PLC原理及应用

PLC原理及应用2011，8PLC应用领域1.开关量的逻辑控制PLC功能PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。PLC原理及应用2011，8PLC应用领域2.模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。PLC功能PLC原理及应用2011，8PLC应用领域3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。PLC功能PLC原理及应用2011，8PLC应用领域4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。PLC功能PLC原理及应用2011，8PLC应用领域5.数据处理与通信联网现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。PLC功能PLC原理及应用2011，8工控机和PLC之间组成小型工业以态网络，使用交换机连接PC机和PLC，既可编制程序，还可通讯监控。PLC应用领域5.数据处理与通信联网PLC原理及应用2011，83、不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。1、PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。2、单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。PLC与单片机的区别各有所长！PLC原理及应用2011，81、可靠性高、抗干扰能力强；2、易学易用；3、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。…PLC系统适合小批量、控制逻辑或工艺需要经常改动的系统。PLC控制系统的优势纺纱机成型机汽车焊接生产线PLC原理及应用2011，8KM2SB1SB3FRQFRFUM3~~~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1继电接触器电动机正反转控制线路1.1PLC的产生与发展1PLC的产生与发展PLC原理及应用2011，8QFRFUM3~~~KM1KM2+24V0VCOM0001020304…PLC100-240VACRY.OUTLNCOM000010203…SB1SB2SB3KM1KM2KM1KM2PLC电动机正反转控制线路1PLC的产生与发展PLC原理及应用2011，8PLC控制系统输入设备（按钮、开关等）继电器控制线路（由继电器和导线组成）输出设备（接触器、电磁阀等）被控生产机械或生产过程输入设备（按钮、开关等）继电器控制线路（由继电器和导线组成）输出设备（接触器、电磁阀等）被控生产机械或生产过程PLC控制程序（软件编程实现）1PLC的产生与发展PLC原理及应用2011，8从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。第四代PLC（1983年～现在）：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reducedinstructionsetcomputer)精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。1PLC的产生与发展PLC原理及应用2011，8正是由于PLC具有多种功能，并集三电（电控装置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得PLC在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。1PLC的产生与发展PLC原理及应用2011，8由于PLC的发展，使其功能已经远远超出了逻辑控制的范围，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特点。1980年，美国电气制造商协会(NEMA)给它起了一个新的名称，叫programmablecontroller”，简称PC。由于PC这一缩写在我国早已成为个人计算机(personalcomputer)的代名词，为避免造成名词术语混乱，因此在我国仍沿用PLC表示可编程控制器。1PLC的产生与发展P：Programmable可编程L：Logic逻辑C：Controller控制器PLC原理及应用2011，81.3PLC的基本组成PLC基本单元PLC系统结构示意图微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口外部设备编程设备计算机打印机等现场用户输出设备电磁阀中间继电器执行器传感器按钮、开关现场信号现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC原理及应用2011，8直流输入交流输入光电耦合器二极管有电流时发光，致使光电三极管导通输入电路类型：共点式分组式隔离式1输入电路PLC原理及应用2011，8隔离式输出各自独立，无公共点。各输出端子各自形成独立回路。汇点式全部输入点（输出点）共用一个公共点。或者将输入点（输出点）分成几组，组内各点共用一个公共点。各组的公共点之间相互隔离。组内的各点必须使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。1输入电路PLC原理及应用2011，8双向晶闸管可根据负载的需要选用直流或交流感性负载续流2输出电路输出晶体管PLC原理及应用2011，8输出晶体管可根据负载的需要选用直流或交流晶体管为无触点开关，输出单元使用寿命长，响应速度快。2输出电路输出继电器PLC原理及应用2011，8根据输出负载的特点选型：不同负载对PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。输出形式的选择PLC基本组成回顾PLC基本单元PLC系统结构示意图微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口外部设备编程设备计算机打印机等现场用户输出设备电磁阀中间继电器执行器传感器按钮、开关现场信号现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器～110V/220V市电PLC原理及应用2011，81.编程接口2.通讯接口3.I/O扩展口3PLC接口1.编程接口PLC原理及应用2011，8液晶显示窗工作方式开关指令键数字键编辑键通信电缆语句表1.手持编程器输入PLC原理及应用2011，82.计算机输入PLC原理及应用2011，8I/O扩展口整体式4PLC结构形式PLC原理及应用2011，8组合式通过系统总线与CPU相连4PLC结构形式PLC原理及应用2011，8梯形图(END)010000000101000000001.4PLC的编程语言LD00000OR01000AND00001OUT01000END语句表是用助记符表示各种指令的功能，用手持编程器输至PLC程序存储器中语句表PLC原理及应用2011，8(END)01000000010100000000PLC梯形图程序：SB1SB2KMKM电控线路：两种控制方式形式上相似，但有着本质的区别。4PLC梯形图与控制线路的区别PLC原理及应用2011，81.两种继电器的区别◀物理继电器，触点数目有限。KMKMKM010000100001000◀PLC继电器，可无限次使用。2.梯形图的区别继电器控制线路中母线与电源相连，每行中有电流流过电器才动作。PLC梯形图母线只表示该梯级的起始和终了，为分析问题方便，认为“概念电流”从左向右流动。PLC梯形图与控制线路的区别PLC原理及应用2011，83.实现控制功能的手段不同继电器靠改变电器间的接线实现各种控制功能，PLC通过编程来实现。PLC外部接线图0100COM00COM~KMSB2SB1FUINOUT00000为”1”按SB201000为”1”KM为”1”得电电机启动00001为”0”按SB101000为”0”KM为”0”失电电机停止PLC梯形图与控制线路的区别(END)01000000010100000000PLC原理及应用2011，81.5PLC的工作方式输入设备输入电路与映像寄存器输入端子输出映像寄存器与输出电路输出端子输出设备输入部分内部等效电路（程序控制）输出部分PLC原理及应用2011，8000001.5PLC的工作方式读读写输出设备读PLC信号的传递过程写输入设备执行程序输出刷新输入采样PLC原理及应用2011，8自诊断通讯处理输入采样执行程序输出刷新开机PLC经过五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个扫描周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。扫描周期主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，响应速度要求快的系统，应该尽可能减少扫描周期造成的响应延时（I/O滞后）等不良影响。1.5PLC的工作方式循环扫描工作方式PLC原理及应用2011，8第一章可编程序控制器概述1.PLC的产生与发展2.PLC的特点3.PLC的基本组成5.PLC的工作方式4.PLC的编程语言6.PLC的主要性能指标7.国内外主要PLC产品概况6.PLC的主要性能指标PLC原理及应用2011，8PLC产品的流派三菱FX系列PLC原理及应用2011，8PLC产品的流派欧姆龙C系列PLC原理及应用2011，8LDI0.0//装入常开触点OI2.2//或常开触点LDI0.1//被串的块开始LDI2.0//被并路开始AI2.1//OLD//栈装载或，并路结束ALD//栈装载与，串路结束LDI0.0//LPS//逻辑推入栈，主控AI0.5//=Q7.0//LRD//逻辑读栈，新母线LDI2.1//OI1.3//ALD//栈装载与=Q6.0//LPP//逻辑弹出栈，母线复原LDI3.1//OI2.0//ALD//=Q1.3//西门子S系列PLC产品的流派PLC原理及应用2011，8PLC的三大流派美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立