西门子应用模块课件.ppt
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1、 课程:课程:PLCPLC技术课程模块技术课程模块 课题:西门子课题:西门子PLCPLC结构及指令结构及指令 湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院 2009年年4月月目录目录课题一课题一、PLC入门模块入门模块课题二、课题二、PLC基本指令应用模块基本指令应用模块课题三、课题三、PLC步进指令应用模块步进指令应用模块课题四、课题四、PLC功能指令应用模块功能指令应用模块课题五、课题五、PLC脉冲输出及高速处理指令应用模块脉冲输出及高速处理指令应用模块课题六、课题六、PLC综合程序设计模块综合程序设计模块2 2、I/OI/O分配:分配:3 3、梯形图:、梯形图:4、编程:一定要有连锁,否则按
2、SB1、SB2KM1、KM2会同时亮。(电源短路)西门子西门子PLC控制控制三、三、PLC分类:分类:(1 1)按)按PLC I/OPLC I/O点数分:点数分:n超小型:超小型:6481928192点点(2 2)按按PLCPLC结构分:结构分:n整体式:单元式(箱体式)整体式:单元式(箱体式)各模块配置在一起装入机体,简单,紧凑,各模块配置在一起装入机体,简单,紧凑,V V小,价廉小,价廉n模快式:模快式:各部分以模快分开,如:各部分以模快分开,如:CPUCPU模快,模快,I/OI/O模块,用搭积木方式组装模块,用搭积木方式组装在一起,灵活,扩展方便,便于维修,大、中型在一起,灵活,扩展方便
3、,便于维修,大、中型PLCPLC。叠装式:叠装式:(3)(3)按按PLCPLC功能:功能:n低档机:逻辑运算,计数低档机:逻辑运算,计数n中档计:逻辑运算,计数,算术运算,数据比较中档计:逻辑运算,计数,算术运算,数据比较n高档机:智能,过程控制高档机:智能,过程控制(2 2)PLCPLC结构结构 逻辑部分:以逻辑部分:以CPUCPU为核心的电子系统,实际上就是为核心的电子系统,实际上就是一一 种工业控制用的专用计算机。种工业控制用的专用计算机。2、各部分的作用 1)输入单元)输入单元In作用:是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。对输入信号进行作用:是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。
4、对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等,把输入信号安全、可靠地传送给滤波、隔离、电平转换等,把输入信号安全、可靠地传送给CPU。生产设备的控制信号通过输入模块传送给生产设备的控制信号通过输入模块传送给CPU。n常用的输入信号:常用的输入信号:按钮、位置开关、开关或电位器、传感器、变送器按钮、位置开关、开关或电位器、传感器、变送器n原理原理 按按SB发光二极管导通(发光二极管导通(LED灯亮)灯亮)在发光激励下,光电二在发光激励下,光电二极管导通极管导通驱动内部电路通断驱动内部电路通断 采用了滤波和光电隔离采用了滤波和光电隔离 RC滤波滤波 一个输入单元一个输入单元一个输入继电器一个输入继电器一个
5、输入点一个输入点n交流输入电路2)输出单元)输出单元O(1)作用:输出单元是连接可编程控制器与控)作用:输出单元是连接可编程控制器与控制设备的桥梁。制设备的桥梁。将将 CPUCPU运算的结果进行隔离运算的结果进行隔离和功率放大后和功率放大后通过输出模块输出通过输出模块输出。驱动外部。驱动外部执行元件工作。执行元件工作。(2 2)三种输出方式:)三种输出方式:n继电器输出:继电器输出:a)a)线圈与触头已完全分离,故不再需要隔离措线圈与触头已完全分离,故不再需要隔离措施,用于开关速度要求不高且又需要大电流施,用于开关速度要求不高且又需要大电流输出输出 2A2A负载能力,响应负载能力,响应10ms
6、10msn晶体管输出:晶体管输出:b)b)使用光电偶合器驱动开关晶体管要求快速开使用光电偶合器驱动开关晶体管要求快速开断或动作频繁,响应断或动作频繁,响应0.2ms0.2ms。n晶闸管输出:晶闸管输出:c)1ms c)1ms:I/OI/O点数点数:PLC:PLC的一个输入的一个输入/输出组件都对应输出组件都对应PCPC面板上的一个输入面板上的一个输入/输出接线柱输出接线柱一个输一个输入入/输出点。输出点。一般一般I/OI/O:2/22/2、3/23/2,4/34/3n模拟量输入接口:模拟量输入接口:n作用:把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程控制器作用:把现场连续变化的模拟量标准信号
7、转换成适合可编程控制器内部处理的由二进制数字表示的信号。内部处理的由二进制数字表示的信号。n标准模拟信号:电压:标准模拟信号:电压:110V电流:电流:420mAn模拟量输出:将模拟量输出:将PLC处理的数字量转换为模拟量输出处理的数字量转换为模拟量输出n智能输入接口:带智能输入接口:带CPU:PID工作单元;高速计数单元;温度控制单工作单元;高速计数单元;温度控制单元元3)中央处理器)中央处理器CPU(微处理器)(微处理器)PLC核心元件,核心元件,PLC控制运算中心(相当于人脑)控制运算中心(相当于人脑)PLC常用常用CPU有:有:8080、8086、80286、80386、单片机、单片机
8、8031、8096等等。等等。8位、位、16位、位、32位位4)存储器存储器:安放程序安放程序,记忆功能记忆功能n系统存储器:系统存储器:主要用来安放系统管理和监控程序,解释程序,是由厂家提供并固主要用来安放系统管理和监控程序,解释程序,是由厂家提供并固化在化在ROM/EPROM中,不能由用户直接存取。中,不能由用户直接存取。n用户存储器:用户存储器:用来存放由编程器用来存放由编程器 或磁带输入的用户程序或磁带输入的用户程序5)编程器:编程器:PLC外部设备外部设备 用它来输入、检查、修改、调试用户程序,也用来监视用它来输入、检查、修改、调试用户程序,也用来监视PLC工作情工作情况。况。PLC
9、工作时间不用:一台编程器工作时间不用:一台编程器多台多台PLCn简易型:价廉,小型简易型:价廉,小型PLCn智能型:价高智能型:价高6)电源部分:)电源部分:PLC内部有一个设计优良的独立电源。内部有一个设计优良的独立电源。电源部分将交流电源部分将交流220V转换供转换供PLC内部内部CPU存储器等电子电路工作存储器等电子电路工作所需直流电源所需直流电源5V、24V。开关式稳压电源供电,用锂电池作停电后的后备电源,有些型号的开关式稳压电源供电,用锂电池作停电后的后备电源,有些型号的 PLC如如F1、F2、FX还可向外部传感器提供还可向外部传感器提供24V直流电源。直流电源。1-3 1-3 西门
10、子西门子S 7-S 7-系统特性及硬件构成系统特性及硬件构成一、概述一、概述1 1、型号:、型号:S 7-200 S 7-200 226226 CPU CPU型号型号 (I I)16/2416/24(O O)例:例:S 7-200 S 7-300 S 7-400S 7-200 S 7-300 S 7-400 S 5 S 5系列系列:老系列老系列2 2、系统构成:、系统构成:S 7-200 S 7-200系列系列PLCPLC可提供不同基本单元和可提供不同基本单元和6 6种型号扩展单元种型号扩展单元 构成:基本单元、扩展单元、编程器、存贮器卡、写入器、文构成:基本单元、扩展单元、编程器、存贮器卡、
11、写入器、文 本显示器等本显示器等1 1)基本单元:)基本单元:S 7-200 CPU 21X S 7-200 CPU 21X 输输入入/输输出出 可可带扩带扩展展 可可带带模模拟拟量量 S 7-200 CPU 212 8/6 2 1 S 7-200 CPU 212 8/6 2 1 S 7-200 CPU 214 14/10 7 4 S 7-200 CPU 214 14/10 7 4 S 7-200 CPU 215 14/10 7 4 S 7-200 CPU 215 14/10 7 4 S 7-200 CPU 216 24/16 7 4 S 7-200 CPU 216 24/16 7 4 S 7
12、-200 CPU 226 24/16 7 4 S 7-200 CPU 226 24/16 7 4 S7-200 CPU22X S7-200 CPU22X 2 2)扩展单元:)扩展单元:主要有主要有6 6种扩展单元,不能单独使用,作为基本单元输入种扩展单元,不能单独使用,作为基本单元输入/输出点数输出点数的扩充它内部不具有的扩充它内部不具有CPUCPU、ROMROM、RAMRAM等,它只能与基本单元一起使用。等,它只能与基本单元一起使用。S 7-200S 7-200系列系列PLCPLC扩展单元型号及扩展单元型号及I/OI/O点数点数例:例:EM 235EM 235:AI 4/AQ 1AI 4/A
13、Q 1、X 12 Bit X 12 Bit类型类型型号型号输入点输入点输出点输出点数字量扩数字量扩展单元展单元EM 221EM 2218 8无无EM 222EM 222无无8 8EM 223EM 223418/16418/16418/16418/16模拟量扩模拟量扩展单元展单元EM 231EM 2313 3无无EM 232EM 232无无2 2EM 235EM 2354 41 13 3)编程器:)编程器:简易型:简易型:智能型:计算机与智能型:计算机与PLCPLC主机通过主机通过PC/PP1PC/PP1电缆相连电缆相连 使用使用S 7-200S 7-200系列系列PLCPLC专用专用 软件软件
14、 STEP 7-MICRO/WINSTEP 7-MICRO/WIN4 4)程序存储卡:一般小型程序存储卡:一般小型PLCPLC备有外接备有外接EEPROMEEPROM卡盒接口卡盒接口 程序存储卡程序存储卡EEPROMEEPROM有有6 6ES7 291-8GC00ES7 291-8GC00OXAOOXAO、程序有程序有8 8 K K程序步和程序步和1616K K程序步。程序步。5 5)文本显示器)文本显示器3 3、结构特点:、结构特点:S 7-200 S 7-200:整体式:整体式:V V小、成本低、方便、集中了小、成本低、方便、集中了CPUCPU、输入、输出板、输入、输出板、电源板等。电源板
15、等。S 7-300 S 7-300:无槽位限制的模块化结构无槽位限制的模块化结构 导轨:导轨:RACK RACK 安装各模块的机架,特制不锈钢板安装各模块的机架,特制不锈钢板 电源模块电源模块PSPS:中央处理单元中央处理单元CPUCPU模块:模块:CPU 312 CPU 313CPU 312 CPU 313 接口模块:接口模块:IMIM 信号模块:信号模块:SmSm:数字量输入数字量输入Sm 321Sm 321、数字量输出数字量输出Sm 322Sm 322 模拟量输入模拟量输入Sm 331Sm 331、模拟量输出模拟量输出Sm 332Sm 332 功能模块:快进(慢进)驱动定位模块功能模块:
16、快进(慢进)驱动定位模块FM 351FM 351 伺服电机位控模块伺服电机位控模块FM 354FM 354 编程装置:可以是西门子专用编程器。如编程装置:可以是西门子专用编程器。如PG 705PG 705、PG 720PG 720、PG PG 740 740也可以是微机。配以也可以是微机。配以STEP 7STEP 7软件包,通过软件包,通过MPIMPI卡或卡或MPIMPI编程编程 电缆连接而成。电缆连接而成。S7-200 CPU 226 S7-200 CPU 226:24/1624/16共共4040个数字量个数字量输输入入/输输出,可出,可连连接接7 7个个扩扩展展模模块块,最大,最大扩扩展至
17、展至168168路路(256256点)数字量点)数字量I/OI/O或或3 3路(路(3232点点输输入和入和3232点点输输出)模出)模拟拟量量I/OI/O,13 K13 K字字节节程序空程序空间间,继电继电器器输输出出 CPU 226 AC/DC/CPU 226 AC/DC/继电继电器端子器端子连连接接图图(6 6 ES 7216-2 BD 21-O XBOES 7216-2 BD 21-O XBO)模拟量控制模块:模拟量控制模块:Em 235 AI 4/AQ 1 X 12 Bit 24 V DCEm 235 AI 4/AQ 1 X 12 Bit 24 V DC 功能:功能:2 2 W 4W
18、 4输入输入 1 1输出输出输入范围:输入范围:电压电压 0 010 10 V V;0 05 V5 V;0 01 V1 V;0 0500 mV500 mV;10 V10 V;5 V 5 V 电流电流 0 020 20 mA mA 分辨率分辨率 12 12位位A/DA/D转换器转换器输出:信号范围:电压输出输出:信号范围:电压输出10 10 V V 电流输出电流输出0 020 20 mAmA数据字格式:电压数据字格式:电压-32000-32000V V+32000V+32000V4 4路路输输入入 :第三节第三节可编程控制器的软件可编程控制器的软件一、软件分类:系统软件和应用软件一、软件分类:系
19、统软件和应用软件二、应用软件常用的编程语言二、应用软件常用的编程语言梯形图、指令表、功能图以及高级语言梯形图、指令表、功能图以及高级语言1.PLC梯形图中是一种以图形符号及图形梯形图中是一种以图形符号及图形符号在图中相互关系表示控制关系的编符号在图中相互关系表示控制关系的编程语言。由继电器控制电路演变过来。程语言。由继电器控制电路演变过来。2.指令语句表编程语言指令语句表编程语言n与汇编语言类似与汇编语言类似n用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描绘出来。用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描绘出来。n序号序号操作码操作码操作数操作数n0LDI0.0n1OQ0.0n2ANI0.1n3=Q0
20、.0n4ENDnPLC不同型号,操作码及操作数都不同不同型号,操作码及操作数都不同3.3.顺序功能图:顺序功能图:4.4.功能块图:功能块图:第四节第四节 PLCPLC工作原理工作原理 PLC PLC的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的,可以的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的,可以简单地描述为在系统程序的管理下,通过运行应用程序完简单地描述为在系统程序的管理下,通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机与成用户任务。但个人计算机与PLCPLC的工作方式有所不同,计的工作方式有所不同,计算机一般采用等待命令的工作方式算机一般采用等待命令的工作方式 如常用的键盘扫描或如常用的键盘扫描
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