机械设备控制技术ppt课件(中职机械)第四章.ppt
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1、PLCPLC概述概述 一一PLCPLC的组成与工作原理的组成与工作原理 二二PLCPLC的指令系统的指令系统 三三常用基本线路的编程常用基本线路的编程四四PLCPLC控制电路设计及典型应用控制电路设计及典型应用一一任务一任务一 PLCPLC概述概述PLC是是20世纪世纪70年代在继电器控制技术和年代在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的,并计算机控制技术的基础上发展起来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。的新型工业控制装置。 在在PLC出现以前,继电
2、器控制得到了广泛出现以前,继电器控制得到了广泛应用,但这种控制系统具有体积大,可靠应用,但这种控制系统具有体积大,可靠性低,排除故障困难,接线复杂,对生产性低,排除故障困难,接线复杂,对生产工艺变化的适应性差等缺点。随着计算机工艺变化的适应性差等缺点。随着计算机的出现,人们试图用计算机来实现工业控的出现,人们试图用计算机来实现工业控制。制。 PLC问世仅问世仅30余年,其发展非常迅速,应余年,其发展非常迅速,应用越来越广,用越来越广,PLC控制技术已成为当今实控制技术已成为当今实现自动控制的主要手段之一现自动控制的主要手段之一 任务一任务一 PLCPLC概述概述各种可编程控制器各种可编程控制器
3、 PLCPLC特点特点(1)编程简单编程简单PLC最常用的编程语言是梯形最常用的编程语言是梯形图图 (2)可靠性高可靠性高(3)通用性好通用性好(4)功能强功能强 (5)使用维护方便使用维护方便(6)设计施工周期短设计施工周期短任务一任务一 PLCPLC概述概述PLC诞生后的短短诞生后的短短30多年已成为工业控制多年已成为工业控制领域中占主导地位的自动化设备。在世界领域中占主导地位的自动化设备。在世界先进国家,先进国家,PLC已成为工业控制的标准设已成为工业控制的标准设备,它的应用几乎覆盖了所有工业企业。备,它的应用几乎覆盖了所有工业企业。 为了适应各行各业的不同需要,进一步扩为了适应各行各业
4、的不同需要,进一步扩大大PLC在工业自动化领域的应用范围,在工业自动化领域的应用范围,PLC还将不断发展。还将不断发展。 低档低档PLC向小型、简易、廉价方向发展,向小型、简易、廉价方向发展,使之能以更优异的性能、更低廉的价格、使之能以更优异的性能、更低廉的价格、更广泛地取代继电器控制系统;更广泛地取代继电器控制系统;高档高档PLC向大型、高速、多功能方向发展,向大型、高速、多功能方向发展,使之取代工业控制微机对大规模复杂系统使之取代工业控制微机对大规模复杂系统进行综合性的自动控制。进行综合性的自动控制。 任务二任务二 PLCPLC的组成与工作原理的组成与工作原理PLC的硬件部分由中央处理单元
5、,存储器,的硬件部分由中央处理单元,存储器,输入输出部分,电源部分和编程单元等组输入输出部分,电源部分和编程单元等组成,软件部分由系统软件和应用软件两部成,软件部分由系统软件和应用软件两部分组成。分组成。PLC的工作过程是基于扫描原理的工作过程是基于扫描原理进行的,对用户程序的执行一般分为读输进行的,对用户程序的执行一般分为读输入,执行梯形图逻辑程序和刷新输出三个入,执行梯形图逻辑程序和刷新输出三个阶段,阶段,PLC的编程语言采用的梯形图、语的编程语言采用的梯形图、语句表、控制系统流程图及其他高级语言句表、控制系统流程图及其他高级语言(1 1)PLCPLC的硬件组成的硬件组成(1)中央处理器中
6、央处理器(CPU) (2)存储器存储器 (3)输入输出模块输入输出模块 (4)智能智能IO模块和特殊功能模块模块和特殊功能模块 (5)编程器编程器(Programmer) (6)电源电源(Power Supply) (7)外部设备外部设备(External Device) (1 1)PLCPLC的硬件组成的硬件组成(2 2)PLCPLC的软件组成的软件组成 PLC的软件由系统软件和应用软件两部分的软件由系统软件和应用软件两部分组成组成 (1)系统软件。系统软件。PLC的系统软件包括编程器的系统软件包括编程器的程序开发系统软件和可编程控制器的操的程序开发系统软件和可编程控制器的操作系统两部分。作
7、系统两部分。 (2)应用软件。可编程控制器的应用软件是应用软件。可编程控制器的应用软件是指用户根据生产过程的控制要求编制的应指用户根据生产过程的控制要求编制的应用程序。用程序。 活动活动2 PLC2 PLC的工作原理的工作原理PLC可看作为一个逻辑功能的工业控制装置。可看作为一个逻辑功能的工业控制装置。CPU完成逻辑运完成逻辑运算功能,存储器用来保持逻辑功能。因此,算功能,存储器用来保持逻辑功能。因此,PLC可画成类似于可画成类似于继电接触器控制的等效电路图。继电接触器控制的等效电路图。 它主要由输入部分、内部控制电路和输出它主要由输入部分、内部控制电路和输出部分组成部分组成 PLCPLC的工
8、作方式的工作方式PLC的工作过程是基于扫描原理进行的。扫描是指的工作过程是基于扫描原理进行的。扫描是指CPU分时执分时执行各项任务的方式,这些任务包括读人状态信息、执行梯形图行各项任务的方式,这些任务包括读人状态信息、执行梯形图逻辑程序、刷新输出状态和系统自检等。逻辑程序、刷新输出状态和系统自检等。CPU执行完一次上执行完一次上述任务就构成了一个述任务就构成了一个CPU扫描周期,然后从头重新开始扫描,扫描周期,然后从头重新开始扫描,周而复始地重复下去。周而复始地重复下去。 PLCPLC的工作方式的工作方式在在PLC的的CPU扫描周期中,对用户程序的扫描周期中,对用户程序的执行一般分为三个阶段执
9、行一般分为三个阶段 : 1.读输入读输入 2.执行梯形图逻辑程序执行梯形图逻辑程序 3.刷新输出刷新输出除此之外,在一个除此之外,在一个CPU扫描周期中还包括扫描周期中还包括系统自检和外设服务两部分。系统自检和外设服务两部分。 活动活动3 PLC3 PLC的编程语言的编程语言PLC是专为工业控制而开发的装置,其主是专为工业控制而开发的装置,其主要使用对象是广大电气技术人员及操作维要使用对象是广大电气技术人员及操作维护人员。为了适应它们的传统习惯,通常护人员。为了适应它们的传统习惯,通常PLC不采用微机的高级编程语言,而采用不采用微机的高级编程语言,而采用与传统的继电器控制电路图相似的、面向与传
10、统的继电器控制电路图相似的、面向控制过程的梯形图语言和其他专用语言。控制过程的梯形图语言和其他专用语言。目前,目前,PLC常用的编程语言有梯形图常用的编程语言有梯形图LAD(Ladder Diagram)、语句表、语句表STL(Statement List)、控制系统流程图、控制系统流程图CSF(control System Flowchart)及其他高级及其他高级语言,如语言,如BASIC,C语言等。语言等。(1 1)梯形图)梯形图梯形图由顺序排列且梯形图由顺序排列且相连的相连的“梯级梯级”(Rung)组成,左右两条竖线组成,左右两条竖线分别叫做左母线和右分别叫做左母线和右母线,每个梯级从左
11、母线,每个梯级从左母线开始,终止于右母线开始,终止于右母线,并通过左右母母线,并通过左右母线将多个梯级顺序地线将多个梯级顺序地连接起来形成梯形图连接起来形成梯形图网络网络 (1 1)梯形图)梯形图假想电源将在左母线和右母线上以及它们假想电源将在左母线和右母线上以及它们之间产生能流之间产生能流(Power Flow)。能流的流动。能流的流动方向只能是从左母线到右母线和沿左右母方向只能是从左母线到右母线和沿左右母线从上而下。图中虚线用来表示能流的流线从上而下。图中虚线用来表示能流的流动方向。动方向。 (2 2)语句表)语句表 语句表类似于计算机的汇编语言,它是用语句表类似于计算机的汇编语言,它是用
12、指令助记符来编程,比汇编语言更直观易指令助记符来编程,比汇编语言更直观易懂,编程也更简单懂,编程也更简单 语句表是由若干语句组成的程序,每个操语句表是由若干语句组成的程序,每个操作功能由一条或几条语句来执行。语句由作功能由一条或几条语句来执行。语句由指令助记符和指令操作数两部分组成。指令助记符和指令操作数两部分组成。 编制语句表程序之前,先要画出梯形图程编制语句表程序之前,先要画出梯形图程序,然后根据相应序,然后根据相应PLC助记符指令的使用助记符指令的使用方法,将梯形图程序转化为语句表程序。方法,将梯形图程序转化为语句表程序。(2 2)语句表)语句表与梯形图相对应的语句表与梯形图相对应的语句
13、表任务三任务三 PLCPLC的指令系统的指令系统可编程控制器最为用户推崇的优点之一就可编程控制器最为用户推崇的优点之一就是编程简单。虽然生产可编程控制器的厂是编程简单。虽然生产可编程控制器的厂家很多,但所有的可编程控制器的软件设家很多,但所有的可编程控制器的软件设计都使用以继电器逻辑控制为基础的梯形计都使用以继电器逻辑控制为基础的梯形图。由于许多可编程控制器的梯形图基本图。由于许多可编程控制器的梯形图基本相同或相似,因而其逻辑指令也基本相同相同或相似,因而其逻辑指令也基本相同或相似,仅仅所使用的符号有所差异。或相似,仅仅所使用的符号有所差异。活动活动1 F11 F1F2F2系列产品简介系列产品
14、简介 F1F2系列产品是日本三菱公司系列产品是日本三菱公司1987年推出的。年推出的。F1F2系列系列最显著的特点是能对模拟量进行处理和控制,可完成较为复杂最显著的特点是能对模拟量进行处理和控制,可完成较为复杂的控制,从而扩大了应用范围。的控制,从而扩大了应用范围。F1F2系列系列PLC的性能和主要特点如下的性能和主要特点如下 : (1)F1F2系列的基本单元输入、输出点有系列的基本单元输入、输出点有12,20,40,60点点4种规格,经组合最多输入、输出点可达种规格,经组合最多输入、输出点可达120点。点。 (2)F1和和F2系列的用户程序存储器容量大于系列的用户程序存储器容量大于F系列,达
15、到系列,达到1千步千步 (3)F1 F2系列平均指令执行速度为系列平均指令执行速度为12微秒步微秒步 (4)有有2个输入点可以抓住比扫描时间更短个输入点可以抓住比扫描时间更短(等于等于200 s),甚,甚至低于至低于PLC通常扫描门槛的脉冲信号而不会产生延时问题。通常扫描门槛的脉冲信号而不会产生延时问题。 活动活动1 F11 F1F2F2系列产品简介系列产品简介 (5)可以改变输入滤波器常数可以改变输入滤波器常数(060s) (6)增加了增加了8个定时器为个定时器为T650T657 (7)有直接输出功能有直接输出功能 (8)具有高速计数功能具有高速计数功能 (9)设有设有40个个“状态器状态器
16、”,用来存储机械工作过程的各种,用来存储机械工作过程的各种状态状态 (10)具有对模拟量进行处理的功能具有对模拟量进行处理的功能 (11)具有具有4路模拟量输入和路模拟量输入和2路模拟量输出。电流量或电压路模拟量输出。电流量或电压量均可量均可 (12)F2系列具有通信功能系列具有通信功能 (13)可选用多种存储器存储程序可选用多种存储器存储程序 活动活动2 2 可编程控制器的指令系统可编程控制器的指令系统1.LD,LDI,OUT指令指令 (1)LD指令指令 取指令,用于常开接点与母线连接,取指令,用于常开接点与母线连接,每一个以常开接点开始的逻辑行都使用这每一个以常开接点开始的逻辑行都使用这一
17、指令一指令 (2)LDI指令指令 取反指令,用于常闭接点与母线连接,取反指令,用于常闭接点与母线连接,每一个以常闭接点开始的逻辑行都使用这每一个以常闭接点开始的逻辑行都使用这一指令。一指令。 (3)OUT指令指令 输出指令,用于输出逻辑运算结果输出指令,用于输出逻辑运算结果 LDLD,LDILDI,0UT0UT指令的用法指令的用法 2.AND2.AND,ANIANI指令指令 (1)AND指令指令 与指令,用于常开接点的串联,完成与指令,用于常开接点的串联,完成逻辑逻辑“与与”运算。串联触点的个数没有限制,运算。串联触点的个数没有限制,该指令可多次重复使用。该指令可多次重复使用。 (2)ANI指
18、令指令 与反指令,用于常闭接点的串联,完与反指令,用于常闭接点的串联,完成逻辑成逻辑“与非与非”运算。串联触点的个数没有运算。串联触点的个数没有限制,该指令可多次重复使用。限制,该指令可多次重复使用。 ANDAND,ANIANI指令的用法指令的用法 3.OR3.OR,ORIORI指令指令 (1)OR指令指令 或指令,用于常开接点的并联,完成或指令,用于常开接点的并联,完成逻辑逻辑“或或”运算。并联触点的数量不限,该运算。并联触点的数量不限,该指令可使用多次。指令可使用多次。 (2)ORI指令指令 或反指令,用于常闭接点的并联,完或反指令,用于常闭接点的并联,完成逻辑成逻辑“或非或非”运算。并联
19、触点数量不限,运算。并联触点数量不限,该指令可使用多次。该指令可使用多次。 0R0R,ORIORI指令的用法指令的用法 4.ORB4.ORB指令指令或块指令或块指令(电路块并联连接指令电路块并联连接指令) 用于接点组的并联。每一接点块都用于接点组的并联。每一接点块都从从LDLDI指令开始操作。指令开始操作。ORB指令是一指令是一独立的指令,使用时后面没有任何数据。独立的指令,使用时后面没有任何数据。它可以是多个并联电路连接,数量不限。它可以是多个并联电路连接,数量不限。但如果将但如果将ORB集中时,这种块电路的并联集中时,这种块电路的并联个数不能超过个数不能超过8个。个。 ORBORB指令的用
20、法指令的用法5.ANB5.ANB指令指令与块指令与块指令(电路块串联连接指令电路块串联连接指令) 用于接点组的串联。每一接点块都用于接点组的串联。每一接点块都从从LDLDI指令开始操作。指令开始操作。ANB指令是一指令是一独立的指令,使用时后面没有任何数据。独立的指令,使用时后面没有任何数据。它可以是多个串联电路连接,数量不限它可以是多个串联电路连接,数量不限 ANBANB指令的用法指令的用法 6.S6.S,R R指令指令 (1)S指令指令置位指令。置位指令。 (2)R指令指令复位指令。复位指令。 这两条指令用于输出继电器这两条指令用于输出继电器Y、中、中间继电器间继电器(M200M377)和
21、状态和状态(S)的置位的置位复位操作。复位操作。S,R指令均为有指令均为有“记忆力记忆力”的指令。使用的指令。使用S指令时,其线圈具有断电保指令时,其线圈具有断电保持功能,持功能, S,RS,R指令的用法指令的用法 S,R指令的编写次序可任意编排,但排在指令的编写次序可任意编排,但排在后面的指令将优先执行。后面的指令将优先执行。7.RST7.RST指令指令 复位指令复位指令 用于计数器和移位寄存器的复位。用于计数器和移位寄存器的复位。当当RST指令用于计数器复位时,计数器的指令用于计数器复位时,计数器的接点断开,计数器的当前值回到设定值。接点断开,计数器的当前值回到设定值。当当RST指令用于移
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