第7章 可编程控制器原理与应用ppt课件.ppt

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1、第7章可编程序控制器原理与应用第7章可编程序控制器原理与应用7.1PLC的基本结构和工作原理7.2PLC的主要功能和特点7.3PLC的编程元件7.4PLC的软件技术7.5PLC的应用7.6步进顺控指令什么是PLC？是一种工业控制装置是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。通用叫法中文名称为可编程控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，现在发展为ProgrammableController但仍简称PLC。1987年，国际电工委员会（I

2、EC）定义：“可编程控制器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，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。可编程控制器的产生因为继电器逻辑电路配线复杂，而且工艺变化时，修改线路异常困难，几乎不可能。背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器

3、，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。1968年，GM公司提出十项设计标准编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接使用115V交流输入电压；输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。7.1PLC的基本结构和工作原理7.1.1PLC的基本结构外部设备现场用户输出设备微处理器

4、（CPU）输入电路输出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编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器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基本单元PLC系统结构示意图输出状态寄存器输入状态寄存器1.中央处理单元（CPU）接收并存储用户程序和数据；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；2）用户存储器——RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序

5、；3）数据存储器存放工作数据。2.系统存储器1）系统程序存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放命令解释程序；存放模块化应用功能子程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。3.输入输出（I/O）电路：1).输入单元——带光电隔离电路多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入DC电源DC24V输入DC电源DC12V输入接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。2.输出单元——带光电隔离器及滤波器多种输出方式：继电器晶体管晶闸管继电器输出单元:驱动非频繁动作的交/

6、直流负载；晶体管输出单元:驱动直流负载；晶闸管输出单元:驱动频繁动作的交/直流负载。4.电源一般市电（220）直流24VPLC有24V（DC直流）输出。5.编程器外围设备利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，检查程序。7.1.2PLC的结构形式整体式模块式7.1.3PLC的工作原理一、工作方式——周期循环扫描二、工作过程——自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个外阶段。三、扫描周期——小型PLC通常在几十mS。T=自检时间+读入一点时间×输入点数+程序步数×运算速度+输出一点时间×输出点数。自诊断开始与编程器通信读入现场信号执行用户程序输出结果7.1.3PLC的工

7、作原理7.2PLC的主要功能和特点7.2.1PLC的功能1.逻辑控制功能2.定时、计数功能3.A/D、D/A转换功能4.数控功能5.通信与联网功能6.数据处理功能7.2.2PLC的特点抗干扰能力强，可靠性高，环境适应性强编程方法简单，容易掌握应用灵活，通用性好完善监视和诊断功能系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维护方便体积小，能耗低.7.3PLC的编程元件PLC内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为软元件。不同厂家、同一产家