電器及PLC控制課件3

1、第三章第三章 PLC基礎(chǔ)基礎(chǔ) 掌握掌握PLC工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 熟悉基本邏輯指令、順序控制指令及常熟悉基本邏輯指令、順序控制指令及常用的功能指令。用的功能指令。 具備具備PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步能力。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步能力。參考資料參考資料 “可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用” 鐘肇新鐘肇新 華南理工大學(xué)出版社華南理工大學(xué)出版社 “可編程序控制器可編程序控制器（PC）例題習(xí)題及實(shí)驗(yàn)指例題習(xí)題及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書導(dǎo)書 ” 楊長(zhǎng)能楊長(zhǎng)能 重慶大學(xué)出版社重慶大學(xué)出版社 “可編程序控制器（可編程序控制器（PC）原理與應(yīng)用原理與應(yīng)用” 朱紹祥朱紹祥 上海交通大學(xué)出版社上海交通大學(xué)出

2、版社 “可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)” 田瑞庭田瑞庭 機(jī)械工機(jī)械工業(yè)出版社業(yè)出版社 三菱可編程控制器三菱可編程控制器 MELSEC-F使用手冊(cè)使用手冊(cè)課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，突出可編程控制器本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，突出可編程控制器的應(yīng)用。的應(yīng)用。 要求：要求： 掌握可編程控制器原理，從自動(dòng)化產(chǎn)品掌握可編程控制器原理，從自動(dòng)化產(chǎn)品的角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，的角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試。認(rèn)真做好每控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試。認(rèn)真做好每一次實(shí)驗(yàn)。一次實(shí)驗(yàn)。第三章第三章 可編程控制器概述可編程控制器概述 可編程控制

3、器的產(chǎn)生可編程控制器的產(chǎn)生 可編程控制器（可編程控制器（Programmable Logic Controller) 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PLC。 自自1969年第一臺(tái)年第一臺(tái)PLC面世以來，已成為一種面世以來，已成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。與機(jī)器人、器。與機(jī)器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。動(dòng)化的三大支柱。 1968年年 美國(guó)通用汽車公司提出的美國(guó)通用汽車公司提出的替代繼替代繼電器電器控制系統(tǒng)的新型控制器的控制系統(tǒng)的新型控制器的十項(xiàng)指標(biāo)十項(xiàng)指標(biāo)：1） 編程簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)可編程簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；修改程序；2）維護(hù)

4、方便、采用插）維護(hù)方便、采用插件式結(jié)構(gòu)；件式結(jié)構(gòu)；3）可靠性高于繼電器）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；4）體積小于繼電器控）體積小于繼電器控制系統(tǒng)；制系統(tǒng)；5）數(shù)據(jù)可以直接送入）數(shù)據(jù)可以直接送入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)；6）成本可與繼電器系）成本可與繼電器系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；7）輸入可為市電；）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能）輸出可為市電，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；流接觸器等；9）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；展；10）用戶存儲(chǔ)器大于）用戶存儲(chǔ)器大于4K。國(guó)際電工委員會(huì)（國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）PLC的定義：的定義： 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電可編程控制器

5、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)。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，用來在其內(nèi)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)、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)算等操作指令，并通過數(shù)計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種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。類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)?？煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng)。 編程直觀、簡(jiǎn)單。編程直觀、簡(jiǎn)單。 環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。 功能完善，接口功能強(qiáng)。功能完善，接口

6、功能強(qiáng)。PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)之繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)之比較，見比較，見P2 表表1-1PLC的分類的分類 按輸入（按輸入（INPUT）和輸出（和輸出（OUTPUT）點(diǎn)數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、點(diǎn)數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大型和超大型。大型和超大型。 按結(jié)構(gòu)形式，分為：整體式和模塊式。按結(jié)構(gòu)形式，分為：整體式和模塊式。PLC的應(yīng)用和發(fā)展的應(yīng)用和發(fā)展 早期的早期的PLC 改造原有的繼電接觸器控制改造原有的繼電接觸器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。 廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，如各種順廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，如各種順序控制等。主要用于有大量開關(guān)量和少序控制等。主要用于有大量開關(guān)

7、量和少數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)。數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)。 PLC的發(fā)展趨勢(shì)：的發(fā)展趨勢(shì)：1、小型化、專用化、小型化、專用化和低價(jià)格；和低價(jià)格；2、大型、高速、多功能和、大型、高速、多功能和分布式全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化。分布式全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化。3-2 PLC的組成與工作原理的組成與工作原理組成：組成： 中央處理單元中央處理單元（CPU） 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 輸入輸出單元輸入輸出單元（I/O單元）單元） 電源單元電源單元 編程器編程器 2-1外形的樣子外形的樣子 PLC 編程器編程器 7-1 中央處理單元中央處理單元（CPU ） 通用微處理器；通用微處理器； FX2系列采用可系列采用可編程控制器使編程控制器使用的微處理器用的微

8、處理器是是16位的位的8096單單片機(jī)。片機(jī)。 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器：包括包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器存系統(tǒng)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)管理程放系統(tǒng)管理程序。序。 用戶存儲(chǔ)器存用戶存儲(chǔ)器存放用戶編制的放用戶編制的控制程序控制程序。輸入輸出單元（輸入輸出單元（I/O）：）：是是PLC與被控對(duì)與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。輸入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。是電磁閥、接觸器、繼電器。 輸入接口電路輸入接口電路 2-2輸出接口電路輸出接口電路 繼電器輸出繼電器輸出* 晶體管

9、輸出晶體管輸出 晶閘管輸出晶閘管輸出 2-3 電源電源 一般市電（一般市電（220） 直流直流24V PLC有有24V（DC直直流）輸出流）輸出。 編程器編程器 外圍設(shè)備外圍設(shè)備 利用編程器將用戶利用編程器將用戶程序送入程序送入PLC的存的存儲(chǔ)器，檢查程序。儲(chǔ)器，檢查程序。 PLC工作原理工作原理工作原理工作原理 PLC采用循環(huán)掃描的工采用循環(huán)掃描的工作方式，包括作方式，包括內(nèi)部處理、內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階幾個(gè)階段。全過程掃描一次所需段。全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。的時(shí)間稱為掃描周期。 當(dāng)處于當(dāng)處于RUN狀態(tài)時(shí)，上

10、狀態(tài)時(shí)，上述掃描周期不斷循環(huán)。掃述掃描周期不斷循環(huán)。掃描過程。描過程。 圖圖2-19PLC 掃描工作過程掃描工作過程 輸入處理輸入處理 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 輸出處理輸出處理 2-20PLC的編程器件的編程器件 PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的器件：內(nèi)部有許多具有不同功能的器件：輸入繼電器輸入繼電器X、輸出繼電器、輸出繼電器Y、定時(shí)器、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器C、輔助繼電器、輔助繼電器M、狀態(tài)寄存器、狀態(tài)寄存器S等。為了區(qū)別實(shí)際的物理器件，上述等。為了區(qū)別實(shí)際的物理器件，上述PLC內(nèi)部的器件稱為內(nèi)部的器件稱為軟元件軟元件。 不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號(hào)的不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號(hào)的PLC的軟元件的數(shù)

11、量、種類都不一樣。的軟元件的數(shù)量、種類都不一樣。FX2可編程控制器編程器件可編程控制器編程器件 輸入繼電器（輸入繼電器（X） 是是PLC接收外部開關(guān)信號(hào)的接口，輸入繼電器接收外部開關(guān)信號(hào)的接口，輸入繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。繼電器采用八進(jìn)制編碼，采用八進(jìn)制編碼，X0-X177，最多，最多128點(diǎn)。點(diǎn)。 輸出繼電器（輸出繼電器（Y）Y0-Y177 用來傳送信號(hào)到外部負(fù)載的元件。輸入繼電用來傳送信號(hào)到外部負(fù)載的元件。輸入繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。 輔助繼電器（輔助繼電器（M） 通用輔助型：通用輔助型：M

12、0-M499共共500個(gè)個(gè) 保持型：保持型：M500-M1023共共524個(gè)個(gè) 特殊型：特殊型：M8000-M8255共共256個(gè)個(gè) 狀態(tài)寄存器（狀態(tài)寄存器（S） 初始化用：初始化用：S0-S9共共10個(gè)個(gè) 回零狀態(tài)器：回零狀態(tài)器： S10-S19 通用型：通用型： S20-S499共共480個(gè)個(gè) 保持型：保持型： S500-S899共共400個(gè)個(gè)定時(shí)器（定時(shí)器（T0T255）-時(shí)間時(shí)間繼電器繼電器 常規(guī)定時(shí)器常規(guī)定時(shí)器 T0-T199：200個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)100ms。設(shè)定范圍。設(shè)定范圍0.13276.7s。 T200-T245：46個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)10ms。設(shè)定范圍。設(shè)定范圍0.01327. 67s。計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（C0C255） 通用型：通用型：C0-C99 保持型：保持型：C100-C199 指針（指針（P/I）跳轉(zhuǎn)：分支指令，跳轉(zhuǎn)：分支指令，P0-P63，64點(diǎn)。點(diǎn)。中斷：中斷：I0 -I8 （共共9個(gè)）個(gè)） 數(shù)據(jù)寄存器（數(shù)據(jù)寄存器（D）通用：通用：D0-D199，200點(diǎn)。點(diǎn)。保持：保持： D200-D511，312點(diǎn)。點(diǎn)。特殊：特殊：D8000-D8255（共共256個(gè)）個(gè)） 變址寄存器：變址寄存器：V、Z（共共2個(gè)）個(gè)） 常數(shù)（常數(shù)（K/H）K-十進(jìn)制數(shù)；十進(jìn)制數(shù)；H-十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) FX-20P簡(jiǎn)易編程器的使用簡(jiǎn)易編程器的使用 目的目的 了解和