化工仪表及自动化厉玉鸣第三可编程控制器学习教案.pptx

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1、会计学1化工仪表化工仪表(ybio)及自动化厉玉鸣第三可编及自动化厉玉鸣第三可编程控制器程控制器第一页，共43页。1第1页/共43页第二页，共43页。2第2页/共43页第三页，共43页。3第3页/共43页第四页，共43页。4第4页/共43页第五页，共43页。 PLC可以进行各种复杂的开关量逻辑控制，且配置了计数器、定时器等指令，进一步丰富了逻辑控制功能，同时可以完成各种类型的计数要求。 PLC具有了A/D、D/A转换的功能,丰富了控制手段和控制范围。 PLC有了较强的通信功能,可以组成PLC控制的计算机网络。5第5页/共43页第六页，共43页。6第6页/共43页第七页，共43页。比较项目继电接

2、触控制PLC控制功能使用许多继电器才能进行复杂的控制无论控制多复杂,均用程序编制完成控制内容变更需改变继电器和配线只要改变程序即可自由完成控制速度依靠触点机械动作实现,工作频率低靠微处理器实现控制,速度极快计数控制一般无此功能具有计数功能安装施工连线复杂,施工繁琐安装容易,施工简便可靠性触点多、连线多、体积大、寿命短、可靠性差采用集成元件,体积小、寿命长、可靠性高可扩展性扩展困难在I/O点允许情况下可自由扩充维护需定期检验,查找故障困难,维护工作量大具有自诊断功能,查找故障迅速,维护方便表16-1 PLC控制与继电接触(jich)控制比较7第7页/共43页第八页，共43页。 集散控制系统侧重回

3、路连续调节功能,在模拟量处理、反馈控制等方面具有(jyu)明显优势； 可编程控制器侧重开关量顺序控制功能,在数字处理、顺序控制方面具有(jyu)一定优势。可编程控制器与集散控制系统(kn zh x tn)比较发展初期8第8页/共43页第九页，共43页。网络功能(gngnng)方面 DCS从一开始就十分重视网络通信,PLC也在不断(bdun)增强网络通信功能。 顺序控制功能方面 PLC优势强模拟量处理功能方面 DCS系统较完善9第9页/共43页第十页，共43页。10图16-1 PLC的基本组成框图第10页/共43页第十一页，共43页。11 解释并执行(zhxng)用户及系统程序，通过运行用户及系

4、统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其他功能，控制整个系统协调一致地工作。 主要(zhyo)有通用微处理器、单片机和双极型位片机。 RAM、ROM、EPROM和E2PROM，外存常用盒式磁带或磁盘等图16-2 简化的存储映像第11页/共43页第十二页，共43页。12I/O模块是可编程序控制器与生产过程相联系(linx)的桥梁。 PLC连接的过程变量按信号类型可分为开关量（即数字量）、模拟量和脉冲量等，相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。 第12页/共43页第十三页，共43页。 编程器是PLC必不可少的重要外部设备。 编程

5、器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器。 编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改，还能对PLC的工作状态进行监控(jin kn)，同时也是用户与PLC之间进行人机界面。 13第13页/共43页第十四页，共43页。14 编程器与PLC上的专用插座相连，或通过专用接口相连，程序(chngx)可直接写入PLC的用户程序(chngx)存储器中，也可先在编程器的存储器内存放，然后再下装到PLC中。 编程器先不与PLC相连，编制的程序先存放在编程器的存储器中，程序编写完毕，再与PLC连接，将程序送到PLC存储器中。 便携式编程器和通用计算机。 第14页/共43页第十五页，共43页。15

6、 梯形图的表达式沿用了原电气控制系统中的继电接触控制电路图的形式，二者的基本构思(u s)是一致的，只是使用符号和表达方式有所区别。 第15页/共43页第十六页，共43页。16 图16-3（a）为实现这一功能的一种梯形图程序（OMRON PLC），它是由若干个梯级组成的，每一个输出元素构成(guchng)一个梯级，而每个梯级可由多条支路组成。图16-3 梯形图程序第16页/共43页第十七页，共43页。17又称为(chn wi)命令语句表达式语言，常用一些助记符来表示PLC的某种操作。 助记符语言类似微机中的汇编语言，但比汇编语言更直观易懂。 图16-3（b）为梯形图对应的用助记符表示的指令表。

7、 不同厂家生产的PLC所使用的助记符各不相同，因此同一梯形图写成的助记符语句不相同。用户在梯形图转换为助记符时，必须先弄清PLC的型号及内部各器件编号、使用范围和每一条助记符的使用方法。 注意！第17页/共43页第十八页，共43页。读入现场信号自诊断与编程器、计算机等通信执行用户程序输出结果图16-4 PLC工作过程框图输入扫描程序执行输出刷新18第18页/共43页第十九页，共43页。19I/O点总数一般为20128点。 逻辑运算、定时计数、移位处理等，采用专用简易编程器。 其I/O点总数通常为129512点，内存在K以下，适合开关量逻辑控制和过程变量检测及连续控制。 除有小型PLC的功能外，

8、还有算术运算、数据处理及A/D、D/A转换、联网通信、远程I/O等功能，可用于比较复杂过程的控制。 n 三、可编程控制器的分类第19页/共43页第二十页，共43页。20其I/O点总数(zngsh)在513点以上。 除了具有中小型PLC的功能外，还具有PLD运算及高速计数等功能，用于机床控制时，具有增加刀具精确定位、机床速度和阀门控制等功能，配有CRT显示及常规的计算机键盘，与工业控制计算机相似。 编程可采用梯形图、功能表图及高级语言等多种方式。 第20页/共43页第二十一页，共43页。21 它将PLC各组成部分集装在一个机壳内，输入、输出接线端子及电源进线分别在机箱的上、下两侧，并有相应的发光

9、二极管显示输入/输出状态。面板(min bn)上留有编程器的插座、EPROM存储器插座、扩展单元的接口插座等。 优点具有这种结构的可编程序控制器结构紧凑、体积小、价格低。 图16-5 SIMENS SIMATIC S7-200的外形图第21页/共43页第二十二页，共43页。22输入/输出点数较多的大型、中型和部分小型(xioxng)PLC采用模块式结构。其优点为：图16-6 SIMENS SIMATIC S7-300的外形图 采用积木搭接的方式组成系统，便于扩展，其CPU、输入、输出等都是独立的模块，有的PLC的电源包含在CPU模块之中。 品种多，硬件配置灵活，更换模块方便。 它吸收了整体式和

10、模块式PLC的优点，其基本单元、扩展单元等高等宽，它们不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的体积小巧的长方体，而且输入、输出点数的配置也相当灵活。 第22页/共43页第二十三页，共43页。23OMRON C 系列PLC有微型、小型、中型和大型(dxng)四大类十几种型号。 以C20P和C40H为代表，是整体结构，I/O容量为几十点，最多可扩至120点。 分为C120和C200H两种，C120最多可扩展256点I/O，是紧凑型整体结构。 第23页/共43页第二十四页，共43页。24第24页/共43页第二十五页，共43页。图16-7 SYSMAC C28H外形示意图图16-9 C20

11、0H 外观示意图25图16-8 CPM1A C * * P外观图第25页/共43页第二十六页，共43页。n 二、 OMRON PLC 指令(zhlng) 指令(zhlng)大多数是按照位（bit）寻址，个别指令(zhlng)按照通道寻址。按位寻址的地址编号为：通道号。位号，如0.00表示0通道的第0位，位的表示采用十进制数，范围为015。 小型整体PLC的输入、输出编号是固定不变的，使用者可以按照PLC主机标注编号编程；对于模块式PLC则根据输入或输出模块安装位置决定其编号。26第26页/共43页第二十七页，共43页。表示指令要完成的功能。：指出了要操作的对象。 27第27页/共43页第二十八

12、页，共43页。图16-10 OMRON PLC的基本指令应用示例(1) LD和LD NOT指令(2) OUT和OUT NOT指令(3) AND和AND NOT指令(4) OR和OR NOT指令(5) AND LD指令(6) OR LD指令(7) END指令 28第28页/共43页第二十九页，共43页。29图16-11 电机启动、停止控制第29页/共43页第三十页，共43页。30 微分指令在执行条件(tiojin)满足后第一次扫描时才执行，且只执行一次；若执行条件(tiojin)解除后再次满足，则再执行。DIFU是上升沿微分指令，DIFD是下降沿微分指令。 图16-12 微分指令应用示例第30页

13、/共43页第三十一页，共43页。31 定时器为递减(djin)型，有低速TIM和高速TIMH（15）两种。定时器的操作数包括定时器编号（N）和设定值（SV）两个数据。 计数器包括单向(dn xin)递减型CNT和双向可逆型CNTR（12）两种，其操作数包括计数器编号和设定值两个数据。 图16-13 计数包装控制程序第31页/共43页第三十二页，共43页。32输入、输出点分配如下：上限(shngxin)检测开关 0.00；下限检测开关 0.01平； 电磁阀 10.00 图16-14 水箱液位控制示意图 为了保证水箱液位保持在一定范围，分别在控制的上限和下限设置检测传感器，用PLC控制注入水电磁阀

14、。 当液位低于下限时，下限检测开关断开，打开电磁阀开始注水；当注水达到上限位置时，上限检测开关闭合，切断电磁阀。 PLC采用OMRON的CPM2A-60CDR。工艺要求如图16-14所示。 第32页/共43页第三十三页，共43页。33 控制接线如图16-15所示，图16-16为液位控制梯形图。 当低于液位下限时，下限开关与上限开关均断开，0.00与0.01常闭触点闭合，使输出继电器10.00导通，注水电磁阀打开；一旦(ydn)超过下限液位，虽然0.01触点断开，但由于10.00触点的自锁作用，仍保证注水阀打开，直至上限检测开关闭合，0.00的常闭触点断开，输出继电器10.00断开，注水阀关闭。

15、 第33页/共43页第三十四页，共43页。图16-15 控制接线示意图图16-16 液位控制梯形图34第34页/共43页第三十五页，共43页。35n 二、变量(binling)越限报警控制 在实际中往往要求一旦变量超限，即使恢复到正常值，仍然进行声光报警，直到操作人员按下确定按钮后，报警才解除。 在的要求基础上，要求一旦报警，指示灯是闪亮的。 在的要求基础上，如果允许按下消音按钮（点动），则电笛断开，灯变成平光。 工艺要求过程变量越限后立即用指示灯和电笛报警，当工艺变量恢复到正常之后，报警自动解除。 第35页/共43页第三十六页，共43页。报警梯形图36第36页/共43页第三十七页，共43页。

16、37图16-21 加热炉的安全联锁保护系统 要求用三个指示灯指示三个报警点。 在整个系统中有三个工艺检测输入、一个复位按钮、一个实验按钮和一个消音按钮，输出有三个指示灯和一个电磁阀。 第37页/共43页第三十八页，共43页。38输入输出燃料流量下限检测FL1 00001 燃料流量下限报警指示灯L1 01001原料流量下限检测FL2 00002 原料流量下限报警指示灯L2 01002火焰检测BS00003火焰熄灭报警指示灯L301003消音按钮AN100000电磁阀V01000复位按钮AN200004蜂鸣器D01004实验按钮AN300005表16-2 输入(shr)、输出点分配表第38页/共4

17、3页第三十九页，共43页。39图16-22 系统接线示意图第39页/共43页第四十页，共43页。40n 三、自动(zdng)包装机控制图16-23 双秤包装机工作流程图采用可编程序控制器来实现包装过程(guchng)，可延长设备的寿命，提高包装的精度。 图16-23 自动包装机控制流程图第40页/共43页第四十一页，共43页。41输入输出输入端子对应元件输出端子对应元件00000A料斗光电开关101000A秤振荡器00001A料斗光电开关201001B秤振荡器00002B料斗光电开关101002A秤电磁阀00003B料斗光电开关201003B秤电磁阀00004夹袋按钮01004A秤挡板电磁阀00005计数器复位按钮01005B秤挡板电磁阀00005A秤故障开关01006夹袋电磁阀00006B秤故障开关01007外部计数器表16-13 自动包装机PLC的输入、输出(shch)点分配表第41页/共43页第四十二页，共43页。第42页/共43页第四十三页，共43页。