PLC知識課件教學(xué)課件

1、PLC知識,一、PLC的概述,PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。,（一）PLC的特點,1可靠性高，抗干擾能力強 PLC的提高可靠性和抗干擾能力的措施有：屏蔽、濾波、隔離、故障診斷及自動恢復(fù)等。而且為了適應(yīng)特殊場合的需要，有的可編程控制器生產(chǎn)商還采用了冗余設(shè)計（通過多重備份來增加系統(tǒng)的可靠性）和差異設(shè)計，進一步提高了其可靠性。 2適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活由于可編程控制器產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采

2、用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴展方便，用戶可根據(jù)自己需要靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡各異的控制系統(tǒng)要求。,3編程方便，易于使用可編程控制器的編程可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言(Sequential Function Chart，SFC)，也稱功能圖，使編程更簡單方便。,4控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便可編程控制器中含有大量的相當(dāng)于中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等的“軟元件”。又用程序(軟接線)代替硬接線，安裝接線工作量少。設(shè)計人員只要有可編程控制器就可以進行控制系統(tǒng)設(shè)計，并可在實驗室進行模擬調(diào)試。 5維

3、修方便，維修工作量小可編程控制器有完善的自診斷，履歷情報存儲及監(jiān)視功能。可編程控制器對于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過它可以查出故障原因，便于迅速處理。 6功能完善除基本的邏輯控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算等功能外，配合特殊功能模塊還可以實現(xiàn)點位控制、PID運算、過程控制、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可與上位機通信，通過遠程模塊還可以控制遠方,例題：下列選項不是PLC的特點( )。 A、抗干擾能力強 B、編程方便 C、安裝調(diào)試方便 D、功能單一,D,（二）PLC的結(jié)構(gòu),各種PLC的組成結(jié)構(gòu)基本相同，主要有中央處理器(CPU)、存儲器（RAM 、ROM）

4、、輸入輸出單元（I/O接口）、電源和編程器等組成。,1、中央處理器(CPU),CPU是可編程控制器的核心，主要用于完成PLC運算、存儲和控制功能。CPU由控制器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。,2、存儲器,（1）系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器是用以存放系統(tǒng)程序。由只讀存儲器（ROM）組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電內(nèi)容不消失。 （2）用戶程序存儲器用戶程序存儲器用來存放用戶根據(jù)控制任務(wù)編寫的程序。用戶程序存儲器根據(jù)所選用的存儲器單元類型的不同，可以是RAM（隨機存儲器）、EPROM（可電擦除）或EEPROM存儲器，其內(nèi)容可以

5、由用戶任意修改或增刪。,3、輸入/輸出單元,（1）輸入接口 輸入接口具有很強的抗干擾能力。利用光電耦合器提高抗干擾能力。利用阻容濾波電路提高抗干擾能力。 （2）輸出接口 輸出接口電路有三種類型： 繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負載 晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負載 晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負載,4、電源,小型整體式可編程控制器內(nèi)部有一個開關(guān)式穩(wěn)壓電源。電源一方面可為CPU板，I/O板及擴展單元提供工作電源(5 V DC)，另一方面可為外部輸入元件（如傳感器）提供24 V DC (200 mA)電源。,5、擴展接口擴展接口用于將擴展單元與基本單元相連,使PLC的配置更加靈

6、活。 6、通信接口為了實現(xiàn)“人機”或“機機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機、其他的PLC或計算機相連。 7、編程器它的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。,8、智能輸入/輸出接口,試題選解： PLC的組成部分不包括（）。 A、CPU B、存儲器 C、外部傳感器 D、I/O口,C,（三）PLC的控制系統(tǒng)的組成,以可編程序控制器（PLC）為核心單元的控制系統(tǒng)稱為PLC控制系統(tǒng)。 PLC控制系統(tǒng)由控制器、編程器、信號輸入部件和信號輸出部件組成?？刂破饔奢斎氩糠?、邏輯部分和輸出部分組成，邏輯部分采用大規(guī)模集成電路構(gòu)成的微處理器和存儲器來組成。,

7、試題選解： 可編程序控制器采用大規(guī)模集成電路構(gòu)成的微處理器和( )來組成邏輯部分。 A、運算器 B、控制器 C、存儲器 D、累加器,C,（四）編程元件,1、輸入繼電器（X）它是PLC接收外部開關(guān)信號的接口，輸入繼電器常開觸點、常閉觸點使用次數(shù)不限。輸入繼電器采用八進制編址,試題選解： FX2N系列可編程序控制器輸入繼電器用( )表示。 A、X B、Y C、T D、C,A,2、輸出繼電器（Y）輸出繼電器是用來傳送信號到外部負載的元件。也采用八進制編址，F(xiàn)X系列PLC為Y0Y177，最多128點,試題選解： FX2N系列可編程序控制器輸出繼電器用( )表示。 A、X B、Y C、T D、C,B,3

8、、輔助繼電器（M）,（1）通用輔助繼電器通用輔助繼電器和輸出繼電器一樣，在PLC電源中斷后，其狀態(tài)將變?yōu)镺FF。當(dāng)電源恢復(fù)后，除因程序使其變?yōu)镺N外，其他仍保持OFF。,FX系列PLC通用輔助繼電器地址編號,（2）保持輔助繼電器保持輔助繼電器在PLC電源中斷后，它具有保持斷電前的瞬間狀態(tài)的功能，并在恢復(fù)供電后繼續(xù)斷電前的狀態(tài)。,FX系列PLC保持輔助繼電器地址編號,（3）特殊輔助繼電器(M8000M8255),觸點型特殊輔助繼電器: M8000：運行監(jiān)視，常開觸點，PLC運行（RUN）時觸點閉合。M8001與M8000相反邏輯。 M8002：初始脈沖，常開觸點，只在PLC開始運行的第一個掃描周

9、期內(nèi)得電。M8003與M8002相反邏輯。 M8011、M8012、M8013、M8014：分別為產(chǎn)生周期為10 ms、100 ms、1 s、1 mi時鐘脈沖，占空比均為0.5。,線圈型： M8033：若使其線圈得電，則PLC停止時保持輸出映象存儲器和數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容。 M8034：若使其線圈得電，則PLC的輸出全部禁止。 M8039：若使其線圈得電，則PLC按D8039中指定的掃描時間工作。,例題：在PLC通電后，第一個執(zhí)行周期（）接通，用于計數(shù)器和移位寄存器等的初始化。 A.M8000 B.M8002 C.M8013 D.M8034,B,、定時器（T）,1.通用定時器：通用定時器不具備斷電保

10、持功能，即當(dāng)輸入電路斷開或停電時定時器復(fù)位。共有256個定時器。,FX系列PLC的通用定時器,1）100 ms定時器，定時范圍為0.13 276.7 s。 2） 10 ms定時器(除、FX1N、FX2N外，M8028=ON時)，定時范圍為0.01327.67 s。 3） 1 ms定時器(FX0N：T63)(采用中斷計數(shù))，定時范圍為0.00132.767 s。,試題選解： 在FX2N PLC 中，T200 的定時精度為( )。 A、1ms B、10ms C、100ms D、1s,B,5、計數(shù)器（C） 內(nèi)部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部信號(如X、Y、M、S、T等)進行計數(shù),FX系列PLC的16

11、位增計數(shù)器地址編號,6、狀態(tài)器（）,狀態(tài)器用來記錄系統(tǒng)運行中的狀態(tài)。 (1)初始狀態(tài)器：S0S9，共10點。 (2)回零狀態(tài)器：S10S19，共10點。 (3)通用狀態(tài)器：S20S499，共480點。 (4)具有狀態(tài)斷電保持的狀態(tài)器：S500S899，共400點。 (5)供報警用的狀態(tài)器（可用作外部故障診斷輸出）S900S999，共100點。,7、數(shù)據(jù)寄存器（）PLC在進行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。數(shù)據(jù)寄存器為16位，最高位為符號位?？捎脙蓚€數(shù)據(jù)寄存器來存儲32位數(shù)據(jù)，最高位仍為符號位。數(shù)據(jù)寄存器有以下幾種類型： （1）通用數(shù)據(jù)寄存器（D0D199

12、）。 （2）斷電保持數(shù)據(jù)寄存器（D200D7999）。 （3）特殊數(shù)據(jù)寄存器（D8000D8255）。,8、指針（P、I）在FX系列中，指針用來指示分支指令的跳轉(zhuǎn)目標和中斷程序的入口標號。分為分支用指針、輸入中斷指針、定時中斷指針和記數(shù)中斷指針。 9、常數(shù)（K、H）K是表示十進制整數(shù)的符號，主要用來指定定時器或計數(shù)器的設(shè)定值及應(yīng)用功能指令操作數(shù)中的數(shù)值；H是表示十六進數(shù)的符號，主要用來指定應(yīng)用功能指令操作數(shù)中的數(shù)值。,（五）PLC控制功能的實現(xiàn) 可編程序控制器控制功能的實現(xiàn)是在不改變硬件接線的情況下，通過改變程序的方法，可改變控制對象的運行方式。這在繼電控制系統(tǒng)中是無法實現(xiàn)的。,（六）PLC中

13、光電耦合器的結(jié)構(gòu),PLC中光電耦合器由兩個發(fā)光二極管和光電三極管組成。通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。輸入電平為低電平有效。,（七）PLC的存儲器,1、隨機存儲器（RAM、）：用以存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)，斷電內(nèi)容會丟失。為保證斷電時不會丟失信息，用鋰電池作為后備電源。 2、只讀存儲器（ROM、PROM、EPROM、EEPROM）。在PLC中，存儲器是用以存放系統(tǒng)程序。斷電內(nèi)容不會丟失，其內(nèi)容用戶不可更改。,（八）PLC的工作原理,1、PLC的工作方式 PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條

14、指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。,2、PLC的工作過程,（1）輸入采樣階段 PLC的輸入采樣階段讀入輸入信號，將按鈕、開關(guān)觸點、傳感器等輸入信號讀入到存儲器內(nèi)，讀入的信號一直保持到下一個該信號再次被讀入時為止，即經(jīng)過一個掃描周期。 （2）程序執(zhí)行階段PLC 的程序執(zhí)行階段根據(jù)讀入的輸入信號狀態(tài)，解讀用戶程序邏輯，按用戶邏輯得到正確 的輸出。 （3）輸出刷新階段PLC 的輸出刷新階段把邏輯解讀的結(jié)果，通過輸出部件輸出給現(xiàn)場的受控元件。,試題選解： 可編程控制器在RUN模式下，執(zhí)行順序是( )。 (A)輸入采樣執(zhí)行用戶程序輸出刷新(B)執(zhí)行用

15、戶程序輸入采樣輸出刷新 (C)輸入采樣輸出刷新執(zhí)行用戶程序 (D)以上都不對,A,（九）PLC與繼電接觸器控制的區(qū)別,1、元器件不同 繼電接觸器控制電路是由各種硬件低壓電器組成，而PLC梯形圖中輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等軟繼電器是由軟件來實現(xiàn)的，不是真實的硬件繼電器。,2、工作方式不同 繼電接觸器控制電路工作時，電路中硬件繼電器都處于受控狀態(tài)，凡符合條件吸合的硬件繼電器都同時處于吸合狀態(tài)，受各種約束條件不應(yīng)吸合的硬件繼電器都同時出在斷開狀態(tài)。PLC梯形圖中軟件繼電器都處于周期性循環(huán)掃描工作狀態(tài)，受同一條件制約的各個軟繼電器的動作順序取決于程序掃描順。 3、元件觸點數(shù)量

16、的不同 硬件繼電器的觸電數(shù)量有限，一般只有4-8對，PLC梯形圖中軟件繼電器的觸點數(shù)量在編程時可無限制使用，可常開又可常閉。,4、控制電路實施方式不同 繼電接觸器控制電路是通過各種硬件繼電器之間接線來實施，控制功能固定，當(dāng)要修改控制功能時，必修重新接線。PLC控制電路由軟件編程來實施，具有自檢功能，能查出自身故障，可以靈活變化和在線修改。,試題選解： 用PLC控制可以節(jié)省大量繼電器接觸器控制電路中的（）。 A、交流接觸器 B、熔斷器 C、開關(guān) D、中間繼電器和時間繼電器,D,（十）PLC的主要性能指標,1、I/O點數(shù) 2、PLC內(nèi)部繼電器的種類和點數(shù) 3、存儲容量 4、掃描時間 5、指令的功能

17、與數(shù)量 6、特殊功能單元,試題選解： ()是PLC主機的技術(shù)性能范圍。 A、光電傳感器 B、數(shù)據(jù)存儲區(qū) C、溫度傳感器 D、行程開關(guān),B,（十一）PLC型號的概念,1、三菱FX系列PLC簡介三菱公司的產(chǎn)品有： Q系列、QnA系列、AnS系列、A系列為模塊式大型PLC，最大容量為8K點。 FX系列為小型PLC，單元式，單機最大容量為256點。,試題選解： 三菱GX Developer PLC 編程軟件可以對( )PLC 進行編程。 A、A 系列 B、Q 系列 C、FX 系列 D、以上都可以,D,2、PLC的命名 FX 系列可編程控制器型號命名的基本格式如下：,（1）系列序號0、2、ON、OS 、

18、2C、2N、2NC、1N、1S ，即 FX0、 FX2、 FX0N、 FX0S、FX2C、FX2N、 FX2NC、FX1N 和FX1S。 （2）輸入/輸出的總點數(shù)：4128 點。 （3）單元類型： M基本單元； E輸入/輸出混合擴展單元及擴展模塊； EX輸入專用擴展模塊； EY輸出專用擴展模塊。,（4）輸出形式： R繼電器輸出； T晶體管輸出； S晶閘管輸出。 （5）特殊物品的區(qū)別 : D：DC電源，DC輸入。 A1：AC電源，AC輸入(AC100-120V)或AC輸入模塊。 H：大電流輸出擴展模塊。 V：立式端子排的擴展模式。 C：接插口輸入輸出方式。 F：輸入濾波器1 ms的擴展模塊。 L

19、：TTL輸入型模塊。 S：獨立端子(無公共端)擴展模塊。,試題選解： FX2N-20MT 可編程序控制器表示( )類型。 A、繼電器輸出 B、晶閘管輸出 C、晶體管輸出 D、單結(jié)晶體管輸出,C,（十四）PLC程序的結(jié)構(gòu),PLC的用戶程序由主程序、子程序和中斷程序組成。 在每一個掃描循環(huán)周期，CPU都要調(diào)用一次主程序。主程序可以調(diào)用子程序，小型控制系統(tǒng)可以只有主程序。 中斷程序用于快速響應(yīng)中斷事件。在中斷事件發(fā)生時，CPU將停止執(zhí)行當(dāng)時正在處理的程序或任務(wù)，去執(zhí)行用戶編寫的中斷程序。執(zhí)行完中斷程序后，繼續(xù)執(zhí)行被暫停執(zhí)行的程序或任務(wù)。 它們的子程序和中斷程序沒有局部變量，子程序沒有輸入、輸出參數(shù)。

20、PLC編程時，子程序和中斷程使用次數(shù)無限制。,試題選解： PLC編程時，主程序可以有( )個。 A、一 B、二 C、三 D、無限,A,（十五）PLC與編程設(shè)備的連接方法,PLC控制系統(tǒng)由可編程序控制器和電源、主令器件、傳感器設(shè)備以及驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)相連接而構(gòu)成。 1、電源部分PLC的電源連接在L端子和N端子之間，連接時要注意如下事項： （1）電源電壓不能超過電壓的允許范圍AC85264V。 （2）為避免發(fā)生無法補救的重大事故，應(yīng)有急停電路。 （3）為避免短路故障，應(yīng)選用250V 1A的熔斷器。,（4）為防止電源電壓波動過大或過強的噪聲干擾引起整個控制系統(tǒng)癱瘓，可采用隔離變壓器和交流濾波器來解決，在

21、某些場合還可以采用UPS 電源供電。 （5）不能將外部電源線接到內(nèi)部提供24V直流電源端子上。 （6）PLC的接地線應(yīng)為專用接地線，進行單獨接地。接地線截面積不得小于2mm2。,2、輸入部件和輸出部件,輸入部件是PLC的信號輸入部分，主要由按鈕、行程開關(guān)、光電開關(guān)等主令電器構(gòu)成，用于發(fā)送控制指令。 PLC的輸出接口電路帶負載能力是有限的，它是通過執(zhí)行裝置，即接觸器或繼電器、執(zhí)行器和氣動與液動執(zhí)行裝置用電磁閥來帶動生產(chǎn)機械工作的，這些執(zhí)行裝置就是PLC的輸出部件。 輸入部件和輸出部件接線時要注意如下事項： （1）輸入部件導(dǎo)線盡可能遠離輸出部件導(dǎo)線、高壓線及電動機等干擾源。 （2）不能將輸入部件和輸出部件接到帶“.”端子上。,（3）PLC各COM端均為獨立的，當(dāng)各負載使用不同電壓時，要采用獨立輸出方式；而各個負載使用