PLC的概念工作原理和硬件结构.ppt
《PLC的概念工作原理和硬件结构.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PLC的概念工作原理和硬件结构.ppt(90页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、PLC的概念工作原理和硬件结构零基础学西门子零基础学西门子S7-300/400PLC .李冰等编著李冰等编著.机械工业出版社机械工业出版社西门子西门子S7-300400PLCS7-300400PLC实践与应用实践与应用.孙蓉等编著孙蓉等编著.机械工业出版社机械工业出版社教材:教材:可编程控制器原理及应用实例可编程控制器原理及应用实例.李冰李冰,郑秀丽郑秀丽,孙蓉等孙蓉等.中国电力出版社中国电力出版社参考资料:参考资料:网上资源网上资源:西门子自动化与驱动集团的中文网站西门子自动化与驱动集团的中文网站()引 言n 成绩的评定方法成绩的评定方法总成绩总成绩=平时成绩平时成绩10分分+实验实验20分
2、分+期末考试期末考试70分分可编程控制器课程要求:引 言实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介实验室设备简介第1章电气控制基础第1讲 电气控制与PLC概述电器是一种根据外界的信号(机械力,电动力和其他物理量),自动或手动接通和断开电路,从而断续或连续地改变电路参数或状态,实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。低压电器是用于额定电压交流1200V 或直流1500V 及以下能够根据外界施加的信号或要求,自动或手
3、动地接通和断开电路,从而断续或连续地改变电路参数或状态,以实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换以及调节的电器设备。第1讲 电气控制与PLC概述1、电磁机构:电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量,将电磁机构中吸引线圈的电流转换成电磁力,带动触头动作,完成通断电路的控制作用。2、触头系统:触头的作用是接通或分断电路,因此要求触头具有良好的接触性能,电流容量较小的电器(如接触器、继电器等)常采用银质材料作触头,这是因为银的氧化膜电阻率与纯银相似,可以避免触头表面氧化膜电阻率增加而造成接触不良。3、灭弧系统:触头在分断电流瞬间,在触头间的气隙中就会产生电弧,电弧的高温能将触头烧损,
4、并可能造成其他事故,因此,应采用适当措施迅速熄灭电弧。第1讲 电气控制与PLC概述1、接触器:2、继电器:3、熔断器:4、开关电器:5、主令电器:常用低压电器常用低压电器值得注意的是:继电器的触头不能用来接通和分断负载电路,这也是继电器的作用与接触器的作用的区别。第1讲 电气控制与PLC概述1、逻辑“与”触头串联:2、逻辑“或”触头并联:3、逻辑“非”动断触头:电气控制线路的逻辑代数电气控制线路的逻辑代数第1讲 电气控制与PLC概述三相异步电动机单向点控制电路三相异步电动机单向点控制电路第1讲 电气控制与PLC概述电动机的正反转控制电路电动机的正反转控制电路第1讲 电气控制与PLC概述 美国通
5、用汽车公司在1969年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器控制装置,并提出了l0项招标指标,即:(1)编程方便,现场可修改程序;(2)维修方便,采用模块化结构;(3)可靠性高于继电器控制装置;(4)体积小于继电器控制装置:(5)数据可直接送入管理计算机;(6)成本可与继电器控制装置竞争;(7)输入可以是交流115V;(8)输出为交流115V,2A以上,能直接驱动电磁阀、接触器等;(9)在扩展时,原系统只要很小变化;(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。第1讲 电气控制与PLC概述第2章PLC概述费费时时费费工工费费料料简单易懂简单易懂操作方便操作方便可靠性高可靠性高通用灵活通用灵活体
6、积小体积小使用寿命长使用寿命长第1讲 电气控制与PLC概述 19711971年年,美美国国已已经经成成功功地地应应用用于于食食品品、饮饮料、冶金、造纸等工业。料、冶金、造纸等工业。19711971年年,日日本本从从美美国国引引进进了了这这项项新新技技术术,很快研制出了日本第一台很快研制出了日本第一台PLCPLC。19731973年年,西西欧欧国国家家也也研研制制出出它它们们的的第第一一台台PLCPLC。我我国国从从19741974年年开开始始研研制制,19771977年年开开始始应应用用于工业。于工业。第1讲 电气控制与PLC概述2020世纪世纪6060年代年代早早期期的的PLCPLC一一般般
7、称称为为可可编编程程逻逻辑辑控控制制器器,有有些些继继电电器器控控制制装装置置的替代物的含义。的替代物的含义。2020世纪世纪7070年代年代微微处处理理器器的的出出现现使使PLCPLC开开始始采采用用微微处处理理器器作作为为PLCPLC的的中中央央处处理理器。器。2020世纪世纪8080年代中、后期年代中、后期超超大大规规模模集集成成电电路路技技术术的的迅迅速速发发展展,促促使使研研制制、开开发发出出专专用用逻逻辑辑处理芯片。处理芯片。第1讲 电气控制与PLC概述可可编编程程控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统,专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设
8、计计。它它采采用用可可编编程程序序的的存存储储器器,用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指指令令,并并通通过过数数字字式式、模模拟拟式式的的输输入入和和输输出出,控控制制各各种种类类型型的的机机械械或或生生产产过过程程。可可编编程程控控制制器器及及其其有有关关设设备备,都都应应按按易易于于使使工工业业控控制制系系统统形形成成一一个个整整体体,易易于于扩扩充其功能的原则设计。充其功能的原则设计。第1讲 电气控制与PLC概述1、编程方法简单易学;2、功能强,性能价格比高;3、硬件配套齐全,用户使用方便,适
9、应性强;4、可靠性高,抗干扰能力强;5、系统的设计、安装、调试工作量少;6、维修工作量小,维修方便;7、体积小,能耗低;PLCPLC的特点的特点第1讲 电气控制与PLC概述1、开关量控制;2、定时控制;3、计数控制;4、步进控制;5、数据处理;6、模拟量处理;7、通信及联网;1、开关量逻辑控制;2、运动控制;3、闭环过程控制;4、数据处理 ;5、通信联网 ;功功 能能应用领域应用领域第1讲 电气控制与PLC概述按照按照PLCPLC的控制规模分类的控制规模分类 1、小型PLC;2、中型PLC;3、大型PLC;按照按照PLCPLC的控制性能分类的控制性能分类 1、低档PLC;2、中档PLC;3、高
10、档PLC;按照按照PLCPLC的结构分类的结构分类 1、整体式;2、组合式;第1讲 电气控制与PLC概述公 司PLC机型lK字指令处理速度(ms)存储器容量(KB)I/O点数美国Modicon 984-13X4.34256984-14X4.34256984-38X35416256日本Omron C60P4951.2120C1203832.2256CQMl0.5103.27.2256日本三菱FX20.7428256德国西门子S7-2000.81.22256部分小型PLC的技术指标第1讲 电气控制与PLC概述部分中型PLC的技术指标公 司PLC机型1K字指令处理速度(ms)存储器容量(KB)I/O
11、点数美国Modicoll984-48X34161024984-68X128161024984-78Xl216321024日本OmrollC200H0.752.256.61024C1000H0.42.43.81024CVl0000.1250.375621024日本富士HDC-1002.5481792德国西门子S7-3000-30.6121921024第1讲 电气控制与PLC概述部分大型PLC的技术指标公 司PLC机型1K字指令处理速度(ms)存储器容量(KB)I/O点数美国Modicon984A0.7516322048984B0.7532642048日本富士F2002.5322048日本Omro
12、nC2000H0.42.430.82048CV20000.1250.175622048德国西门子S7-4000.30.6512131072第1讲 电气控制与PLC概述西门子(Sieinens)公司,AEG公司德德 国国A-B公司,通用电气(GE)公司,德州仪器(TI)公司,莫迪康(MODICON)公司美美 国国TE公司,施耐德(Schneider)公司 法法 国国三菱公司,欧姆龙(OMRON)公司,松下公司,富士公司,日立公司,东芝公司 日日 本本第1讲 电气控制与PLC概述第1讲 电气控制与PLC概述A-B公司PLC系列产品GE公司PLC产品莫迪康(MODICON)公司PLC产品西门子(SI
13、EMENS)公司PLC产品三菱公司的PLC产品欧姆龙公司的PLC产品松下公司的PLC产品第1讲 电气控制与PLC概述第3章PLC的组成与原理开关量(数字量信号)输入信号按钮、开关、时间继电器、压力继电器、温度继电器、过电流继电器等输出信号接触器、继电器、电磁阀等模拟量(模拟信号)输入信号压力传感器、温度传感器、湿度传感器等信号输出信号伺服电机、电动阀、速度等控制信号第1讲 电气控制与PLC概述第1讲 电气控制与PLC概述P PL LC C工工作作过过程程图:图:PLCPLC的的用用户户程程序序由由若若干干条条指指令令组组成成,CPUCPU从从第第一一条条指指令令开开始始,在在无无中中断断或或跳
14、跳转转控控制制的的情情况况下下,按按程程序序储储存存顺顺序序的的先先后后逐逐条条执执行行用用户户程程序序,直直到到程程序序结结束束。然然后后,程程序序返返回回第第一一条条指指令令开开始始新新的的一一轮轮扫扫描描,周周而而复复始始地地重重复复上上述述的的扫扫描描循循环环。这这种种采采用用循循环环执执行行用用户户程程序序的的方方式式也也称称为为扫扫描描工工作作方方式式,OB1OB1是是用用于于循循环环处处理理的的组组织织块块,相相当当于于用用户户程程序序中中的的主主程程序序,它它可可以以调调用用别别的的逻逻辑辑块块,或或被被中中断断程程序序(组组织块织块)中断。中断。第1讲 电气控制与PLC概述一
15、一个个循循环环扫扫描描过过程程称称为为扫扫描描周周期期。扫扫描描周周期期分分为为三三个个阶阶段段进进行行:即即输输入入采采样样(输输入入处处理理)阶阶段段,程程序序执执行行(程序处理程序处理)阶段,阶段,输出刷新输出刷新(输出处理输出处理)阶段。阶段。第1讲 电气控制与PLC概述在在循循环环程程序序处处理理过过程程中中,CPUCPU并并不不直直接接访访问问I/OI/O模模块块中中的的输输入入地地址址区区和和输输出出地地址址区区,而而是是访访问问CPUCPU内内部部的的过过程程映映像像区区。在在PLCPLC的的存存储储器器中中,设设置置了了一一片片区区域域用用来来存存放放输输入入信信号号和和输输
16、出出信信号号的的状状态态,它它们们分分别别称称为为输输入入过过程程映映像像区区和和输输出出过过程程映映像像区区。PLCPLC梯梯形形图图中中的的其其他他编编程程元元件也有对应的映像存储区。件也有对应的映像存储区。第1讲 电气控制与PLC概述输入采样输入采样程序执行程序执行输出处理输出处理一个扫描周期一个扫描周期Q16.0Q16.1Q20.0输输入入映映像像寄寄存存器器采样采样元元件件映映像像寄寄存存器器写写写写读读I4.0Q16.0Q16.0M0.0输输出出锁锁存存电电路路输输出出端端子子输输入入端端子子读读I4.0I4.1I8.0刷新刷新第1讲 电气控制与PLC概述1-1-主体框架;主体框架
17、;2-2-导轨;导轨;3-3-轿箱;轿箱;4-4-驱动电机;驱动电机;5-5-外呼按钮及显示;外呼按钮及显示;6-6-内选按钮及指示;内选按钮及指示;7-7-变频调速器;变频调速器;8-8-输出转换端子;输出转换端子;9-9-输入转换端子输入转换端子1010直流电源;直流电源;11-11-底盘底盘电梯模型正面结构示意图西门子S7-300 PLC的硬件结构西门子S7-300 PLC的软件环境第1讲 电气控制与PLC概述可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作方式可编程控制器的工作方式1 1可编程控制器的扫描周期可编程控制器的扫描周期 2 2可编程控制器的实例分析可编程控制器
18、的实例分析3 3第1讲 电气控制与PLC概述PLCPLC与继电器控制系统、计算机工作方式的区别与继电器控制系统、计算机工作方式的区别 1 1、可编程控制器的工作方式、可编程控制器的工作方式继电器并行的工作方式微机分时操作的串行工作方式PLC集中采样、集中输出、周期性循环扫描的串行工作方式串串行行工工作作方方式式是是指指某某个个瞬瞬间间只只能能处处理理一个事件。一个事件。第1讲 电气控制与PLC概述2 2、可编程控制器的扫描周期、可编程控制器的扫描周期PLCPLC循环扫描工作方式循环扫描工作方式的的5 5个阶段:个阶段:第1讲 电气控制与PLC概述在在循循环环程程序序处处理理过过程程中中,如如无
19、无特特殊殊要要求求CPUCPU不不直直接接访访问问I/OI/O模模块块中中的的输输入入地地址址区区和和输输出出地址区,而是访问地址区,而是访问CPUCPU内部的内部的过程映像区过程映像区。在在PLCPLC的的存存储储器器中中,设设置置了了一一片片区区域域用用来来存存放放输输入入信信号号和和输输出出信信号号的的状状态态,它它们们分分别别称称为为输入过程映像区输入过程映像区和和输出过程映像区输出过程映像区。输输入入过过程程映映像像区区的的数数据据,取取决决于于输输入入端端子子在在输输入入采采样样阶段所刷新的状态。阶段所刷新的状态。输输出出过过程程映映像像区区的的状状态态,由由程程序序中中输输出出指
20、指令令的的执执行行结结果决定。果决定。第1讲 电气控制与PLC概述2 2、可编程控制器的扫描周期、可编程控制器的扫描周期第1讲 电气控制与PLC概述3 3、可编程控制器的实例分析、可编程控制器的实例分析第1讲 电气控制与PLC概述与或非Q16.4=I4.0*I4.1Q16.5=I4.2*I4.3 Q16.6=I4.0I4.1Q16.0I4.2I4.3Q16.1I4.4Q16.20000000101001110100101111111第1讲 电气控制与PLC概述A(OI4.1/接在左侧母线上的I4.1的常开触点OQ16.0/与I4.1的常开触点并联的Q16.0的常开触点)ANI4.2/与并联电路
21、串联的I4.2的常闭触点=Q16.0/Q16.0的线圈第1讲 电气控制与PLC概述可编程控制器与继电器控制系统的比较可编程控制器与继电器控制系统的比较 比较项目继电器控制可编程控制器控制逻辑硬件接线多,体积大,连线复杂软件逻辑,体积小,接线少,控制灵活控制速度通过触点开关实现控制,动作速度受继电器硬件限制,一般十几毫秒由半导体电路实现控制,指令执行时间短,一般为微秒级定时控制由时间继电器控制,精度差由集成电路实现,精度高设计与施工设计、施工、调试必须按照顺序进行,周期长系统设计完成后,施工与程序设计同时进行,周期短可靠性和维护性继电器触点寿命短,可靠性与维护性差无触点,寿命长,可靠性高,有自诊
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PLC 概念 工作 原理 硬件 结构
限制150内