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1、第一部分 PLC的基础知识,版本：2012年11月,电气实训考核,（1）出勤及课堂遵守纪律（15分） （2）实训任务的完成（60分） （3）实训报告（25分） 内容： 一、实训内容，包括程序的梯形图和实现的功能说明； 二、设计思路； 三、遇到的问题难题，是如何解决的； 四、心得体会。,PLC在实际中的应用,第一章 PLC概述,1.1 PLC的定义和发展 可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,一、PL
2、C的产生,1交流接触器控制回顾,交流接触器是一种自动的电磁式开关,交流接触器的绘图符号,用于主电路流过的电流 大 (需加灭弧 装置),用于控制电路流过的电流小(无需加灭弧装置),设计示例电动机启停控制,传统继电器控制电路,按钮,电机,设计示例电动机启停控制,PLC实现控制电路,PLC控制电路接线图,PLC的按钮和数字输入量,继电器,PLC数字量输出端子,PLC的产生,（1）软连接代替硬接线 （2）维护方便 （3）可靠性高于继电器控制柜 （4）体积小于继电器控制柜 （5）成本低于继电器控制柜,（6）有数据通讯功能 （7）输入115V （8）可在恶劣环境下工作 （9）扩展时，原系统变更要少 （10
3、）用户程序存储容量可扩展到4K,68年美国通用汽车公司（GM）招标要求：,核心思想：,(1)用程序代替硬接线 (2)输入/输出电平可与外部装置直接相联 (3)结构易于扩展,它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，实际只能进行逻辑运算，主要应用于开关量的逻辑控制，因此也称为可编程序逻辑控制器（Programmabl
4、e Logic Controller，PLC）。,PLC发展,进入80年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器（Programmable Controller）简称PC ,但为了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。PLC已被称为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。,PLC发展,1.2 PLC的结构和工作过程,1、PLC的结构 PLC内部一般主要由主机、输入 /输出接口、电源、扩展接口和编程器等外部设备
5、接口等几部分组成。如图1-1所示。,图1-1,（1）主机:包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。 CPU是PLC的核心:一切逻辑运算及判断都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。 系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。 用户程序及数据存储器RAM:主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。,（2）输入接口用于接收输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。 （3）输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备（如:接触器、电磁阀、指示灯等）。 （4）电源指为CPU、存
6、储器、I/O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。,（5）I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。 （6）外部设备接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。 （7）编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由键盘、显示器组成。,PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。如图1-2所示。,2、PLC的工作过程,（1）PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据，并将此状态存入输入映象寄存器，即输入刷新。
7、（2） PLC在执行阶段，按先左后右，先上后下的步序，执行程序指令。其过程如下：从输入映象寄存器和其它元件映象寄存器中读出有关元件的通/断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的映象寄存器中。,（3）在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出映象寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转存到输出寄存器，去控制各物理断电器的通/断，这才是PLC的实际输出。,PLC的等效电路,图1-3 PLC的等效电路,1LAD梯形图（Ladder Diagram） 梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，它是从继电器控制电路图演变过来的。,1.3 PLC的编程语言,将
8、程序输入到可编程控制器中需使用指令语句（助记符语言），它类似于微机中的汇编语言。语句是指令语句表编程语言的基本单元，每个控制功能由一个或多个语句组成的程序来执行。语句是由操作码和操作数组成的。 A I0.0 A I0.1 = Q0.0,2STL指令表（Instruction List）,顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。,3SFC顺序功能图,功能图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，它易于表现条件与结果之间的逻辑功能。,4FBD功能块图,为了增强可编程控制器的数字运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能，方便
9、用户的使用，许多大中型可编程控制器都配备了PASCAL、BASIC、C等高级编程语言。,5结构文本,1、PLC的主要技术指标 （1）I/O点数：指PLC外部的输入输出端子数。 （2）用户程序存储容量：用来衡量PLC所能存储用户程序的多少。 （3）扫描速度：指扫描1000步用户程序所需的时间，以ms/千步为单位。 （4）指令系统条数：指PLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。,1.4 PLC的技术指标及主要功能和特点,（5）编程元件的种类和数量 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用“字”寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量PLC的一个指标。,2、PLC的主要功能,（1）开关逻辑控制 （2）定时/计数控制 （3）步进控制 （4）数据处理 （5）过程控制 （6）运动控制 （7）通信联网 （8）监控 （9）数字量与模拟量的转换,3、PLC的主要特点,（1） 高可靠性，抗干扰能力强。 （2）编程简单，使用方便。 （3） 通用性好，具有在线修改能力。 （4）缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。 （5）体积小，易于实现机电一体化,Thank You !,