(xué)重點(diǎn)】：PLC的硬件及軟件組成【教學(xué)難點(diǎn)】：PLC與外部設(shè)備的連接三、PLC的硬件結(jié)構(gòu)基本要求基本要求任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)可編程序控制器是專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，通常由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊功能模塊組成，PLC硬件組成硬件組成任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)4、基本單元內(nèi)設(shè)CPU、存儲(chǔ)器、I/O和電源等，是PLC的主要部分，可獨(dú)立工作。PLC硬件組成1、擴(kuò)展單元內(nèi)設(shè)電源，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)。3、基擴(kuò)展模塊用于增加I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)數(shù)比例，內(nèi)無電源，由基本單元和擴(kuò)展單元供電。2、特殊功能單元是一些特殊用途的裝置任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)PLC硬件組成1、可編程序控制器主要由中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源及編程器等外圍設(shè)備組成。硬件組成任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)三菱PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、CPU一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路集成在一塊芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路相連。

2、PLC的存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的地方?？删幊绦蚩刂破鞯拇鎯?chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)工作程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理等程序及各種系統(tǒng)參數(shù)，一般采用只讀存儲(chǔ)器ROM（PROM）。用戶存儲(chǔ)器用于存放用戶編制的控制程序。分為隨機(jī)存儲(chǔ)器（CMOSRAM）、光可擦寫只讀存儲(chǔ)器（EPROM）以及電可擦寫只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）等。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)三菱PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3、輸入輸出I/O接口是PLC與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。輸入部件是開關(guān)、按鈕、傳感器等。輸出部件是電磁閥、接觸器、繼電器。由于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的類別不同，為適應(yīng)控制的需要，PLCI/O具有不同的類別。輸入輸出接口有開關(guān)量輸入輸出接口、模擬量輸入輸出接口。

4、外部設(shè)備PLC可配有編程器、外部存儲(chǔ)器、打印機(jī)、EPROM寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)三菱PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)5、電源PLC內(nèi)部配有一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，可將PLC外部連接的電源電壓轉(zhuǎn)化為CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等電路工作所需的直流電源，并為外部輸入元件提供24V直流電源。需要注意的是，PLC負(fù)載的電源是由用戶另外提供的。任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)【知識(shí)目標(biāo)】：掌握PLC的工作過程?！灸芰δ繕?biāo)】：了解不同順序的梯形圖會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，使由PLC的工作過程造成的?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】：PLC工作過程的組成部分【教學(xué)難點(diǎn)】：如何理解PLC循環(huán)掃描的過程的連接。

三、PLC的工作原理基本要求基本要求任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)可編程控制器通過循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)，執(zhí)行用戶程序，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。CPU在每個(gè)掃描周期的開始掃描輸入模塊的信號(hào)狀態(tài)，并將其狀態(tài)送入到輸入映像寄存器區(qū)域；然后根據(jù)用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號(hào)，并將處理結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域，在每個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)，送入輸出模塊。PLC工作原理工作原理任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)每一次掃描所用的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期，在一個(gè)掃描周期內(nèi)可編程控制器工作過程分為三個(gè)階段：1.輸入采樣可編程控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。2．程序執(zhí)行在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束之處。并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入對(duì)應(yīng)的元件映像寄存器中。3．輸出刷新CPU將輸出映像寄存器的“0”/“1”狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。循環(huán)掃描工作過程工作過程任務(wù)一可編程控制器的硬件知識(shí)項(xiàng)目一可編程控制器的基本知識(shí)

1、組成器件：繼電器—接觸器控制電路是由各種真正的硬件繼電器組成，硬件繼電器觸頭易磨損。而PLC梯形圖則由許多所謂軟繼電器組成。這些軟繼電器實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的每一位觸發(fā)器，可以置“0”或置“