PLC技術課件-課題一 PLC基礎知識

任務1認識PLC任務2一個簡單的PLC系統(tǒng)——異步電動機點動運行電路知識點?了解PLC的產生?掌握PLC的應用場合?了解常用的PLC任務１認識PLC可編程控制器（ProgrammableController）簡稱PLC。它以微處理器為基礎，是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。PLC具有體積小、功能強、程序設計簡單、靈活通用等一系列優(yōu)點，而且具有高可靠性和較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，是實現工業(yè)生產自動化的支柱產品之一。本任務的主要內容就是了解PLC在工業(yè)自動化生產及生活中的應用，從直觀上初步認識PLC，包括PLC的實物外形、品牌、種類、主要技術指標及特點等知識。任務引入相關知識一、PLC的產生和應用1969年，美國數字設備公司(DEC)研制出了第一臺PLC（ProgrammableLogicController），型號為PDP-14，用它取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）在1987年2月頒布的可編程控制器標準草案的第三稿中將PLC定義為：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。二、常用的PLC控制器1.美國PLC產品美國是PLC生產大國，有100多家PLC生產廠商，其中著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋公司等。A-B公司產品規(guī)格齊全、種類豐富，其主推的大、中型PLC產品是PLC-5系列。GE公司的代表產品是：小型機GE-1、GE-1/J、GE-1/P等。德州儀器（TI）公司的小型PLC產品有510、520和TI100等，中型PLC產品有TI300、5TI等，大型PLC產品有PM550、530、560、565等系列。莫迪康（MODICON）公司有M84系列PLC。2.歐洲PLC產品德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司是歐洲著名的PLC制造商。西門子主要的PLC產品是S5、S7系列。3.日本PLC產品日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界小型PLC市場上，日本產品約占有70％的份額。三菱公司的PLC產品。其小型機F1/F2系列是F系列的升級產品。三菱公司的大中型機有A系列、QnA系列、Q系列。歐姆龍（OMRON）公司的PLC產品，大、中、小、微型規(guī)格齊全。微型機以SP系列為代表，其體積極小，速度極快。小型機有P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C系列、CQM1系列等。松下公司的PLC產品中，FP0為微型機，FP1為整體式小型機，FP3為中型機，FP5/FP10、FP10S（FP10的改進型）和FP20為大型機，其中FP20是最新產品。4.我國PLC產品嵌入式PLC芯片組EASYCORE1.0024點混合型通用PLCPLC型運動控制器32點開關型通用PLC凱迪恩PLC任務實施一、參觀學校PLC實訓室參觀學校PLC實訓室，指出實訓設備中PLC各部分的結構組成；認識手持編程器、通信電纜等；記錄PLC的品牌及種類，查閱相關資料，了解PLC的主要技術指標及特點，填入表中。參觀PLC實訓室記錄表二、參觀工業(yè)自動化企業(yè)PLC在工業(yè)生產中的應用a）某自動化生產線現場b）學生觀察PLC電氣控制柜參觀工業(yè)自動化企業(yè)記錄表三、比較繼電器控制與PLC控制的特點PLC與繼電—接觸器控制系統(tǒng)的比較知識點：?了解PLC的內部結構?掌握各種開關量輸入輸出接口?掌握PLC控制系統(tǒng)的組成?了解循環(huán)掃描工作方式?掌握輸入、輸出繼電器?掌握取指令、取反指令和輸出指令和梯形圖技能點：?會利用取指令、取反指令和輸出指令與輸入、輸出繼電器編寫梯形圖程序實現簡單的PLC控制，如一個開關控制一盞燈，異步電動機點動運行電路等任務２一個簡單的PLC系統(tǒng)———異步電動機點動運行電路PLC系統(tǒng)是由繼電器接觸器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。本次任務將在認識PLC的內部結構、控制系統(tǒng)等基本知識的基礎上，設計一個簡單的由PLC控制異步電動機運行的控制電路，從而比較PLC系統(tǒng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系，進一步認識PLC的功能特點。任務提出電動機點動運行電路a)主電路b)控制電路c)時序圖一、PLC的內部結構PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源和編程器（或編程軟件）組成。PLC控制系統(tǒng)的示意圖1.CPU模塊(1)CPU芯片CPU芯片是PLC的核心部件，整個PLC的工作過程都是在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調下進行的。(2)存儲器PLC的存儲器有兩種，一種是存放系統(tǒng)程序的存儲器，另一種是存放用戶程序的存儲器。系統(tǒng)程序存儲器為只讀存儲器（ROM、PROM、EPROM、EEPROM）。2.開關量輸入/輸出接口(1)開關量輸入接口開關量輸入電路的作用是將現場的開關量信號變成PLC內部處理的標準信號。按現場信號可接納的電源類型不同，開關量輸入電路可分為三類：直流輸入接口、交直流輸入接口、交流輸入接口。直流輸入接口1)直流輸入接口。2)交直流輸入接口。交直流輸入接口3)交流輸入接口。交流輸入接口(2)開關量輸出接口開關量輸出電路的作用是將PLC的輸出信號傳送到用戶輸出設備（負載）。按負載所用的電源類型不同，開關量輸出電路可分為三類：直流輸出接口、交直流輸出接口和交流輸出接口。按輸出開關器件的種類不同，開關量輸出電路也可分為三類：晶體管型、繼電器型和雙向晶閘管型。1)直流輸出接口。直流輸出接口2)交直流輸出接口。交直流輸出接口3)交流輸出接口。交流輸出接口二、PLC的控制系統(tǒng)1.接線程序控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)的繼電器和電子邏輯控制系統(tǒng)中，通過不同的導線連接方式來連接繼電器、接觸器、電子元件等來實現控制任務的邏輯控制部分。繼電器控制系統(tǒng)2.存儲程序控制系統(tǒng)所謂存儲程序控制，就是將控制邏輯以程序語言的形式存放在存儲器中，通過執(zhí)行存儲器中的程序實現系統(tǒng)的控制要求。可編程控制系統(tǒng)就是存儲程序控制系統(tǒng)。它由輸入設備、PLC內部控制電路、輸出設備三部分組成。PLC構成的控制系統(tǒng)(1)輸入設備輸入設備連接到可編程控制器的輸入端，它們直接接收來自操作臺上的操作命令或來自被控對象的各種狀態(tài)信息，并將產生的輸入信號送到PLC。(2)PLC內部控制電路PLC內部控制電路由CPU模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊等組成。執(zhí)行按控制要求編制的程序，以完成控制任務。(3)輸出設備輸出設備與可編程控制器的輸出端連接，將PLC的輸出控制信號轉換為驅動負載的信號。三、PLC的工作原理1.循環(huán)掃描工作方式PLC用戶程序的執(zhí)行采用循環(huán)掃描工作方式。它有兩種基本的工作模式，運行（RUN）模式和停止（STOP）模式。PLC基本的工作模式(1)停止模式。在停止模式下，PLC只進行內部處理和通信服務工作。(2)運行模式。在運行模式下，PLC還要完成輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理三個階段的工作。程序執(zhí)行過程2.PLC對輸入輸出的處理規(guī)則程序執(zhí)行過程流程圖3.輸入輸出滯后時間輸入輸出滯后時間是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入模塊濾波時間、輸出模塊的滯后時間和掃描工作方式產生的滯后時間三部分組成。四、編程元件(1)輸入繼電器（X）輸入繼電器與輸入端相連，它是專門用來接受PLC外部開關信號的元件。(2)輸出繼電器（Y）輸出繼電器是用來將PLC內部信號輸出傳送給外部負載（用戶輸出設備）。五、編程語言和指令梯形圖是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。PLC的梯形圖使用的內部繼電器，定時／計數器等，都是由軟件來實現的，使用方便，修改靈活，是電氣控制線路硬接線無法比擬的。（2）指令表指令表是一種與匯編語言類似的助記符編程表達方式。（3）取指令、取反指令和輸出指令LD（取指令）是一個常開觸點與左母線連接的指令，每一個以常開觸點開始的邏輯行都用此指令。LDI（取反指令）是一個常閉觸點與左母線連接的指令，每一個以常閉觸點開始的邏輯行都用此指令。LDP（取上升沿指令）是與左母線連接的常開觸點的上升沿檢測指令，僅在指定位元件的上升沿（由OFF→ON）時接通一個掃描周期。LDF（取下降沿指令）是與左母線連接的常閉觸點的下降沿檢測指令。OUT（輸出指令）是對線圈進行驅動的指令。任務實施一、程序設計F