西门子plc培训讲稿概述教学文稿.ppt

《西门子plc培训讲稿概述教学文稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子plc培训讲稿概述教学文稿.ppt（22页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主讲：李自先主讲：李自先主讲：李自先主讲：李自先主主办办单单位位：新新疆疆博博识识通通咨咨询询有有限限公公司司 中中国国工工业业自自动动化化培培训训网网西门子PLC培训讲稿概述新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/一、一、PLCPLC的发明过程的发明过程 上上个个世世纪纪6060年年代代，由由于于美美国国汽汽车车工工业业需需要要进进行行大大规规模模的的技技术术改改造造和和设设备备更更新新，由由传传统统的的继继电电器器控控制制装装置置来来进进行行控控制制，不不仅仅体体积积庞庞大大，故故障障率率高高，柔柔性性差差

2、，不不灵灵活活，耗耗能能，而而且且调调试试困困难难，可可靠靠性性也也差差年年由由美美国国通通用用汽汽车车公公司司提提出出使使用用新新一一代代控控制制器器的的设设想想从从用用户户的的角角度度考考虑虑，该该公公司司对对新新一一代代控控制制器器提提了了点点要要求求，为为各各大大公公司司提提供供了了明明确确的的开开发发目目标标次次年年，就就由由美美国国DEC（数数字字设设备备公公司司）首首先先研研制制成成功功第第一一台台可可编编程程逻逻辑辑控控制制器器PDP-14差差不不多多同同时时，美美国国MODICON公公司司也也研研制制出出084控控制制器器它它们们的的问问世世，引引起起了了全全世世界界的的瞩瞩

3、目目，美美国国的的其其他他公公司司和和西西欧欧，日日本本等等工工业业发发达达国国家家，也也相相继继研究开发出类似的产品研究开发出类似的产品新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/二、二、PLCPLC发明之前传统控制装置的缺点发明之前传统控制装置的缺点 在在PLCPLC发发明明之之前前，在在工工业业控控制制的的顺顺序序控控制制领领域域内内，常常常常采采用用诸诸如如继继电电器器，鼓鼓式式开开关关，纸纸带带阅阅读读器器等等机机械械，电电气气式式器器件件作作为为控控制制元元件件，尤尤其其是是控控制制继继电电器器，在在离

4、离散散制制造造过过程程控控制制领领域域内内，成成为为开开关关控控制制系系统统中中最最广广泛泛使使用用的的器器件件但但是是，随随着着工工业业现现代代化化的的发发展展，生生产产规规模模越越来来越越大大，劳劳动动生生产产率率及及产产品品质质量量的的要要求求在在不不断断提提高高，对对于于控控制制系系统统的的可可靠靠性性也也提提出出了了更更高高的要求，原有继电器控制系统已不适应需要，究其原因是：的要求，原有继电器控制系统已不适应需要，究其原因是：动作缓慢动作缓慢，寿命短，可靠性差寿命短，可靠性差，体积大，耗电多，体积大，耗电多，设计制造周期长，程序修改费时设计制造周期长，程序修改费时，不能实现与计算机对

5、话不能实现与计算机对话新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/三、在工业控制领域需要一种新的控制器三、在工业控制领域需要一种新的控制器 到到6060年年代代后后期期，虽虽然然小小型型计计算算机机已已日日趋趋完完善善，应应用用领领域域也也在在不不断断扩扩大大，但但小小型型计计算算机机用用于于开开关关控控制制系系统统，又又显显然然存存在在着着大大马马拉拉小小车车的的状状态态，这这是是由由于于小小型型计计算机：算机：l编程复杂，要求有较高水平的编程人员和操作人员，编程复杂，要求有较高水平的编程人员和操作人员，l需需要

6、要配配套套非非标标准准的的外外部部接接口口，对对环环境境和和现现场场条条件件的的要要求求过高，功能过剩，机器资源未能充分利用，过高，功能过剩，机器资源未能充分利用，l造价高昂。造价高昂。新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/四、四、PLC适合于新的控制要求适合于新的控制要求 需需要要与与可可能能，促促使使人人们们寻寻求求新新的的出出路路，PLCPLC即即应应运运而而生生它它首首先先应应用用于于美美国国的的汽汽车车工工业业，这这时时的的PLCPLC，用用了了固固态态（集集成成）电电路路来来代代替替继继电电器器逻

7、逻辑辑电电路路，用用存存储储器器电电路路中中的的存存储储数数位位（程程序序）来来代代替替继继电电器器系系统统的的布布线线，以以程程序序来来规规定定逻逻辑辑关关系系；用用固固态态I/OI/O电电路路来来检检测测按按钮钮和和限限位位开关的信号，开关的信号，给给出出输输出以控制出以控制电电机和其它机和其它执执行机构行机构 新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/五、五、PLC控制器具有一些新的特点控制器具有一些新的特点 这时的这时的PLCPLC系统已开始具有如下一些特点：系统已开始具有如下一些特点：l 环境适应性较强

8、，可以使用于车间现场环境适应性较强，可以使用于车间现场;l有有较较高高的的可可靠靠性性和和诊诊断断能能力力，维维修修容容易易,基基本本能能适适应应不同的制造过程所需不同的制造过程所需;l柔柔性性度度有有了了较较大大提提高高，只只要要改改变变系系统统中中的的程程序序即即可可改变控制逻辑，而无需改造或更换控制硬件等改变控制逻辑，而无需改造或更换控制硬件等新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/六、微处理器开始引入六、微处理器开始引入PLC领域领域 自自19761976年年以以来来，微微处处理理器器开开始始引引入入P

9、LCPLC领领域域，大大大大加加强强了了PLCPLC的的作作用用，使使PLCPLC由由简简单单地地代代替替继继电电器器电电路路，而而发发展展为为先先进进的的控控制制装装置置当当今今PLCPLC具具有有采采集集与与处处理理大大量量数数据据，完完成成数数学学运运算算，与与其其它它智智能能器器件件通通信信的的能能力力，以以及及具具有有先先进进的的人人机机对对话话手手段段（如如键键盘盘，CRTCRT和和语语音音对对话话）,近近年年来来由由于于现现场场总总线线理理念念的的出出现现和和相相关关标标准准的的建建立立，以以及及产产品品的的迅迅速速发发展展，PLCPLC成成为为现现场场总总线线的的一一个个重重要

10、要组组成成部分，进一步扩大了部分，进一步扩大了PLCPLC的应用领域的应用领域新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/七、七、PLC已经成为控制领域的最重要手段已经成为控制领域的最重要手段 除除了了专专用用编编程程器器外外，很很多多PLCPLC可可以以使使用用通通用用的的笔笔记记本本电电脑脑实实现现编编程程，开开发发一一些些专专用用软软件件，充充分分利利用用个个人人计计算算机机的的能能力力，完完成成各各种种高高级级的的编编程程功功能能，省省却却了了专专用用编编程程器器，既既便便于于推推广广又又节节省省投投资资随

11、随着着技技术术的的进进步步，PLCPLC的的功功能能越越来来越越强强，应应用用范范畴畴越越来来越越广广，与与其其它它工工业业控控制制机机，例例如如，分分散散型型控控制制系系统统（DCSDCS）的的界界限限已已经经不不十十分分明明显显，很很多多以以往往必必须须由由分分散散型型控控制制系系统统来来完完成成的的控控制制，现现在在用用PLCPLC都都能能实实现现，因因此此在在应应用用上上交错已经成为普遍现象交错已经成为普遍现象新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/八、八、PLCPLC的定义和硬件、软件的基本构成的定义

12、和硬件、软件的基本构成 根据根据IECIEC标标准，准，给给PLCPLC下的定下的定义义：它它是是在在工工业业环环境境中中使使用用的的数数字字操操作作的的电电子子系系统统，它它使使用用可可编编程程存存储储器器内内部部储储存存用用户户设设计计的的指指令令，这这些些指指令令用用来来实实现现特特殊殊的的功功能能，诸诸如如逻逻辑辑运运算算，顺顺序序操操作作，定定时时，计计数数以以及及算算术术运运算算和通和通过过数字或模数字或模拟输拟输入入输输出来控制各种出来控制各种类类型的机械或型的机械或过过程程。新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化

13、培训网 Http:/九、九、PLC控制器的特点控制器的特点 1.1.控控制制程程序序可可变变，具具有有很很好好的的柔柔性性，在在生生产产工工艺艺流流程程改改变变或或生生产产设设备备更更新新的的情情况况下下，不不必必改改变变PLCPLC的的硬硬设设备备，只只需需改改变变程程序序就就可可满满足足要要求求因因此此，除除单单机机控控制制外外，PLCPLC在在柔柔性性制制造造单单元元（FMCFMC）,柔柔性性制制造造系系统统（FMSFMS），以致工厂自动化（以致工厂自动化（FAFA）中也被大量采用）中也被大量采用 2.2.具具有有高高度度可可靠靠性性，适适用用于于工工业业环环境境，PLCPLC产产品品的

14、的平平均均故故障障间间隔隔时时间间（MTBFMTBF）一一般般可可达达到到5 5年年以以上上，因因此此是是一一种种高高度度可可靠靠的的工工业业产产品品，大大大大提提高高了了生生产产设设备备的的运运行行效效率率PLCPLC不不要要求求专专用用设设备备的的机机房房，这这为为工工业业现现场场的的大量直接使用提供了方便大量直接使用提供了方便新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/十、十、十、十、PLCPLC的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理 PLCPLC控制的对象是控制的对象是“过程过程”或或“机械机械”，由传感

15、器采集，由传感器采集“过程过程”或或“机械机械”的信息，送入的信息，送入PLC的输入单元，经的输入单元，经PLC的中的中央处理单元处理，结果通过央处理单元处理，结果通过PLC的输出单元驱动执行机构，由的输出单元驱动执行机构，由执行机构控制执行机构控制“过程过程”或或“机械机械”达到预期的目的图达到预期的目的图2.12.1还还表示了表示了PLC的外部设备接口与外部设备之间的联系主要的外的外部设备接口与外部设备之间的联系主要的外部设备有编程器（编程器上配置有显示单元），部设备有编程器（编程器上配置有显示单元），HMI人机接人机接口，并行打印机，其它口，并行打印机，其它PLC或上位计算机或上位计算机

16、 从从原原理理上上讲讲，PLC是是计计算算机机的的一一种种，因因此此，它它也也由由中中央央处处理器，中央存储器和接口三部分组成理器，中央存储器和接口三部分组成新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（一）（一）（一）（一）PLCPLC的中央处理单元（的中央处理单元（的中央处理单元（的中央处理单元（CPUCPU）的结构）的结构）的结构）的结构中央处理单元的核心是中央处理器中央处理单元的核心是中央处理器中中央央处处理理器器包包含含指指令令计计数数器器，指指令令存存储储器器和和地地址址寄寄存存器器，变变址址和和基基址

17、寄存器，累加器和通用寄存器址寄存器，累加器和通用寄存器除除了了中中央央处处理理器器外外，还还有有中中央央存存储储器器，中中央央存存储储器器划划分分成成数数据据，程程序序和和监监控控三三部部分分数数据据部部分分包包含含有有输输入入变变量量，中中间间变变量量和和输输出出变变量量的的映映像像区区监监控控部部分分存存放放PLC的的监监控控程程序序，用用户户程程序序区区存存放放若若干干个个用用户户的应用程序块的应用程序块新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（二）（二）（二）（二）CPUCPU和中央存储器和中央存储器和

18、中央存储器和中央存储器 PLC中的中的CPU是用来完成对某些不同类型的信息进行操作的单元是用来完成对某些不同类型的信息进行操作的单元这些操作包括信息的转移，信息的转换（码的转换，数字的转换），这些操作包括信息的转移，信息的转换（码的转换，数字的转换），计算，同步，译码等计算，同步，译码等中中央央处处理理器器（Processor）是是CPU中中的的智智能能机机构构（电电脑脑）它它是是用用来来控控制制程程序序指指令令的的操操作作的的，处处理理器器本本身身由由若若干干种种寄寄存存器器组组成成寄寄存存器器是是由由逻逻辑辑电电路路组组成成的的高高速速半半导导体体存存储储器器（暂暂存存器器），它它用用来来

19、暂暂时时存存放放数数据，外部信息或中间运算结果和对它们进行操作。据，外部信息或中间运算结果和对它们进行操作。新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（三）（三）（三）（三）PLC CPU PLC CPU 内部的内部的内部的内部的主要的寄存器主要的寄存器主要的寄存器主要的寄存器1.1.内部寄存器内部寄存器2.2.只能在计算机内部进行存取，允许内部的管理和控制操作只能在计算机内部进行存取，允许内部的管理和控制操作程程序序计计数数器器有有时时也也称称做做“程程序序指指针针”，它它始始终终包包含含有有当当前前正正在在执

20、执行行指指令令的的地地址址，在在每每一一条条指指令令执执行行结结束束时时，指指针针的的值值将将被被修修改改，自自动动地地加。加。只只有有在在执执行行跳跳转转指指令令时时是是例例外外指指针针将将被被放放置置新新的的下下一一条条执执行行指指令的地址令的地址2.2.指令存储器指令存储器 由由“程程序序指指针针”所所指指向向的的中中央央存存储储器器中中的的当当前前指指令令的的操操作作码码（Operation code），被被送送至至指指令令寄寄存存器器经经过过译译码码，在在时时钟钟脉脉冲冲控控制制下下，指指令令寄寄存存器器将将执执行行指指令令：从从中中央央存存储储器器转转移移信信息息到到通通用用寄寄存

21、存器器或或取取相相反反过过程程对对于于执执行行的的是是跳跳转转指指令令，如如果果命命令令是是正正向向跳跳动动n，则执行指令的结果是强迫程序计数器增量加则执行指令的结果是强迫程序计数器增量加n新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（四）（四）PLC的存储器系统的存储器系统 处处理理PLC系系统统信信息息的的存存储储器器通通常常分分为为两两大大部部分分：中中央央存存储储器器和和大大容容量量存存储储器器（硬硬盘盘，软软磁磁盘盘，磁磁带带，Flash memory等等）大大容容量量存存储储器器一一般般作作为为PLC的

22、的外外部部设设备备中中央央存存储储器器有有很很高高的的存存取取速速度度，但但由由于于价价格格较较昂昂贵贵，限限制制了了它它的的使使用用容容量量；大大容容量量存存储储器器虽虽然然存存取取速度较慢，但由于价格相对便宜，适于储存大容量数据速度较慢，但由于价格相对便宜，适于储存大容量数据 中中央央存存储储器器在在PLC的的内内部部，一一般般由由三三部部分分组组成成由由于于对对存存取取速速度度有有要要求求，所所以以都都采采用用半半导导体体存存储储器器，常常用用的的半半导导体体存存储储器器有有静静态态RAM，EPROM和和E2PROM新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中

23、国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（五）（五）PLC 的寻址方式的寻址方式 在在CPU与与中中央央存存储储器器交交换换信信息息的的过过程程中中，很很重重要要的的一一点点是是存存储储器器的的寻寻址址，发发展展寻寻址址技技术术的的目目的的是是在在键键入入数数据据时时增增加加灵灵活活性性，使使更更为为安安全全和和得得到到更更大大地地址范围址范围PLC系统中使用的寻址方式有以下几种：系统中使用的寻址方式有以下几种：1.1.立立即即数数寻寻址址：这这种种寻寻址址方方式式的的操操作作数数直直接接放放置置在在指指令令的的地地址址场场中中这这种种寻寻址方法，对简单的计算，例如，计算用户程序的

24、地址是很方便的址方法，对简单的计算，例如，计算用户程序的地址是很方便的2.2.相相对对寻寻址址：在在指指令令的的地地址址场场中中包包含含的的是是正正的的或或负负的的整整数数，用用它它与与现现行行地地址址（例例如如，程程序序计计数数器器的的值值）代代数数相相加加，得得到到指指令令的的操操作作数数的的有有效效地地址址这这种种寻寻址址方方式式在在执执行行转转移移指指令令，条条件件转转移移指指令令或或循循环环指指令令（LOOP）时时是是非非常常有有用用的的新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/3.3.间间接接寻寻址址

25、：这这种种寻寻址址方方式式的的指指令令的的地地址址场场包包含含的的是是操操作作数数所所在在单单元元的的地地址址（即即指指令令的的操操作作数数有有效效地地址址的的地地址址），用用这这种种寻寻址址方方式式，可可以以扩展可寻址存储器的范围扩展可寻址存储器的范围4.4.变变址址或或基基址址寻寻址址：在在变变址址寄寄存存器器或或通通用用寄寄存存器器中中，预预先先放放置置一一基基地地址址，将将此此与与指指令令操操作作数数地地址址场场的的内内容容（偏偏移移量量）代代数数相相加加得得到到指指令令操操作数的有效地址作数的有效地址5.5.组组合合寻寻址址：上上面面所所提提到到的的某某些些寻寻址址方方式式可可组组合

26、合起起来来形形成成新新的的寻寻址址方方式，例如，相对变址寻址等式，例如，相对变址寻址等新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（六）（六）PLCPLC中的中的堆栈堆栈1 1、在中央存储器中，还有一种特殊的应用区，称为、在中央存储器中，还有一种特殊的应用区，称为“堆栈堆栈”“堆堆栈栈”是是中中央央存存储储器器中中的的一一个个特特殊殊区区域域，用用来来存存放放程程序序执执行行过过程程中中的的结结果果或或者者在在子子程程序序调调用用过过程程中中用用来来保保护护“现现场场”信信息息，以以便便子子程序结束时能正确地返回程

27、序结束时能正确地返回2 2、在、在PLC中使用的中使用的“堆栈堆栈”主要有两种形式：主要有两种形式：一种称后进先出堆栈（一种称后进先出堆栈（LIFOlast in first out 另一种称先进先出堆栈（另一种称先进先出堆栈（FIFOFirst in first out）图图2.42.4表示了这两种表示了这两种“堆栈堆栈”在进行栈操作时的数据位置在进行栈操作时的数据位置新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（七）（七）PLC I/OPLC I/O扩展结构扩展结构 1.1.整体形非总线结构整体形非总线结构:2

28、.2.8080年年代代，PLCPLC的的结结构构多多为为组组件件式式，由由CPUCPU，I/OI/O及及备备用用模模块块等等组组合合而而成成现现在在的的小小型型，微微型型PLCPLC结结构构则则趋趋向向于于将将CPUCPU，存存储储器器与与I/OI/O做做成成一一体体形形结结构构，整整体体做做成成平平板板薄薄形形，以以追追求求低低价价格格和和便便于于安安装装这这种种结结构构的的PLCPLC往往往往采采用用非非总总线线结结构构，追追求求低低价价格格和和小小型型化化，其其安安装装方方法法也也与与过过去去不不同同，大大多多安安装装到到配配电电盘盘或或机机械械之之中中，有有的的不不用用外外壳壳，作作成

29、插件，以降低售价成插件，以降低售价新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/2.2.总线形结构总线形结构 大大，中中型型以以及及一一部部分分小小型型PLCPLC通通常常采采用用总总线线形形方方式式，可可视视用用户户要要求求进进行行组组合合以以满满足足不不同同要要求求，见见图图2.52.5这这种种总总线线结结构构有有多多种种形形式式，有有采采用用微微机机总总线线，例例如如VMEVME总总线线，PCPC总总线线，或或开开发发商商的的专专用用总总线线，例例如如SiemensSiemens公公司司的的S5S5总总线线等等

30、，PLCPLC的的I/OI/O总总线线扩展可以有多种结构方式，主要采用：扩展可以有多种结构方式，主要采用：并行本地总线并行本地总线串行远程通信连接串行远程通信连接新疆博识通咨询有限公司新疆博识通咨询有限公司0991-8866928 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/（八）（八）PLC PLC 的的I/OI/O模板模板 中中央央处处理理器器和和中中央央存存储储器器通通过过总总线线与与输输入入输输出出（I/OI/O）交交换换信信息息PLCPLC以以输输入入输输出出接接口口从从被被控控过过程程采采集集信信息息和和用用来来控控制制被被控控过过程程因因此此I/OI/O在在PLCPLC

31、中中起起重重要要作作用用工工业业控控制制机机通通常常使使用用在在比比较较恶恶劣劣，苛苛刻刻的的现现场场环环境境，这这就就对对I/OI/O提提出出比比较较高高的的要要求求尽尽管管I/OI/O摸摸板板的的电电路路并并不不十十分分复复杂杂，但但PLCPLC用用的的I/OI/O，工工艺艺都都十十分分考考究究，对对于于抑抑制制工工业业环环境境带带来来的的干干扰扰都都采采取取了了许许多多有有效效措措施施(要要符符合合EMCEMC 电电磁磁兼兼容容性性标标准准)此此外外，为为了了用用户户接接线线和和检检查查的的方方便便，所所有有I/OI/O摸板都摸板都带带有端子或方便可靠的接插座，以及有端子或方便可靠的接插座，以及标标志状志状态态的指示灯的指示灯 主讲：李自先主讲：李自先主讲：李自先主讲：李自先主主办办单单位位：新新疆疆博博识识通通咨咨询询有有限限公公司司 中中国国工工业业自自动动化化培培训训网网此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢