PLC应用技术(三菱)课题一.ppt
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1、课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务1 初识初识PLC知识目标:知识目标: 1了解PLC产生的背景及其常用品牌和各自的特点。 2掌握PLC的应用及功能。 能力目标:能力目标:能根据控制要求进行PLC的选型。课题一课题一 PLC基础知识基础知识 可编程序控制器在机械制造、石油化工、冶金、汽车、轻工业等领域中得到广泛的应用。本次任务的主要内容就是:通过本课题任务的学习,达到以下目标:1.了解PLC在工业自动化中的发展历史、现状和发展趋势。2.了解PLC的应用领域及特点。3.熟悉PLC的分类及常用品牌和各自特点。4.掌握PLC的应用及功能。任务任务一一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础
2、知识基础知识一、一、PLC的发展过程的发展过程PLC是可编程序控制器(Programmable Controller)的简称。实际上可编程序控制器的英文缩写为PC,为了与个人计算机(Personal Computer)相区别,人们就将最初用于逻辑控制的可编程序控制器(Programmable Logic Controller)叫做PLC。 任务任务一一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识一、一、PLC的发展过程的发展过程第一阶段:功能简单,主要是逻辑运算、定时和计数功能,没有形成系列。第二阶段:增加了数字运算功能,能完成模拟量控制,开始具备自诊断功能,存储器采用EPROM。第三
3、阶段:将微处理器用在PLC中,向多微处理器发展,使PLC的功能和处理速度大大增强,具有通信功能和远程I/O能力。第四阶段:可将多台PLC连接起来与大系统连成一体,实现网络资源共享。编程语言除了传统的梯形图、流程图、指令表等以外,还有用于算术运算的BASIC语言以及用于顺序控制的GRAPH语言,用于机床控制的数控语言等。任务任务一一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC二、二、PLC的应用领域的应用领域电梯控制、防盗系统的控制、交通分流信号灯控制、楼宇供水自动控制、消防系统自动控制、供电系统自动控制、喷水池自动控制及各种生产流水线的自动控制等。1.开关量
4、逻辑控制开关量逻辑控制取代传统的继电接触器控制线路,实现逻辑控制、顺序控制。既可用于单台设备的控制,又可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC2.模拟量控制模拟量控制利用PID(Proportional Integral Derivative)算法实现闭环控制功能。例如温度、速度、压力及流量等的过程量的控制。3.运动控制运动控制PLC可用于圆周运动或直线运动的定位控制。广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识
5、PLC4.数据处理数据处理现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 5.通信及联网通信及联网含PLC间的通信及PLC与其他智能设备之间的通信。 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC三、三、PLC的特点、性能指标及分类的特点、性能指标及分类1. PLC的特点的特点(1)高可靠性(2)灵活性(3)便于改进和修正(4)触点利用率提高(5)丰富的I/O接口(6)模拟调试(7)对现场进行微观监视(
6、8)快速动作(9)梯形图及布尔代数并用(10)体积小、质量轻、功耗低(11)编程简单、使用方便课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC2.性能指标性能指标(1)硬件指标主要包括环境温度、环境湿度、抗振、抗冲击力、抗噪声干扰、耐压、接地要求和使用环境等。 (2)软件指标1)编程语言2)用户存储器容量和类型3)I/O总数4)指令数5)软元件的种类和点数6)扫描速度7)其他指标 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC3.PLC的分类的分类(1)按结构形式分类分为整体式和模块式两种。(2)按输入输出点数和存储容量分类可分为大、中、小型三种。(3)按功能
7、分类一般可分为低档机、中档机和高档机三种。 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC四、三菱四、三菱FX系列系列PLC的特点与规格的特点与规格1.三菱三菱FX系列系列PLC的型号意义的型号意义课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC例如:例如:型号“FX2N-64MR”表示该PLC为FX2N系列、AC电源、DC输入的基本单元、I/O总点数为64点、继电器输出方式。型号“FX2N-48MRD”表示该PLC为FX2N系列、I/O总点数为48点、DC电源、DC输入的基本单元、继电器输出方式。型号“FX-4EYSH”表示该PLC为FX系列、输入点数为0、
8、输出点数为4点、晶闸管输出的大电流输出扩展模块。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC2.FX系列常用系列常用CPU的性能的性能课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC3.FX系列的扩展模块系列的扩展模块FX系列PLC的扩展模块主要有扩展I/O模块(输入扩展模块、输出扩展模块)和扩展I/O(混合模块)。 4.FX系列特殊功能模块系列特殊功能模块课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC五、五、PLC的选择原则的选择原则 1.PLC机型选择(1)结构形式(2)安
9、装方式(3)功能要求(4)响应速度(5)系统可靠性(6)机型统一2.PLC的容量选择(1)I/O点数(2)用户程序存储容量3.I/O模块的选择(1)开关量输入模块(2)开关量输出模块4.电源模块及其他外设的选择(1)电源模块(2)编程器(3)写入器课题一课题一 PLC基础知识基础知识PLC的选型训练的选型训练任务任务1 初识初识PLC现有一套电气控制设备,需要用到一台PLC的小单机。其主要控制一些继电器、接触器、电磁阀等开关量信号,并通过一些按钮、行程开关、接近开关、光电开关等开关量输入信号。无其他特殊功能要求。统计后,输入信号需要18个,输出信号需要20个,请根据要求选择性价比较高的三菱PL
10、C。1.分析CPU功能进行选型2.分析I/O点数进行选型3.分析价格进行选型4.确定PLC的型号规格课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务1 初识初识PLC在进行PLC的选型过程中,时常会遇到如下问题:问题问题:只注重I/O点数的选择而忽视了存储容量的选择。后果及原因:后果及原因:由于用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关,而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。预防措施:预防措施:PLC的I/O点数的多少,在很大程度上反映了PLC系统的功能要求,因此可在I/O点数确定的基础上,按下式估算存储容量后,再加20%30%的余量。存储容量(字节)开关量I/O点总数10模拟量通道
11、数100课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC一、常用一、常用PLC简介简介 1美国的美国的PLC产品产品 美国有100多家PLC厂商,著名的有A-B公司、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(TI)公司、西屋公司等。 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC2欧洲的欧洲的PLC产品产品德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司和法国的TE公司是欧洲著名的PLC制造商。德国西门子的电子产品以
12、性能精良而久负盛名。在大、中型PLC产品领域与美国的A-B公司齐名。德国西门子S7系列PLC课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC3日本的日本的PLC产品产品日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等,在世界小型机市场上,日本产品约占70%的份额。(1)三菱公司的PLC产品a)FX0系列 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC(1)三菱公司的PLC产品b)FX1N系列c)FX2N系列课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC(1)三菱公司的PLC产品 d)FX3U系列 e)FX3G系列 课题一课题一
13、 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC(1)三菱公司的PLC产品f)Q系列 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC(2)欧姆龙公司的产品欧姆龙C200hw系列课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC(3)松下公司的产品 松下公司的PLC产品中,FP0为微型机,FP1为整体式小型机,FP3为中型机,FP5/FP10、FP10S、FP20为大型机。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC4我国的我国的PLC产品产品我国有许多厂家及科研院从事PLC的研制及开发工作,如:中国科学院自动化研究所的PLC-0088北京
14、联想计算机集团公司的GK-40上海机床电器厂的CKY-40上海起重电器厂的CF-40MR/ER苏州机床电器厂的YZ-PC-001A原机电部北京工业自动化研究所的MPC-001/20、KB20/40杭州机床电器厂的DKK02天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480上海自立电子设备厂的KKI系列上海香岛机电制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256无锡华光电子工业有限公司(合资)的SR-10、SR-10/20等。 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC国产三洋PLC产品课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC国产益达YD2n系
15、列有壳PLC国产益达无壳YD2n-30MRT-4AD-2DA课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务一任务一 初识初识PLC二、系统采用二、系统采用PLC控制的一般条件控制的一般条件 1.系统的控制要求复杂,所需的I/O点数较多。如使用继电器控制,则需要大量的中间继电器、时间继电器等器件。2.系统对可靠性的要求特别高,继电器控制不能达到要求。3.系统加工产品种类和工艺流程经常变化,因此,需要经常修改系统参数,改变控制电路结构,使控制系统功能有扩充的可能。4.由一台PLC控制多台设备的系统。5.需要与其他设备实现通信或联网的系统。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接
16、线硬件安装及接线知识目标:知识目标:1.了解PLC的组成及工作原理。2.了解PLC控制系统与继电接触器逻辑控制系统的区别。 能力目标:能力目标:掌握PLC输入、输出端子的接线原理及注意事项。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线PLC的种类虽然繁多、性能各异,但在硬件组成原理上,几乎所有的PLC都具有相同或类似的结构。本次任务的主要内容是:通过本课题任务的学习,了解PLC的硬件组成及工作原理,同时掌握三菱PLC输入、输出端子的接线原理及注意事项。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线一、一、PLCPLC的硬
17、件组成的硬件组成主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口及电源等组成。其中:CPU是PLC的核心输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。整体式的PLC,所有的部件都装在同一机壳内;模块式的PLC,它的各部件独立封装成模块,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线整体式PLC的组成框图课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线模块式PLC的组成框图课题一课题一 PLC基础知识
18、基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线1.中央处理器(中央处理器(CPU)CPU按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地工作。 (1)接收编程器输入的用户程序和数据。(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。(3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。(4)从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。(5)根据执行的结果,更新有关标志位和输出映像寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。另外,有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线2.存储器存储
19、器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。PLC的存储器主要有两种:一种是可读/写操作的随机存储器RAM,另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线3.输入输入/输出单元输出单元通常也称为I/O单元或I/O模块,是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据;同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象,以实现控制目的。I/O接口的主要类型有:数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量输入、模拟量
20、输出等。 PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时,可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线4.通信接口通信接口PLC配有各种通信接口,这些接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现通信。 5.编程装置编程装置编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序,也可在线监控PLC内部状态和参数,与PLC进行人机对话。它主要由键盘、显示器和外存储器接插件等部
21、件组成。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线6.电源电源PLC配有开关电源,以供内部电路使用。与普通电源相比,PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。对电网提供的电源稳定性要求不高。一般允许电源电压在其额定值15%的范围内波动。7.其他外部设备其他外部设备除了以上所述的部件和设备外,PLC还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线二、二、PLC的软件组成的软件组成PLC的软件由系统监控程序和用户程序组成。1.系统监控程序系统监控程序系统监控程序分成
22、系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块和系统调用子程序模块 2.用户程序用户程序用户程序是PLC的使用者利用PLC的编程语言,根据控制要求编制的程序。它是用梯形图或某种PLC指令的助记符编制而成的,可以是梯形图、指令表、高级语言、汇编语言等,其助记符形式随PLC型号的不同而略有不同。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线三、三、PLC的工作原理的工作原理PLC用户程序的执行采用的是循环扫描工作方式。即PLC对用户程序逐条顺序执行,直至程序结束,然后再从头开始扫描,周而复始,直至停止执行用户程序。PLC有两种基本的工作模式,即运行(RUN)模式和
23、停止(STOP)。运行模式 停止模式 课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线四、四、PLC控制系统与继电控制系统与继电接触器逻辑控制系统的比较接触器逻辑控制系统的比较以课题二之任务1“三相异步电动机单方向连续运行控制”为例进行比较,两种控制系统的不同点主要表现在以下几个方面 。1.组成的器件不同组成的器件不同如图所示的继电接触器逻辑控制系统实现电动机的单方向连续运行,就是通过接触器KM的一副辅助常开触点实现自保,一旦触点变形或受尘埃的隔离及电弧的影响,造成接触不良,将会影响电动机的正常运行。而PLC采用无机械触点的逻辑运算微电子技术,复杂的控制由PL
24、C内部运算器完成,故寿命长、可靠性高。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线继电接触器逻辑控制系统实现电动机单方向连续运行控制线路课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线2.触电的数量不同触电的数量不同继电器和接触器的触点数较少,一般只有48对,而PLC内部的“软继电器”可供编程的触点数有无限对。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线3.控制方式不同控制方式不同PLC控制系统与继电接触器逻辑控制系统有着本质的区别,它是通过软件编程来实现控制功能的,即它通过输入端子接
25、收外部输入信号,接内部输入继电器;输出继电器的触点接到PLC的输出端子上,由事先编好的程序(梯形图)驱动,通过输出继电器触点的通断,实现对负载的功能控制。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线电动机单方向连续运行控制的PLC控制系统框图课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务任务2 PLC硬件安装及接线硬件安装及接线4.工作方式不同工作方式不同在继电接触器逻辑控制系统中,当电源接通时,线路中各继电器都处于受制约状态。在PLC中,各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中,每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。课题一课题一 PLC基础知识基础知识任务
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