PLC培训教程.docx
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1、PLC培训教程可编程操纵器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工 业操纵应用而设计制造的。早期的可编程操纵器称作可编程逻辑操纵器 (Programmable Logic Controller),简称PLC,它要紧用来代替继电器实现逻辑操纵。 随着技术的进展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑操纵的范围,因此,今天这 种装置称作可编程操纵器,简称PCo但是为了避免与个人计算机(Personal Computer) 的简称混淆,因此将可编程操纵器简称PLC。一.PLC的由来在60年代,汽车生产流水线的自动操纵系统基本上都是由继电器操纵装置构 成的。当时汽车的每
2、一次改型都直接导致继电器操纵装置的重新设计与安装。随着 生产的进展,汽车型号更新的周期愈来愈短,这样,继电器操纵装置 就需要经常地重新设计与安装,十分费时,费工,费料,甚至阻碍了更新周期的缩 短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,要求用新的操纵装 置取代继电器操纵装置,并提出了十项招标指标,即:1 .编程方便,现场可修改程序;.维修方便,使用模块化结构;2 .可靠性高于继电器操纵装置;.体积小于继电器操纵装置;3 .数据可直接送入管理计算机;.成本可与继电器操纵装置竞争;4 .输入能够是交流115V;.输出为交流115V, 2A以上,能直接驱动电磁阀,接触器等;5 .在扩
3、展时,原系统只要很小变更;.用户程序存储器容量至少能扩展到4Ko1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。 PLC的CPU则使用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即假如一个输出 线圈或者逻辑线圈被接通或者断开,该线圈的所有触点(包含其常开或者 常闭触点)不可能立即动作,务必等扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于运行方式不一致而造成的差异,考虑到继电器操纵装 置各类触点的动作时间通常在100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间通常均小于 100ms,因此,PLC使用了一种不一致于通常微型计算机的运行方式一扫描技 术。这样在关于I/
4、O响应要求不高的场合,PLC与继电器操纵装置的处理结果上就 没有什么区别了。一.扫描技术当PLC投入运行后,其工作过程通常分为三个阶段,即输入采样、用户程序 执行与输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期 间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。第(n-1)个阴国丽输出刷新输入采样第n个扫描周期用户程序执行%M1%M21 I(%M2%M3II(%M3%M4II( 程序2:%M3%M4II()%M2%M3II()%M1%M21 |()%M1II()这两段程序执行的结果完全一样,但在PLC中执行的过程却不一样。程序1只用一次扫描周期,就可完成对M4的刷新;
5、程序2要用四次扫描周期,才能完成对M4的刷新。这两个例子说明:同样的若干条梯形图,其排列次序不一致,执行的结果也 不一致。另外,也能够看到:使用扫描用户程序的运行结果与继电器操纵装置的硬 逻辑并行运行的结果有所区别。当然,假如扫描周期所占用的时间对整个运行来说 能够忽略,那么二者之间就没有什么区别了。通常来说,PLC的扫描周期包含自诊断、通讯等,如下图所示,即一个扫描 周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有的时候间的总故障.PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力,提高其可靠性,PLC的每个开关量输入端都使用光电隔离等技术。为了能实现继电器操纵线路的硬逻辑并行操纵
6、,PLC使用了不一致于通常微 型计算机的运行方式(扫描技术)。以上两个要紧原因,使得PLC得I/O响应比通常微型计算机构成的工业操纵 系统满的多,其响应时间至少等于一个扫描周期,通常均大于一个扫描周期甚至更所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如图所示:最短I/O响应时间:第(n-1)个4n把出甘日4n把出甘日第n个扫描周期第(n+1)个输出刷新用户程序执行输入采样输出刷新输入采样最短I/O响应时最长I/O响应时间:第n个扫描周期第n+1个扫描周期输入采样用户程序执行输出刷新 输入采样 用户程序执行
7、输出刷新最长1/0响应时八.PLC的I/O系统.1/0寻址方式PLC的硬件结构要紧分单元式与模块式两种。前者将PLC的要紧部分(包含 I/O系统与电源等)全部安装在一个机箱内。后者将PLC的要紧硬件部分分别制成模 块,然后由用户根据需要将所选用的模块插入PLC机架上的槽内,构成一个PLC系 统。不论采取哪一种硬件结构,都务必确立用于连接工业现场的各个输入/输出点 与PLC的I/O映象区之间的对应关系,即给每一个输入/输出点以明确的地址确立这 种对应关系所使用得方式称之I/O寻址方式。I/O寻址方式有下列三种:固定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由PLC制造厂家在设计、生产PLC时确定的,它
8、的每一 个输入/输出点都有一个明确的固定不变的地址。通常来说,单元式的PLC使 用这种I/O寻址方式。开关设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由用户通过对机架与模块上的开关位置的设定来确定的。用软件来设定的UO寻址方式这种I/O寻址方式是有用户通过软件来编制I/O地址分配表来确定的。第二讲GE FANUC PLC简介GE FANUC Series 90TM Micro PLC 简介系列90 Micro PLC 是GE FANUC系列90 PLC家族的一员。其紧 凑的物理设计,简易的安装方式,强大的操纵功能,与极具竞争力的价格,可用于许多 经费紧张,低成本的小规模操纵场合。.Micro PL
9、C 的类型14 点 Micro; 28 点 Micro;23 点 Micro (带 2 AI/1 AO); 14点扩展Micro;二.技术参数1. CPU14 点 Micro PLC28 点 Micro PLC程序执行时间1.8ms/K1 .Oms/K标准功能块执行时间4814s2914 s内存容量3K6K内存类型RAM、Flash EEPROM数据寄存器2562048内部线圈10241024计时/计数器80600编程语言梯形图梯形图串行口1个口RS422: SNP、RTU2个口RS422: SNP、RTU2.1/0电源输入点数榆人类型输出点数输出类型IC693UDR00185-265VAC8
10、 DI24VDC6继电器IC693UDR00210-30VDC8 DI24VDC6继电器IC693UDR00385-265VAC8 DI85-132V AC685-265VACIC693UDR00585-265VAC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UAL00685-265VAC13 DI2 AI24VDC Analog911 AQ继电器 24VDC AnalogIC693UAA00785-265VAC16 DI85-132V AC1285-265VACIC693UDR01024VDC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UEX01185-265VAC8 DI2
11、4VDC6继电器三.Micro PLC的特点两个外置可调电位器(对其他I/O设置门限值); 软件组态功能(无DIP开关);直流输入可组态成5KHz的高数计数器; 直流输出可组态成PWM (脉宽调制19hz2Khz)信号;28点/23点Micro PLC支持实时时钟; 14点的扩展模块最多可扩展到84点(28 A Micro)与79点(23点 Micro); 23点Micro PLC提供2路模拟量输入1路模拟量输出;内置RS-422通讯口支持SNP主从协议、RTU从站协议; 28/23 点 Micro PLC 支持 ASCII 输出。四.Micro PLC的扩展五.Micro PLC的通讯二.G
12、E FANUC Series 90TM 9030 PLC 简介GE FANUC系列90-30可编程操纵器是由一系列的操纵器,输入/输出 系统与各类专用模板构成的,它适用于工业现场各类操纵需求。系列90-30可编程操纵器从1989年推出,并首次在小型可编程序操纵器 类型里引入了诸多新功能。至今安装量已超过20万套系统。一.90-30 PLC 的类型90-30 PLC根据CPU的种类来划分类型,其I/O模块支持全系列的CPU, 而有些智能模块只支持高档CPU模块。其CPU类型如下:CPU311、CPU313、CPU323;CPU331; CPU340、CPU341;CPU350、CPU351、CP
13、U352; CPU360二.技术参数CPU311CPU313CPU323CPU331CPU340CPU341CPU351CPU352I/O点数80/160160/320102410244096AI/AO点数64In-32Out64In-32Out128In-64Out1024In-256Out2048In-256Out寄存器字5121024204899999999用户逻辑内存6K字节6K字节16K字节32K/80K80K程序运行速度18ms/K0.6ms/K0.4ms/K0.3ms/K0.22ms/K内部线圈10241024102410244096计时/计数器17034068020002000
14、高速计数器有有有有有轴定位模块有有有有有可编程协处理器模块没有没有有有有浮点运算无无无无无/有超控没有没有有有有后备电池时钟没有没有有有有口令有有有有有中断没有没有没有有有诊断I/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPU三.I/O模块 几乎所有的I/O模块都可用在全系列的90-30 PLC上。四.智能模块电源模块 GENIUS 模块高数计数模块 以太网模块PF OFIBUS 模块 通讯协处理器模块可编程协处理器模块五.90-30 PL的扩展(无需特殊模块,底板上带扩展口)1.本地扩展最远距离15DtSCRFTFANAl g8Tm需终端电阻2.远程扩展2.远程扩展最远距
15、离213最远距离213DOCETEAMALOGOPTION六.网络通讯90-30 PLC支持如下网络类型: RS-485串行网络;Genius 网络; Profibus 网络;以太网 其他现场工业总线需终端电阻三.GE FANUC Series 90TM 9H70 PLC 简介系列90-70 PLe适用大型、复杂及高速的自动化应用。一.90-70 PLC 的类型90-70 PLC也根据CPU的种类来划分类型,其大部分模块适用于全系列的PLC产品。CPU的类型: CPU731、CPU732;CPU771、CPU772; CPU780;CPU781、CPU782; CPU788;CPU789; C
16、PU790;CPU915、CPU925; CSE784;CSE925; CPX935o这种新型的工业操纵装置以其简单易懂,操作方便,可靠性高,通用灵活, 体积小,使用寿命长等一系列优点,很快地在美国其他工业领域推广应用 到1971年,已经成功地应用于食品,饮料,冶金,造纸等工业。这一新型工业操纵装置的出现,也受到了世界其他国家的高度重视。1971 日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了日本第一台PLC。1973年,西欧国家 也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。二.PLC的定义PLC问世以来,尽管时间不长,但进展迅速。为了使其生产与进展标准化, 美国
17、电气制造商协会 NEMA(National Electrical Manufactory Association)经 过四年的调查工作,于1984年首先将其正式命名为PC(Programmable Controller),并 给PC作了如下定义:“PC是一个数字式的电子装置,它使用了可编程序的经历体储存指令。用来 执行诸如逻辑,顺序,计时,计数与演算等功能,并通过数字或者类似的输入/输出 模块,以操纵各类机械或者工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能 着,亦被视为PC,但不包含鼓式或者类似的机械式顺序操纵器。”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了 PLC标准的草案第一稿,第二稿
18、, 并在1987年2月通过了对它的定义:“可编程操纵器是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。它使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, 顺序操纵,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或者模拟式输入/ 输出操纵各类类型的机械或者生产过程。可编程操纵器及其有关外部设备,都按易 于与工业操纵系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”总之,可编程操纵器是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计 算机。它具有丰富的输入/输出接口,同时具有较强的驱动能力。但可编程操纵器产 品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其硬件需根据实际需要进行选用配
19、 置,其软件需根据操纵要求进行设计编制。三.PLC的特点.PLC的要紧特点(一)高可靠性技术参数CPU(MHZ)CPU(处理器)I/O点数AI/AO点数用户内存浮点运算备注731/732880C1865128K32K无/有771/7721280C18620488K64/512K无/有7801680386DX12K8K可选有热备冗余7881680386DX3528K206K无三冗余7891680386DX12K8K206K无三冗余7906480486DX212K8K512K有三冗余915/92532/6480486DX/DX212K8K1M有热备冗余CSE784168038612K8K512K有
20、State LogicCSE9256480486DX212K8K1M有State LogicCPX9359680486DX412K8K1M,4M有热备冗余.智能模块 电源模块;GENIUS 模块; 高数计数模块;以太网模块; PROFIBUS 模块(VME 模块);通讯协处理器模块; 可编程协处理器模块。一 .90-70 PLC的扩展(需扩展模块)90-70 PLC的机架不分本地机架与括展机架,其区分依靠机架上所插的模块。(插BTM的是主机架,插BRM的是扩展机架)。RACKQFAHALLELM27纺匚81UI TIACEZlS bD Bus i fKO FEET WAXIMjWGENUS B
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