可编程序控制器考前复习概要.ppt

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1、Date:2023/3/8 Page:1可编程序控制器考前复习可编程序控制器考前复习可编程序控制器考前复习自动化学院自动化学院 张海军张海军 Date:2023/3/8 Page:2可编程序控制器考前复习可编程控制器的概述可编程控制器的概述 1PLCPLC的基本组成和工作原理的基本组成和工作原理2S7-200S7-200基本逻辑指令及其编程基本逻辑指令及其编程3程序设计方法程序设计方法4可编程控制器的通信和调试可编程控制器的通信和调试5Date:2023/3/8 Page:3可编程序控制器考前复习v什么是什么是PLCPLC？1、可编程控制器的定义、可编程控制器的定义是一种是一种工业控制装置工业

2、控制装置是是在在电电器器控控制制技技术术和和计计算算机机技技术术的的基基础础上上开开发发出出来来的的，并并逐逐渐渐发发展展成成为为以以微微处处理理器器为为核核心心，将将自自动动化化技技术术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。一、可编程控制器概述一、可编程控制器概述Date:2023/3/8 Page:4可编程序控制器考前复习1 1、可编程控制器的定义、可编程控制器的定义v1987年，国际电工委员会（IEC）颁布的可编程序控制器标准草案第三稿中定义定义：“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

3、，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计。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和和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外外围围设设备备，都都应应按按易易于于与与工工业业系系统统联联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。Date:2023/3/8 Page:5可编程序控制器考

4、前复习2、可编程控制器的产生、可编程控制器的产生v因为继电器逻辑电路配线复杂因为继电器逻辑电路配线复杂Date:2023/3/8 Page:6可编程序控制器考前复习2、可编程控制器的产生、可编程控制器的产生v因为继电器逻辑电路配线复杂因为继电器逻辑电路配线复杂缺缺 点：点：v体积大体积大v可靠性低可靠性低v查找故障困难查找故障困难v适应性差适应性差Date:2023/3/8 Page:7可编程序控制器考前复习2、可编程控制器的产生、可编程控制器的产生v简单易懂简单易懂v操作方便操作方便v灵活性大灵活性大优优 点：点：控制元件选择 安装位置Date:2023/3/8 Page:8可编程序控制器考

5、前复习2、可编程控制器的产生、可编程控制器的产生v背景：背景：19681968年年美美国国通通用用汽汽车车公公司司（GMGM），为为了了适适应应汽汽车车型型号号的的不不断断更更新新，生生产产工工艺艺不不断断变变化化的的需需要要，实实现现小小批批量量、多多品品种种生生产产，希希望望能能有有一一种种新新型型工工业业控控制制器器，它它能能做做到到尽尽可可能能减减少少重重新新设设计计和和更更换换继继电电器器控控制制系系统统及及接接线线，以以降低成本，缩短周期。降低成本，缩短周期。Date:2023/3/8 Page:9可编程序控制器考前复习v19691969年年3 3月，美国数字设备公司研制第一台可编

6、程控制月，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。器，并应用于工业现场。2、可编程控制器的产生、可编程控制器的产生美国DEC公司的PDP-14Date:2023/3/8 Page:10可编程序控制器考前复习3、可编程控制器的特点及应用领域可编程控制器的特点及应用领域v无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 v通用性强，控制程序可变，使用方便通用性强，控制程序可变，使用方便v硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强v编程简单，容易掌握编程简单，容易掌握 v系统的设计、安装、调试工作量少系统的设计、安装、调试工作量

7、少v维修工作量小，维护方便维修工作量小，维护方便v体积小，能耗低体积小，能耗低.可编程控制器的特点可编程控制器的特点Date:2023/3/8 Page:11可编程序控制器考前复习1.2 PLC的结构系统结构二、可编程控制器的组成和工作原理二、可编程控制器的组成和工作原理Date:2023/3/8 Page:12可编程序控制器考前复习输入输入输入输入/输出模块输出模块输出模块输出模块输入信号：输入信号：另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的连续变化的模拟量信号模拟量信号。一是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关

8、、接近开关、一是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等传来的光电开关、压力继电器等传来的开关量输入信号开关量输入信号；PLC内部输入电路作用是将内部输入电路作用是将PLC外部信号送至外部信号送至PLC内内部电路。输入接点分为部电路。输入接点分为直流输入式直流输入式和和交流输入式交流输入式。光电隔离光电隔离Date:2023/3/8 Page:13可编程序控制器考前复习输出信号：输出信号：输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出可编程控制器输出电路原理图可编程控制器输出电路原理图继电器输出适合低速、继

9、电器输出适合低速、大功率负载大功率负载晶闸管输出适合高速、晶闸管输出适合高速、大功率负载大功率负载-驱动交流驱动交流晶体管输出适合高速、晶体管输出适合高速、小功率负载小功率负载-驱动直流驱动直流Date:2023/3/8 Page:14可编程序控制器考前复习PLC的工作原理工作原理工作原理：循环扫描方式工作；扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程的情况下，按程序存储顺序的先后

10、，逐条执行执行程的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。而复始地重复进行。而复始地重复进行。而复始地重复进行。Date:2023/3/8 Page:15可编程序控制器考前复习PLC的工作原理Date:2023/3/8 Page:16可编程序控制器考前复习PLC的工作原理 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期扫描周期扫描周期扫描周期 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长

11、短有关。典型值为1100msDate:2023/3/8 Page:17可编程序控制器考前复习三、S7-200基本逻辑指令 国际电工委员会国际电工委员会IECIEC规定了规定了5 5种种编程语言作为编程语言作为PLCPLC编程语言的标编程语言的标准。准。PLCPLC编程语言编程语言梯形图梯形图指令表指令表顺序功能图顺序功能图结构化文本结构化文本功能块图功能块图Date:2023/3/8 Page:18可编程序控制器考前复习程序结构主程序主程序子程序子程序中断程序中断程序Date:2023/3/8 Page:19可编程序控制器考前复习I（输入继电器）Q（输出继电器）M（辅助继电器）SM（特殊标志继

12、电器）S（顺序控制继电器）V（变量存储器）L（局部变量存储器）T（定时器）（定时器）C（计数器）（计数器）AI（模拟量输入映像寄存器）AQ（模拟量输出映像寄存器）AC（累加器）外部输入/输出内部增计数器、减增计数器、减计数器、增计数器、增/减计数器减计数器通电延时、断电延通电延时、断电延时、有记忆通电延时、有记忆通电延时时Date:2023/3/8 Page:20可编程序控制器考前复习描述西门子装载，电路开始的常开触点LD取反装载，电路开始的常闭触点LDN与，常开触点A取反与，常闭触点AN或，常开触点O取反或，常闭触点ON块与ALD块或OLD输出=取反NOT LPSLRDLPPEUEDDate

13、:2023/3/8 Page:21可编程序控制器考前复习Date:2023/3/8 Page:22可编程序控制器考前复习LD I1.0 AN I4.6A M0.2 R Q0.3,2LPS LRDA I0.2 A I0.5LPS =M3.0A I0.4 LPP=Q0.1 AN I0.6LPP TON T39,30Date:2023/3/8 Page:23可编程序控制器考前复习 四、程序设计方法经验设计法经验设计法根据继电器电路图设计梯形图的方法根据继电器电路图设计梯形图的方法顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图Date:2023/3/8 Page:24可编程序控制器考前复习经验设

14、计法经验设计法数字量控制系统数字量控制系统 开关量控制系统开关量控制系统 继电器控制系统继电器控制系统经验设计法：试探性、随意性经验设计法：试探性、随意性Date:2023/3/8 Page:25可编程序控制器考前复习例有电动机3台。按下开始按钮后，先启动电机A，5s后启动电机B，再过3s后启动电机C。按下停止按钮，电机B立即停止，3s后，电机A、C同时停止。要求画出I/O表，并写出控制程序。Date:2023/3/8 Page:26可编程序控制器考前复习顺序控制设计法与顺序功能图【顺序控制顺序控制】：按照按照生产工艺生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，预先规定的顺序，在各个输入信

15、号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动自动地地有秩序有秩序地进行操作。地进行操作。【顺序功能图】：描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通用的技术语言。用的技术语言。顺序控制顺序控制顺序功能图顺序功能图PLC梯形图梯形图顺序控制设计法顺序控制设计法Date:2023/3/8 Page:27可编程序控制器考前复习顺序控制设计法顺序功能图组成元素：顺序功能图组成元素：1.步步2.有向连线有向连线3.转换转换4.转换条件转换条件5.动作动作Date:202

16、3/3/8 Page:28可编程序控制器考前复习例画出控制系统的顺序功能图 某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。初始时两个钻头在最上面的位置。放好工件后，按下启动按钮I0.0，Q0.0变为ON，夹紧工件，夹紧后压力继电器I0.1为ON。此时两只钻头开始工作，转到设定深度后上行到原位。若没有钻完3对孔，Q0.5使工件旋转120，旋转到位时限位开关I0.6为ON，之后开始转第2对孔。直到3对孔全部钻完后，Q0.6使工件松开，松开到位后限位开关I0.7为ON，系统回到初始状态。Date:2023/3/8 Page:29可编程序控制器考前复习例4：画出控制系统的顺序功能图0Date:202

17、3/3/8 Page:32可编程序控制器考前复习u数据传送方向数据传送方向:按按串串行行通通信信的的数数据据在在通通信信线线路路进进行行传传送送的的方方向向可可分分为为单单工、半双工和全双工通信方式三种工、半双工和全双工通信方式三种:v单单工工通通信信方方式式：单单工工通通信信就就是是指指数数据据的的传传送送始始终终保保持持同同一一个个方方向向，而不能进行反向传送。而不能进行反向传送。v半半双双工工通通信信方方式式：半半双双工工通通信信就就是是指指信信息息流流可可以以在在两两个个方方向向上上传传送送，但同一时刻只限于一个方向传送。但同一时刻只限于一个方向传送。v全双工通信方式：全双工通信能在两

18、个方向上同时发送和接收。全双工通信方式：全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。四、PLC通信Date:2023/3/8 Page:33可编程序控制器考前复习RSRS-232232接接 口口：是是 19691969年年 由由 美美 国国 电电 子子 工工 业业 协协 会会EIAEIA（E1ectronic E1ectronic Industries Industries AssociationAssociation）所所公公布布的的串串行行通通信信接接口口标标准准。它它采采用用按按位位串串行行的的方方式式 ，单单端端发发送、单端接收。送、单端接收。RS-422RS-422接接口口：RS-422

19、RS-422接接口口传传输输线线采采用用差差动动接接收收和和差差动动发发送送的的方方式式传传送送数数据据，也也有有较较高高的的通通信信速速率率（波波特特率率可达可达10MB10MB以上）以上）和较强的抗干扰能力。和较强的抗干扰能力。RS-485RS-485接口：接口：RS-485RS-485接口是接口是RS-422RS-422的变型。的变型。通讯的距离通讯的距离 15m通讯的距离通讯的距离 500mDate:2023/3/8 Page:34可编程序控制器考前复习通信协议通信协议 uPLC网络常用通信协议：网络常用通信协议：PPI协协议议：PPI通通信信协协议议是是西西门门子子专专门门为为S7-

20、200系系列列PLC开开发发的一个通信协议。的一个通信协议。MPI协协议议：MPI允允许许主主主主通通信信和和主主从从通通信信，S7-200可可以以通通过过通通信信接接口口连连接接到到MPI网网上上，主主要要应应用用于于S7-300/400 CPU与与S7-200通信的网络中。通信的网络中。Profibus协协议议：Profibus协协议议通通常常用用于于实实现现分分布布式式I/O设设备备（远程式（远程式I/O）的高速通信。的高速通信。MODBUS协协议议：ModbusModbus 协协议议是是应应用用于于电电子子控控制制器器上上的的一一种种通通用用语语言言。通通过过此此协协议议,控控制制器器

21、相相互互之之间间、控控制制器器经经由由网网络络和和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。Date:2023/3/8 Page:35可编程序控制器考前复习通信协议通信协议 uPLC网络常用通信协议：网络常用通信协议：用用户户自自定定义义协协议议（自自由由口口通通信信模模式式）：自自由由口口通通信信(Freeport Mode)模模式式是是指指CUP串串行行通通信信口口可可由由用用户户程程序序控控制制，自定义通信协议。自定义通信协议。USS协协议议：USS协协议议是是西西门门子子传传动动产产品品（变变频频器器等等）通通信信的的一一种协议，种协议，S7-200提供提供相应相应的指令。的指令。TCP/IP协协议议：通通过过以以太太网网扩扩展展模模块块CP243-1CP243-1和和互互联联网网扩扩展展模模块块CP243-1ITCP243-1IT，S7-200S7-200将能支持将能支持TCP/IPTCP/IP以太网通信。以太网通信。Date:2023/3/8 Page:36可编程序控制器考前复习