plc编程及应用第1章 概述

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1、第1章概述1.1PLC的基本概念与基本结构可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。PLC具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小等优点。继电接触控制系统在生产中得到广泛应用。但由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通

2、用性差，因此已不能满足现代化生产过程复杂多变的控制要求。1、CPU模块----微处理器、存储器2、输入模块和输出模块----简称I/O模块，包含AI和AQ3、编程器4、电源图1-1：PLC控制系统示意图：CPU模块输出模块输入模块编程装置按钮选择开关限位开关电源~接触器电磁阀指示灯电源PLC硬件系统结构图电源I/O扩展单元输入设备输出设备输出接口外部设备接口输入接口I/O扩展接口主机PLC编程器打印机磁带机计算机扫描仪CPU存储器用户程序系统程序数据按钮行程开关触点电磁阀电磁线圈指示灯特点：1.2PLC的特点与应用领

3、域1、编程方法简单易学2、功能强，性能价格比高3、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4、可靠性高，抗干扰能力强5、系统的设计、安装、调试工作量少6、维修工作量小，维修方便7、体积小，能耗低PLC应用领域1、数字量逻辑控制2、运动控制3、闭环过程控制4、数据处理5、通信联网第2章PLC的硬件与工作原理2.1PLC的硬件硬件结构可分为：整体式模块式混合式2.1.1PLC的物理结构S7200PLCCPU模块的外形图S7200PLC（CPU224XP）模块的外形图S7300PLCS7400PLC2.1.2CPU模块中的存储器存

4、储器分为：系统存储器用户程序存储器----系统程序(操作系统)----存放用户程序，容量以字节(B)为单位1、随机存取存储器(RAM)存储器的物理介质：2、只读存储器(ROM)3、可以电擦除可编程的只读存储器（EPROM）2.1.3DI/DO模块1、输入（DI）模块输入信号：按钮、接近开关、光电开关、限位开关、行程开关等信号电压：交流、直流各I/O点的通/断有LED指示。与外部的连接使用接线端子。继电器输出：负载能力高（2A和5A），能驱动较大的负载。每一路给用户提供一对常开接点，负载电源由外部提供，即可接直流负载也可接

5、交流负载。。工作频率低，1KZ晶体管输出：负载能力低，只能驱动指示灯和小型继电器。工作频率高，可到100KZ，可用作高速脉冲输出。2.2PLC的工作原理2.2.1用触点和线圈实现逻辑运算数字控制系统中的变量10波形图中表示高电平低电平继电器线圈通电断开触点接通断开开关接通断开逻辑运算关系表与或非Q0.0=I0.0*I0.1Q0.1=I0.2+I0.3Q0.2=I0.0I0.1Q0.0I0.2I0.3Q0.1I0.4Q0.20000000101001110100101111111西门子PLC程序中逻辑运算关系的表示方法与操

6、作梯形图FBD功能块STL指令表梯形图FBDSTL或操作梯形图FBDSTL非操作异步电动机主电路、控制电路和波形图2.2.2PLC的操作模式操作模式：RUN（运行）STOP（停止）改变操作模式的方法：1、CPU面板上的操作开关2、编程软件中改变（STEP7-Micro/WIN）3、在程序中改变（STOP指令）运行按钮停止按钮输入端子输入状态寄存器（输入映像区PII）输出状态寄存器（输出映像区PIQ）PIO内容送至输出端子用户程序执行读读写输入采样用户程序执行输出刷新一个扫描周期一条指令所需时间一般不超过100ms。2.2

7、.3PLC的工作原理处理通信请求自诊断检查立即I/O输出PLC的工作过程举例输入/输出滞后时间（系统响应时间）PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔由输入电路滤波时间、输出电路滞后时间、扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成2.3S7-200系列PLC2.3.1S7-200的特点1、功能强2、先进的程序结构3、灵活方便的寻址方法4、功能强大、使用方便的编程软件5、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2

8、.3.2CPU模块2.3.3数字量扩展模块2.3.4模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块1、PLC对模拟量的处理模拟量输入信号：压力、温度、流量、转速等模拟量输出信号：控制电动调节阀、控制变频器、控制温度等现场模拟量信号----物理量。如：100KPa，50度，2000转/分PLC模拟量信号----标准量程信号。如：