可编程过程控制器原理及应用.ppt

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1、可编程控制器原理及应用李超第1章PLC的硬件与工作原理1.1概述PLC=ProgrammableLogicController：可编程逻辑控制器。PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是一种用程序来实现控制功能的工业控制装置。图1-1PLC控制系统示意图PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程装置及电源组成。各类传感器变频器电动调节阀计算机、编程软件、连接电缆CPU模块：由CPU和存储器组成。相当于人的大脑和心脏。其功能是通过输入模块读取外设的状态，由用户程

2、序去处理，根据处理结果通过输出模块去控制外设。可存储程序和数据。程序：操作系统、用户程序存储器：RAM：用户程序和某些数据ROM：操作系统EEPROM：用户程序和需长期保存的重要数据I/O模块：联系外部设备和CPU模块的桥梁输入模块开关量输入模块：接收来自按钮、行程开关、光电开关等设备提供的开关量输入信号。模拟量输入模块：接收电位器、测速发电机等设备提供的模拟电流电压信号。输出模块开关量输出模块：用于控制接触器、指示灯和报警装置等输出设备。模拟量输出模块：用于控制调节阀和变频器等执行装置。电源部分PLC一般使用AC220V或DC24V电源。内部开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电

3、源（5V，±12V，±24V）。PLC通常可以为外部的输入电路和电子传感器提供24V的直流电源。但驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。1.2S7-200系列PLC1.2.1S7-200的特点1.功能强2.先进的程序结构主程序、子程序、中断程序划分清晰；结构化编程。3.灵活方便的存储器结构按功能划分存储器区域：I，Q，V，L等4.功能强大、使用方便的编程软件STEP7-Micro/WIN5.简化复杂编程任务的向导功能6.强大的通信功能7.品种丰富的配套人机界面8.有竞争力的价格9.完善的网上技术支持在西门子公司的网站可以下载S7-200的软件和手册，S7-200有专门的子网站，

4、且有相关视频可供学习。1.2.2CPU模块S7-200有6中CPU模块：CPU221/222/224/224XP/224XPsi/226S7-200有6中CPU模块：221/222/224/224XP/224XPsi/226S7-200CPU最多扩展7个模块、256点数字量I/O或45路模拟量I/O，最多24KB程序存储空间和10KB用户数据存储空间(P31.功能强1）)。CPU221无扩展功能。256个定时器、256个计数器；2个1～255ms的定时中断，4点外部硬件输入中断。其他具体技术规范参见P5表1-1.1.2.3数字量输入和数字量输出图1-3输入电路1.数字量输入电路一组输

5、入点的公共端电源可反向接各数字量IO点的通断用发光二极管显示，PLC与外部接线的连接采用接线端子。S7-200数字量输入端接线图每一组输入端接线方式要相同。漏型输入的输入电流流入接线端子，源型输入的输入电流流出接线端子。图1-4继电器输出电路2.数字量输出电路A。继电器输出用于消除触点断开时产生的电弧。隔离；功率放大。交流负载；直流负载。特点：可以驱动直流负载和交流负载，承受瞬时过压过流的能力较强，动作速度慢，动作次数有限制。图1-5场效应管输出电路B。场效应管输出特点：只能驱动直流负载。反应速度快、寿命长，过载能力稍差。C。双向晶闸管输出(数字量扩展模块中)特点：无触点，适用于高频

6、大功率交流负载。S7-200数字量输出端接线图CPU224XPsi具有MOSFET漏型输出其他场效应管输出的CPU都是源型输出1.2.4扩展模块输入有24VDC和120/230VAC输出有24VDC和继电器型数字量I/O扩展模块的型号有：EM221：数字量输入扩展模块8/16EM222：数字量输出扩展模块4/8EM223：数字量输入/输出混合模块4/8/16/321.数字量扩展模块用于扩展基本单元上的I/O点数2.PLC对模拟量的处理模拟量传感器变送器标准电压/电流：4-20mA1-5V0-10V等模拟量输入模块（A/D）PLC（CPU）标准电压/电流模拟量输出模块（D/A）PLC（

7、CPU）驱动外部设备模拟量模块主要是用来实现A-D和D-A转换的。EM231：模拟输入量模块2/4/8EM232：模拟输出量模块2/4EM235：模拟混合量模块4/1数字量数字量表1-5模拟量扩展模块EM231：4/8通道电流/电压输入模块EM232：2/4通道电流/电压输出模块EM235：4通道电压/电流输入，1通道电压/电流输出模块EM231RTD：2/4通道热电阻温度输入模块EM231TC：4/8通道热电偶温度输入模块3.模拟量输入模块模拟量输入模块