機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題7 PLC與繼電器控制電路的比較

【項(xiàng)目分析】

學(xué)習(xí)PLC的基本概念，通過(guò)繼電器-接觸器控制電路與PLC控制的比較，初步認(rèn)識(shí)PLC及其控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)PLC硬件構(gòu)成及編程語(yǔ)言，并學(xué)會(huì)PLC控制電路的安裝與接線。項(xiàng)目3

認(rèn)識(shí)PLC機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知1.初步認(rèn)識(shí)PLC，了解PLC的基本功能、結(jié)構(gòu)與工作原理。2.初步了解FX3UPLC的技術(shù)性能。應(yīng)會(huì)

初步掌握PLC的接線方法。項(xiàng)目3

認(rèn)識(shí)PLC機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)3.1PLC與繼電器控制電路的比較項(xiàng)目3

認(rèn)識(shí)PLC機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.簡(jiǎn)略復(fù)習(xí)“項(xiàng)目2”的內(nèi)容；2.簡(jiǎn)略介紹教材“項(xiàng)目3”的主要教學(xué)內(nèi)容與8～16學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。3.簡(jiǎn)略介紹本次課（任務(wù)3.1）的主要教學(xué)內(nèi)容與4～8學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。

可編程控制器（簡(jiǎn)稱“PLC”）是一種專門用于工業(yè)控制的電子計(jì)算機(jī)。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)曾對(duì)PLC作出了如下定義：“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)算等操作命令，并通過(guò)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(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的設(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)充功能的原則而設(shè)計(jì)?！?/p>

【基礎(chǔ)知識(shí)】什么是PLC？機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

在項(xiàng)目1中介紹的常用電動(dòng)機(jī)控制電路和在項(xiàng)目2中介紹的機(jī)床控制電路，屬于繼電器－接觸器控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)等控制對(duì)象的手動(dòng)和自動(dòng)控制，能夠在一定范圍內(nèi)適應(yīng)單機(jī)和生產(chǎn)自動(dòng)線的控制需要，因而在目前仍廣泛使用。但是隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)品更新?lián)Q代周期的縮短，繼電器－接觸器控制系統(tǒng)逐漸暴露出其使用的單一性和控制功能簡(jiǎn)單（局限于邏輯控制和定時(shí)、計(jì)數(shù)等簡(jiǎn)單控制）的缺點(diǎn)。因此迫切需要有一種能夠適應(yīng)產(chǎn)品更新快、生產(chǎn)工藝和流程經(jīng)常變化的控制要求的工業(yè)控制裝置來(lái)取代它。在20世紀(jì)60年代（1968年）提出了研制新型工業(yè)控制器的十項(xiàng)功能指標(biāo)，根據(jù)這十項(xiàng)指標(biāo)的要求，一年后研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并且成功地應(yīng)用在生產(chǎn)線上。在這一時(shí)期的可編程控制器雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但僅有邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能，只能進(jìn)行順序控制，故稱之為“可編程邏輯控制器”（ProgrammableLogicController），這就是PLC這一簡(jiǎn)稱的由來(lái)。【基礎(chǔ)知識(shí)】什么是PLC？機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

到了20世紀(jì)70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使PLC在處理速度和控制功能上都有了很大提高，不僅可以進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制，還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制，且具有數(shù)據(jù)處理、PID控制和數(shù)據(jù)通信功能，發(fā)展成為一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)裝置，因此于1980年命名為“可編程控制器”(ProgrammableController)，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)相混淆，所以在我國(guó)仍然習(xí)慣用PLC作為可編程控制器的簡(jiǎn)稱?！净A(chǔ)知識(shí)】什么是PLC？機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

用PLC取代繼電器-接觸器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制，不僅由于用軟件編程取代了硬接線，在改變控制要求時(shí)只需要改變程序而無(wú)需重新配線，而且由于用PLC內(nèi)部的“軟繼電器”取代了許多電器，從而大大減少了電器的數(shù)量、簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)的接線、減小了電氣控制柜的安裝尺寸，充分體現(xiàn)出設(shè)計(jì)、施工周期短，通用性強(qiáng)，可靠性高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。特別是PLC采用的梯形圖編程語(yǔ)言是以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言，一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地培訓(xùn)就可以掌握，所以又有人把PLC稱為“藍(lán)領(lǐng)計(jì)算機(jī)”。【基礎(chǔ)知識(shí)】什么是PLC？機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，PLC在處理速度、控制功能、通信能力以及控制領(lǐng)域等方面都不斷有新的突破，正朝著電氣控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。PLC技術(shù)、CAD/CAM/CAE（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造/計(jì)算機(jī)輔助工程）技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人已成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。因?yàn)楫?dāng)今的可編程控制系統(tǒng)已經(jīng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)為一體的新型的工業(yè)控制裝置，所以已被稱為“可編程計(jì)算機(jī)控制器”（ProgrammableComputerController），簡(jiǎn)稱PCC。可編程控制器的發(fā)展過(guò)程表明，它事實(shí)上已改變了當(dāng)初僅取代繼電器－接觸器控制系統(tǒng)的初衷，而發(fā)展成為在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中推廣速度最

快、應(yīng)用最廣的一種標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)備?！净A(chǔ)知識(shí)】什么是PLC？機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備1.由指導(dǎo)老師講解實(shí)訓(xùn)教室的規(guī)章制度和操作規(guī)程、安全規(guī)則。2.觀察教室的布置，如實(shí)驗(yàn)桌上電源的類型、儀表的種類、電源開關(guān)的位置等。3.熟悉實(shí)訓(xùn)使用的有關(guān)儀表和工具。完成本學(xué)習(xí)任務(wù)所需要的工具與器材、設(shè)備見表3-1。檢查和認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)教室提供的工具與器材、設(shè)備?？上扔芍笇?dǎo)教師介紹、講解和示范操作這些工具、儀表的使用方法和注意事項(xiàng)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟（P81）表3-1完成任務(wù)3.1所需設(shè)備、工具、器材明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟二：繼電器-接觸器控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路的安裝1.按圖3-1的(a)圖連接主電路；2.按圖3-1(b)圖連接控制電路，經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，合上QS接通電源；3.按下SB2→SB1→SB3，

觀察電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)→停機(jī)→反轉(zhuǎn)起動(dòng)的情況。P82圖3-1三相異步

電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟二：繼電器-接觸器控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路的安裝4.主電路不變，控制電路按圖3-1(c)圖接線；5.合上QS接通電源；按下SB2→電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)→按下SB3電動(dòng)機(jī)直接反轉(zhuǎn)→按下SB1→電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。6.比較圖3-1(b)和圖3-1圖(c)的控制效果。

步驟三：安裝PLC控制電路

⒈圖3-1電路(a)圖的主電路不

變，控制電路按圖3-2接線，連接好PLC的電源和輸入、輸出口的電器

（I/O分配表見表3-2）。P83圖3-2PLC控制電動(dòng)機(jī)

正反轉(zhuǎn)電路接線圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

步驟三：安裝PLC控制電路P83表3-2PLC的I/O分配表

⒉按照?qǐng)D3-1電路(b)圖的控制要求，由教師輸入如圖3-3所示的控制程序（梯形圖）；

P84圖3-3按圖3-1(b)圖控制

要求的程序梯形圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社輸入點(diǎn)地址所連接主令電器輸出點(diǎn)地址所控制負(fù)載X000停止按鈕SB1Y000正轉(zhuǎn)接觸器KM1X001正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2Y001反轉(zhuǎn)接觸器KM2X002反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3

工作步驟

步驟三：安裝PLC控制電路

⒊接通電源，讓學(xué)生操作控制按鈕SB2、SB1和SB3，體驗(yàn)控制效果，并與繼電器-接觸器控制的效果相比較。

⒋按照?qǐng)D3-1電路(c)圖的控制要求，由教師輸入如圖3-4所示的控制程序（梯形圖）；

⒌接通電源，讓學(xué)生操作控制按鈕SB2、SB1和SB3，體驗(yàn)直接正反轉(zhuǎn)的控制效果；

⒍比較兩個(gè)程序的控制效果，并

與繼電器-接觸器控制的效果相比較。

P84圖3-4按圖3-1(c)圖控制

要求的程序梯形圖

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工作步驟

步驟三：安裝PLC控制電路

【注意】由于學(xué)生初次接觸PLC，一般尚未掌握相關(guān)的知識(shí)與技能，所以在本任務(wù)中按圖3-2接線、輸入圖3-3和圖3-4的程序，以及接通電源調(diào)試程序等，均由教師進(jìn)行操作（演示）。

步驟四：總結(jié)與比較

教師與學(xué)生一起對(duì)（同樣控制要求下）繼電器-接觸器控制與PLC控制各自的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、分析和比較。

P84機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)記錄與分析】

完成實(shí)訓(xùn)的相關(guān)記錄。1.完成