《LC与后台培训》PPT课件.ppt

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1、可编程控制器（可编程控制器（PLC）与后台监控）与后台监控2可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器二二.PLC的基本结构的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：计算机相同，基本构成为：a、电源、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的制造商对电源的设计和制造也十分重视。的设计和制造也十分重视。PLC=Progr

2、ammable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。机械或生产过程，是工业控制的核心部分。一一.PLC的基本概念的基

3、本概念3可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器b.中央处理单元中央处理单元(CPU)中央处理单元中央处理单元(CPU)是是PLC的控制中枢。它按照的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从

4、用户程映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。环运行，直到停止运行。为了进一步提高为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型的可靠性，近年来对大型PLC还采用双还采用双CPU

5、构成冗余系构成冗余系统，或采用三统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能出现故障，整个系统仍能正常运行。正常运行。4可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器c、存储器、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、输入输出接口电路、输入输出接口电路 1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC 与现场控制的接口界面的输入通道。与现场控制的

6、接口界面的输入通道。2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。5可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器e、功能模块、功能模块 如计数、定位等功能模块如计数、定位等功能模块 f、通信模块、通信模块 如以太网、如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等通讯模块等6可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器三三.PLC的工作原理的工作原理1、扫描技术、扫描技术 当当PLC投入运行后，其工作过程

7、一般分为三个阶段，即输入采样、用户程投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，行期间，PLC的的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。(1)输入采样阶段输入采样阶段 在输入采样阶段，在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转

8、入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。况下，该输入均能被读入。7可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器2、用户程序执行阶段、用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫

9、描用户程序总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形梯形图图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规映象区中对应位的状态；或者确

10、定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯

11、形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取指令则可以直接存取I/O点。即使用点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。8可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器3、输出刷新阶段、输出刷新阶段 当扫描用

12、户程序结束后，当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是外设。这时，才是PLC的真正输出。的真正输出。9可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器四四.PLC内部运作方式内部运作方式 虽然虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式

13、做逻辑控制编辑，内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查输入状态检查”、“程式执行程式执行”、“输出状态更新输出状态更新”说明如下：说明如下：步骤一

14、步骤一“输入状态检查输入状态检查”：PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（状态（1 或或0 代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置Xn。步骤二。步骤二“程式执程式执行行”：将阶梯图程式逐行取入：将阶梯图程式逐行取入CPU 中运算，若程式执行中需要输入接点状态，中运算，若程式执行中需要输入接点状态，CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至输出端输出端Yn。步骤三。步骤三“输出状

15、态更新输出状态更新”：将步骤二中之输出状态更新至：将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接输出部接点，并且重回步骤一。点，并且重回步骤一。此三步骤称为此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，之反应时间，PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式式执行后与下一次程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端为输出输入端“程式结束再生程式结束再生”。10可编程逻辑

16、控制器可编程逻辑控制器五五.目前的主要品牌目前的主要品牌 美国美国AB，ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷等富士，施耐德，信捷等 我们公司常遇到的我们公司常遇到的PLC品牌主要是西门子、施耐德、默勒品牌主要是西门子、施耐德、默勒EASY11可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器六六.PLC选型选型 在在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC

17、及有关设备应是集成的、及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详

18、细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。和设计相应的控制系统。12可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器1、输入输出（、输入输出（I/O）点数的估算）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加点数估算时应考虑适当的余量

19、，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产的产品特点，对输入输出点数进行圆整。品特点，对输入输出点数进行圆整。13可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器2、存储器容量的估算、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量

20、小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量大体上都是按数字量I/O点数的点数的1015倍，加上模拟倍，加上模拟I/O点数的点数的100倍，以此数为倍

21、，以此数为内存的总字数（内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。考虑余量。14可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器3、控制功能的选择、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。特性的选择。（1）运算功能）运算功能 简单简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型括数据移

22、位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功

23、能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。和编码等运算。15可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（2）控制功能）控制功能 控制功能包括控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用

24、单回主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。码转换单元等。16可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（3）通信功能）通信功能 大中型大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如T

25、CP/IP），需要时应），需要时应能与工厂管理网（能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放通信标准，应是开放的通信网络。的通信网络。PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、）、RIO通信口、工业以太网、常用通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电通信总线（含接口设备和电缆）应缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离

26、应满足装置实际要求。PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易为从站，组成简易PLC网络；网络；2）1台台PLC为主站，其他同型号为主站，其他同型号PLC为从站，构为从站，构成主从式成主从式PLC网络；网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为中作为DCS的子的子网；网；4）专用）专用PLC网络（各厂商的专

27、用网络（各厂商的专用PLC通信网络）。通信网络）。为减轻为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。17可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（4）编程功能）编程功能 离线编程方式：离线编程方式：PLC和编程器公用一个和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模

28、式，模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的和编程器有各自的CPU，主机，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型方式成

29、本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。中常采用。五种标准化编程语言：顺序功能图（五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（）、梯形图（LD）、功能模块图）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（）、结构文本（ST）两种文本语言。选）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形），同时，还应支持多种语言编程形式，如式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。等，以满足特殊控制场合的控制要求。18可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（5）诊断功

30、能）诊断功能 PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对行诊断是内诊断，通过软件对PLC的的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修

31、时间。平均维修时间。19可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（6）处理速度）处理速度 PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。处理速度与用户程序的长度、处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约，因此能适应控制要求高、相点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约，因此能

32、适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间的扫描时间不大于；大中型不大于；大中型PLC的扫描时间不大于。的扫描时间不大于。20可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器4、机型的选择、机型的选择（1）PLC的类型的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按两类；按CPU字长分为字长分为1位、位、4位、位、8位、位、16位、位、32位、位、64位等。从应用角度出发，位等。从应用角度出发，通常可按

33、控制功能或输入输出点数选型。通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型整体型PLC的的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型块型PLC提供多种提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。21可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（2）输入输出模块的选择）输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号输入输出模块

34、的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出合，但价格较贵，过载能力较差。输出模

35、块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。用成本。考虑是否需要扩展机架或远程考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。机架等。22可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（3）电源的选择）电源的选择 PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求应根据产品说明书要求设计和选用外，一般设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电

36、电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。管隔离。（4）存储器的选择）存储器的选择 由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下

37、降，因此，为保证由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按的存储器容量，按256个个I/O点至少点至少选选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。存储器。23可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（5）冗余功能的选择）冗余功能的选择 1控制单元的冗余控制单元的冗余(1)重要的过程单元：重要的过程单元：CPU（包括存储器）及电源均应（包括存储器）及电源均应1B1冗余。冗余。(2)在需要时也可选用在需要时也可选用PLC硬

38、件与热备软件构成的热备冗余系统、硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或重化或3重化冗重化冗余容错系统等。余容错系统等。2I/O接口单元的冗余接口单元的冗余(1)控制回路的多点控制回路的多点I/O卡应冗余配置。卡应冗余配置。(2)重要检测点的多点重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。卡可冗余配置。3）根据需要对重要的）根据需要对重要的I/O信号，可选用信号，可选用2重重化或化或3重化的重化的I/O接口单元。接口单元。24可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（6）经济性的考虑）经济性的考虑 选择选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、时，应考虑性能价格比。考虑经济性时

39、，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时

40、应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。25可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器 LOGO!S7-300 S7-400 S7-300C中中/大大 型型 High-end range/medium rangeS7-400中中/小小 型型Low-end rangeS7-300通用逻辑通用逻辑模块模块26可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器n安装方式安装方式墙面安装墙面安装导轨安装导轨安装 接线端子可自由拆卸给接线端子可自由拆卸给 您的设备更新与维护带您的设备更新与维护带 来极大的方便来极大的方便.扁平电缆连接扁平电缆连接外部存储卡外部存储卡运行运行

41、/停止开关停止开关 扩展扩展I/O连接口连接口外部电位器外部电位器(SMB28,SMB29 0-255)27可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器28可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器29可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器七七.PLC实际运用（备自投）实际运用（备自投）1、常用品牌、常用品牌（1）西门子）西门子LOGO 控制器控制器 6ED1052-1FB00-OBA6 1只只 数字量模块数字量模块 6ED1055-1FB00-OBA1 1只只 编程电缆编程电缆 6ED1057-1AA0-OBAO 1根根（2）默勒）默勒EASY 控制器控制器 EASY719-AC-RC 1只只 编程电缆编程电缆 EAS

42、Y-PC-CAB 1根根30可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器（3）施耐德）施耐德Zelio 控制器控制器 SR3-B121FU 1只只 编程电缆编程电缆 SR2-USB01 1根根2、图片介绍、图片介绍31可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器32可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器33可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器34可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器3、设计注意要点、设计注意要点（1）必须有如下输入信号）必须有如下输入信号 手手/自动信号自动信号 1#进线合闸状态进线合闸状态 2#进线合闸状态进线合闸状态 母联合闸状态母联合闸状态 1#进线故障进线故障 2#进线故障进线故障 母联故障母联故障 1#电

43、源状态电源状态 2#电源状态电源状态A AMMI IC CD D35（2）必须有如下输出信号）必须有如下输出信号 1#合闸命令合闸命令 1#分闸命令分闸命令 2#合闸命令合闸命令 2#分闸命令分闸命令 母联合闸命令母联合闸命令 母联分闸命令母联分闸命令（3）注意控制器电源、输入信号电源、输出信号电源，避免烧坏模块）注意控制器电源、输入信号电源、输出信号电源，避免烧坏模块（4）输出信号最好加中间继电器进行信号隔离）输出信号最好加中间继电器进行信号隔离（5）不要忘记造编程电缆计划，以免影响发货）不要忘记造编程电缆计划，以免影响发货36可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器4、报价注意要点、报价注意要点（

44、1）用）用PLC做备自投应考虑如下成本：控制器及模块硬件成本、编程软件成本、做备自投应考虑如下成本：控制器及模块硬件成本、编程软件成本、编程成本、调试成本。编程成本、调试成本。（2）通常一套）通常一套PLC备自投成本大概在备自投成本大概在2万左右，报价工程师可以参考。万左右，报价工程师可以参考。（3）编程与调试的成本远远大于硬件的成本，请不要忽略此成本。程序的设计）编程与调试的成本远远大于硬件的成本，请不要忽略此成本。程序的设计 优劣，直接影响到整个系统的运行，这是个无形的资产，客户是能够理解的。优劣，直接影响到整个系统的运行，这是个无形的资产，客户是能够理解的。37后台监控系统后台监控系统一

45、一.网络拓扑结构图网络拓扑结构图38后台监控系统后台监控系统二二.后台监控画面后台监控画面39后台监控系统后台监控系统三三.系统技术参数系统技术参数模拟量测量综合误差：模拟量测量综合误差：0.5%电网频率测量误差：电网频率测量误差：0.01Hz 站内事件顺序记录分辨率（站内事件顺序记录分辨率（SOE）：）：3ms遥测信息响应时间（从遥测信息响应时间（从I/O输入端至远动通信装置出口）：输入端至远动通信装置出口）：3s 遥信变化响应时间（从遥信变化响应时间（从I/O输入端至远动通信装置出口）：输入端至远动通信装置出口）：2s 控制命令从生成到输出的时间：控制命令从生成到输出的时间：1s 画面实时

46、数据更新模拟量周期：画面实时数据更新模拟量周期：3s 画面实时数据更新开关量周期：画面实时数据更新开关量周期：2s 控制操作正确率：控制操作正确率：=100%遥控动作成功率：遥控动作成功率：99.99%事故时遥信年正确动作率：事故时遥信年正确动作率：99%系统可用率：系统可用率：99.99%系统平均故障间隔时间（系统平均故障间隔时间（MTBF）：）：20000h（其中（其中I/O单元模件单元模件MTBF：50000h）40后台监控系统后台监控系统间隔级测控单元平均无故障间隔时间：间隔级测控单元平均无故障间隔时间：40000h 各工作站的各工作站的CPU平均负荷率：平均负荷率：正常时（任意正常时

47、（任意30min内）：内）：30%电力系统故障（电力系统故障（10s内）：内）：50%监控系统网络平均负荷率：监控系统网络平均负荷率：正常时（任意正常时（任意30min内）：内）：30%电力系统故障（电力系统故障（10s内）：内）：50%模数转换分辨率：模数转换分辨率：14位位 GPS对时精度：对时精度：1ms 非电气量变送器输出：非电气量变送器输出：4-20mA或或0-5V 历史曲线采样间隔：历史曲线采样间隔：5-30min，可调，可调 历史曲线日报、月报储存时间：历史曲线日报、月报储存时间：1年年 系统支持灵活的组网，支持多通信机模式，输入输出的容量仅受硬件资源系统支持灵活的组网，支持多通

48、信机模式，输入输出的容量仅受硬件资源的限制，测点数不限。的限制，测点数不限。41后台监控系统后台监控系统四四.主要组成部分主要组成部分（1）通讯管理机及串口服务器）通讯管理机及串口服务器（2）后台软件）后台软件（3）前置管理机及通讯软件）前置管理机及通讯软件（4）后台工控机）后台工控机（5）工业交换机）工业交换机42后台监控系统后台监控系统五五.设计注意事项设计注意事项（1）明确智能仪表、马达保护器、综保装置等通讯协议及接口，）明确智能仪表、马达保护器、综保装置等通讯协议及接口，如如RS485口口Modbus RTU、Profibus DP协议。协议。（2）明确控制柜布置，规划网络布局，建议每

49、条总线设备不超过）明确控制柜布置，规划网络布局，建议每条总线设备不超过12个。个。（3）根据规划的总线数量选用合适数量的通讯管理机或串口服务器。）根据规划的总线数量选用合适数量的通讯管理机或串口服务器。（4）距离较远（建议超过）距离较远（建议超过200米）的考虑光纤传输。米）的考虑光纤传输。（5）通讯总线应单独走线，避免干扰。）通讯总线应单独走线，避免干扰。（6）建议通讯总线采用专用连接器和集线盒汇总，减少干扰，便于）建议通讯总线采用专用连接器和集线盒汇总，减少干扰，便于 维护和线路故障排查。维护和线路故障排查。43后台监控系统后台监控系统六六.报价注意事项报价注意事项（1）明确智能仪表、马达保护器、综保装置等通讯协议及接口，）明确智能仪表、马达保护器、综保装置等通讯协议及接口，如如RS485口口Modbus RTU、Profibus DP协议。协议。（2）统计通讯设备数量。）统计通讯设备数量。（3）提供通讯网络拓扑图及控制柜平面布置图。）提供通讯网络拓扑图及控制柜平面布置图。（4）不要忘记总线连接器和集线盒报价。）不要忘记总线连接器和集线盒报价。（5）重点关注通讯管理机及后台软件报价。）重点关注通讯管理机及后台软件报价。（6）如标书上有技术要求，询价时一定要附在询价单上。）如标书上有技术要求，询价时一定要附在询价单上。44结束谢谢！