现代电气控制与plc应用项目教程教学课件作者张永平项目四.ppt

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1、项目四PLC应用入门任务一PLC及其工作原理初识任务二PLC外部连接及编程元件认识任务三三菱PLC编程器及编程软件使用任务一PLC及其工作原理初识4.1.1认识PLC1.什么是PLCPLC是可编程控制器(ProgrammableLogicController)的简称，它是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。目前PLC已基本取代了传统的继电器控制系统，成为工业自动控制领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱

2、(PLC、机器人、CAD/CAM)的首位。图4-1是三菱FX2N系列小型PLC的主机外形图。下一页返回任务一PLC及其工作原理初识2.PLC工作原理初识PLC最初是作为继电器一接触器控制线路的替代装置而产生的，它是如何取代继电器-接触器控制线路来实现自己的控制功能呢?我们通过一个简单的控制实例来加以说明。控制实例:三相异步电动机单向点动控制。1)继电器一接触器电路控制方案继电器一接触器电路控制方案，如图4-2所示。特点:按钮SB与它所控制的接触器KM线圈在电路上直接相连。2)采用PLC控制方案主电路:与

3、图4-2(a)相同控制电路:采用图4-3。上一页下一页返回任务一PLC及其工作原理初识3)两种方案的比较两者对电动机的点动控制效果相同。但是后者控制按钮SB与被控的接触器线圈之间在线路上没有直接的联系，硬件接线减少，只有PLC输入输出端较少的接线，靠PLC的信息转换和其内部存储的程序相配合来实现点动控制功能。4)采用PLC实现控制功能的原理控制原理分析:(1)在PLC内部提供了几百甚至上千个虚拟继电器供用户编程使用。(2)实际的电磁继电器与PLC内部虚拟继电器的比较，见表4-1。上一页下一页返回任务一P

4、LC及其工作原理初识(3)PLC的每个输入端子Xi，都等效地对应一个同名的输入继电器Xi,它的线圈由输入回路所驱动。(4)PLC的每个输出端子YJ，都等效地对应一个同名的输出继电器YJ,它的线圈由程序驱动，它的一个常开触点接在PLC内部输出回路中。(5)点动控制过程4.1.2PLC基本组成可编程控制器实质上是一种工业专用的计算机，它的结构与计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。PLC的结构示意如图4-4所示。上一页下一页返回任务一PLC及其工作原理初识1.中央处理器单元CPUCPU是PL

5、C的核心部件，它是PLC的运算和控制中心，由它实现算术和逻辑运算，并控制所有其他部件的操作。它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的，主要完成下列几项任务。2.存储器存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。3.输入/愉出单元(I/0单元)I/0单元是CPU与现场I/0装置或其他外部设备之间的连接部件。它将外部输入信号变换为CPU能接收的信号，或将CPU的输出信号变换为需要的控制信号去驱动控制对象(包括开关量和模拟量)，以确保整个系统正常工作。上一页下一页返回任务一PLC及其工作原理初识1)

6、开关量输入单元开关量输入单元的作用是把现场各种开关信号变成PLC内部处理的标准信号。开关量输入单元又可分为直流开关量输入单元和交流开关量输入单元。2)开关量输出单元开关量输出单元的作用是把PLC的内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号，通常由隔离电路和功率放大电路组成。开关量输出单元有继电器、晶体管和晶闸管三种输出方式。3)模拟量输入/输出单元模拟量信号在过程控制中的应用很广，如温度、压力、速度、流量、酸碱度、位移的各种工业检测都是对应于电压、电流的模拟量值，再通过一定运算(PID)后，达到控制生产过

7、程的目的。上一页下一页返回任务一PLC及其工作原理初识模拟量输入单元一般由滤波器、A/D转换器和光藕合器组成。4.电源PLC的电源分为三类:外部电源、内部电源和后备电源。在现场控制中，干扰侵入PLC的主要途径之一就是通过电源，因此，设计合理的电源是PLC可靠运行的必要条件。5.编程器PLC的特点是它的程序是可以改变的，要方便地加载和修改程序，编程器就成为PLC工作中不可缺少的设备。编程器除了编程以外，一般还具有检查、调试及监视功能，也可以通过它调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。上一页下一页返回任

8、务一PLC及其工作原理初识4.1.3PLC工作流程PLC采用周期循环扫描、集中输入/输出的工作方式，与传统的继电器接触器控制系统有明显的不同。传统的继电器一接触器控制系统采用硬逻辑并行运行的工作方式，即如果一个继电器线圈得电或失电，该继电器的所有触点都会立即动作;而PLC采用顺序逐条扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，必须等CPU扫描到该触点时才会动作。PLC的一个扫描过程分5个阶段