SecondPart1逻辑与可编程控制.ppt

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1、逻辑与可编程控制逻辑与可编程控制逻辑与可编程控制基础简介基础简介可编程控制器基本原理及结构可编程控制器基本原理及结构可编程控制器编程方法及指令系统可编程控制器编程方法及指令系统可编程控制器在过程控制系统中的可编程控制器在过程控制系统中的应用应用可编程控制器与工业网络可编程控制器与工业网络逻辑与可编程控制可编程序控制器基本原理及结构可编程序控制器基本原理及结构可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展可编程控制器的分类可编程控制器的分类可编程控制器的特点与应用可编程控制器的特点与应用可编程控制器的结构可编程控制器的结构可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理逻辑与可编程控制可编程控制器

2、的产生和发展可编程控制器的产生和发展(1)(1)可编程控制器的产生可编程控制器的产生:7070年代以前的控制系统年代以前的控制系统继电器控制系统继电器控制系统 将继电器将继电器,定时器定时器,接触器接触器,按一定的逻辑关系连接起来按一定的逻辑关系连接起来,组组成控制系统成控制系统逻辑与可编程控制可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(2)(2)继电器控制系统的优缺点继电器控制系统的优缺点:优点优点:结构简单结构简单,容易容易掌握掌握,价格便宜价格便宜 适用于工作模式固定适用于工作模式固定,工作方式简单的场合工作方式简单的场合缺点缺点:对大系统对大系统,设计设计连线复杂连线复杂,控制柜

3、庞大控制柜庞大,故障点多故障点多,维修困难维修困难,通用性通用性/灵活性差灵活性差.不支不支持网络通讯持网络通讯逻辑与可编程控制可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(3)(3)美国于美国于6060年代末期研制成功世界上第一年代末期研制成功世界上第一台可编程逻辑控制器台可编程逻辑控制器-PLC PLC(Programmable Logic Controller).(Programmable Logic Controller).用以替代继电接触器控制用以替代继电接触器控制.其主要功其主要功能是执行能是执行:继电器逻辑继电器逻辑计时计时计数等计数等逻辑与可编程控制两种控制系统对比实验两种

4、控制系统对比实验继电器接触器控制系统可编程控制器控制系统逻辑与可编程控制可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(4)(4)PLCPLC的发展的发展第一代第一代PLCPLC：单一的逻辑控制功能单一的逻辑控制功能第二代第二代PLCPLC：8 8位微处理器，产品系列化位微处理器，产品系列化第三代第三代PLCPLC：高性能微处理器高性能微处理器，处理速度大大处理速度大大提高提高第四代第四代PLCPLC：1616位、位、3232位微处理器，内含微处位微处理器，内含微处理器的智能模板，具有逻辑控制功能、过程控理器的智能模板，具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网制功能、

5、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能处理器通信功能的多功能处理器逻辑与可编程控制目前，全世界有生产目前，全世界有生产PLC的厂家的厂家200多家，多家，400多种品牌的多种品牌的PLC。在世界范围内，在世界范围内，PLC产品的产量、销量、用量高居各种工业产品的产量、销量、用量高居各种工业控制装置的榜首，而且市场需求量一直以每年控制装置的榜首，而且市场需求量一直以每年15的比率上的比率上升。升。可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(5)(5)逻辑与可编程控制世界知名的世界知名的PLC生产厂商：生产厂商：美国美国Rockwell Automation（AllenBradel

6、y 简称简称 A-B）、）、通用电气通用电气GE（也称光洋、华光）、莫迪康也称光洋、华光）、莫迪康 （MODICON）、）、霍尼韦尔（霍尼韦尔（HONEYWELL）、）、IPM欧洲德国西门子（欧洲德国西门子（SIEMENS）、）、德国金钟德国金钟 （KlocknerMoeller）、）、法国法国TE日本欧姆龙（日本欧姆龙（OMRON）、）、三菱（三菱（MITSUBISHI）、）、松下电工松下电工 （National）国内用量较大的品牌：国内用量较大的品牌：SIEMENS、AB、OMRON、MODICON可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(6)(6)逻辑与可编程控制可编程控制器的产

7、生和发展可编程控制器的产生和发展(7)(7)PLCPLC的发展趋势的发展趋势低档低档PLCPLC向小型，简易，廉价方向发展向小型，简易，廉价方向发展高档高档PLCPLC向大型，高速，多功能方向发展向大型，高速，多功能方向发展体系结构开放化及通信功能标准化体系结构开放化及通信功能标准化I/OI/O模块智能化及专用化模块智能化及专用化编程组态软件图形化编程组态软件图形化发展集成技术及容错技术发展集成技术及容错技术逻辑与可编程控制可编程控制器的产生和发展可编程控制器的产生和发展(8)(8)国际电工委员会国际电工委员会(IEC)IEC)对可编程序控制器的定义对可编程序控制器的定义:是一种数字运算的电子

8、系统是一种数字运算的电子系统,专为在工业环专为在工业环境下应用而设计境下应用而设计.它采用它采用可编程序的存储器可编程序的存储器,用来在用来在内部存储执行内部存储执行逻辑运算逻辑运算,顺序控制顺序控制,定时定时,计数和计数和算数运算算数运算 等操作的等操作的指令指令,并通过并通过 数字式数字式,模拟式模拟式的输入和输出的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业都应按易于与工业控制系统连成一个整体控制系统连成一个整体,易于扩充功能的原则设计易于扩充功能的原则设计逻辑与可编程控制可编程控制器的分类

9、可编程控制器的分类I/O点数小型（512点以下）中型（5122048点）大型（2048点以上）结构整体式模块式输入输入输出输出Allen-BradleyAllen-BradleyA-BA-BQualityQualityRUN REM PROGRUN REM PROGLogix5555Logix5555RUNRUNOKOKRS232RS232BATBATI/OI/O ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK电源电源 ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD

10、 OK逻辑与可编程控制可编程控制器的特点与应用可编程控制器的特点与应用(1)(1)特点：特点：编程简单编程简单控制系统简单，通用性强控制系统简单，通用性强抗干扰能力强、可靠性高抗干扰能力强、可靠性高体积小、维护方便体积小、维护方便缩短了设计、施工、投产调试的周期缩短了设计、施工、投产调试的周期逻辑与可编程控制可编程控制器的特点与应用可编程控制器的特点与应用(2)(2)已广泛应用于纺织、冶金、已广泛应用于纺织、冶金、已广泛应用于纺织、冶金、已广泛应用于纺织、冶金、石油、化工、轻工、机械、石油、化工、轻工、机械、石油、化工、轻工、机械、石油、化工、轻工、机械、电力、钢铁、造纸、印刷、电力、钢铁、造

11、纸、印刷、电力、钢铁、造纸、印刷、电力、钢铁、造纸、印刷、建筑、交通、运输等各行业。建筑、交通、运输等各行业。建筑、交通、运输等各行业。建筑、交通、运输等各行业。开关量逻辑控制闭环过程控制机械加工的数字控制机器人控制组成多级控制系统 （分布式控制系统）逻辑与可编程控制可编程控制器的结构可编程控制器的结构电电 源源 模模 块块编编 程程 设设 备备微处理器微处理器存存 储储 器器CPUCPU 模块模块输输 入入 模模 块块外外 部部 设设 备备输输 出出 模模 块块外外 部部 设设 备备逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(1)(1)Allen-BradleyAllen-

12、BradleyA-BA-BQualityQualityRUN REM PROGRUN REM PROGLogix5555Logix5555RUNRUNOKOKRS232RS232BATBATI/OI/O ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OK处处理理器器I/OI/O 模模 板板I/OI/O 模模 板板I/OI/O 模模 板板机架机架电源电源 ETHERNETRXD TXD OKRXD TXD OKI/OI/O 模模 板板编程器编程器逻辑与可编程控制可编程控制器的

13、基本组成可编程控制器的基本组成(2)(2)1.1.CPUCPU模块模块:可编程序控制器的核心可编程序控制器的核心,由微由微处理器和存储器组成处理器和存储器组成微处理器微处理器:1)1)系统自检和初始化系统自检和初始化 2)2)接收来自编程设备的用户程序和接收来自编程设备的用户程序和 数据数据 3)3)对设备的状态和用户程序进行诊断对设备的状态和用户程序进行诊断 4)4)运行用户程序运行用户程序 5)5)实现与外部设备的通讯实现与外部设备的通讯一般用处理器的处理速度和一般用处理器的处理速度和I/OI/O能力来说明能力来说明逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(3)(3)存

14、储器存储器:1)1)系统存储器系统存储器(ROM,Flash ROM)ROM,Flash ROM)用于存储用于存储:监控程序监控程序编译程序编译程序诊断程序诊断程序通讯管理程序通讯管理程序不可以修改不可以修改2)2)用户存储器用户存储器(RAM,EPROM,EEPROM)RAM,EPROM,EEPROM)分为分为:用户程序存储器用户程序存储器-存储用户程序存储用户程序用户数据存储器用户数据存储器-存储运算数据存储运算数据逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(4)(4)输入输入/输出模块输出模块:PLCPLC与现场设备连接的接与现场设备连接的接口口输入模块输入模块:用于接

15、收和采集现场设备的输入信用于接收和采集现场设备的输入信号号:开关量输入模块开关量输入模块:直流信号直流信号:24:24V DC,48V DCV DC,48V DC TTL TTL 信号信号 5 5V DCV DC 交流信号交流信号:110:110V AC,220V ACV AC,220V AC 模拟量输入模块模拟量输入模块:直流信号直流信号:4-20:4-20mAmA,0-5V DC,0-5V DC逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(5)(5)输出模块输出模块:用于向执行机构输出控制信号用于向执行机构输出控制信号:开关量输出模块开关量输出模块:直流信号直流信号:24:

16、24V DC,48V DCV DC,48V DC 交流信号交流信号:110:110V AC,220V ACV AC,220V AC 触点信号触点信号:AC/DCAC/DC 模拟量输出模块模拟量输出模块:直流信号直流信号:4-20:4-20mAmA,0-5V DC,0-5V DC 逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(6)(6)特殊模块特殊模块:(:(智能模块智能模块)热电阻输入热电阻输入:Pt(Pt(铂电阻铂电阻)热电偶输入热电偶输入:mVmV 高速计数高速计数(脉冲输入脉冲输入)PI PI 脉冲流量计脉冲流量计 称重称重 注塑注塑 定位模块定位模块 ASCII/BAS

17、IC ASCII/BASIC 模块模块 通讯模块通讯模块 (ModBusModBus,ProfilbusProfilbus)逻辑与可编程控制可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成(7)(7)Allen-BradleyA-BQualityRUN REM PROGLogix5555RUNOKRS232BATI/O ETHERNETRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OKRUN REM PROGLogix5555RUNOKRS232BATI/O ETHERNETRXD TXD OK ETHERNETRXD TXD OK编程器编程器PCPC机机+编程软件编程软件 专用编程器专用

18、编程器电源模块电源模块:将交流或直流电源转换成供将交流或直流电源转换成供PLCPLC系统系统工作的电源工作的电源(通过机架的基板供电通过机架的基板供电)外挂式或机架内安装外挂式或机架内安装编程设备编程设备:用于输入用于输入,检查检查,修改修改,调试调试 用户程序用户程序.在线监视在线监视PLCPLC系统的工作状态系统的工作状态逻辑与可编程控制罗克韦尔自动化罗克韦尔自动化PLCPLC产品概述产品概述PLCPLC系统系统MicroLogixMicroLogix系统系统 SLC-500SLC-500SLC-500SLC-500系统系统系统系统PLC-5PLC-5系统系统ControlLogixCon

19、trolLogix系统系统COMPACTLogixCOMPACTLogix系统系统FlexLogixFlexLogix系统系统逻辑与可编程控制SLC-500SLC-500系列可编程序控制器系列可编程序控制器(1)(1)SLC-500-SLC-500-中小型控制系统中应用广中小型控制系统中应用广,周期长周期长,性能稳定性能稳定,用户口碑好的用户口碑好的PLCPLC系统系统.固定式固定式模块化模块化逻辑与可编程控制SLC-500SLC-500系列可编程序控制器系列可编程序控制器(2)(2)处理器分类处理器分类:固定式固定式:基本上由基本上由MicroLogixMicroLogix替代替代模块化模块

20、化:根据应用对根据应用对 I/OI/O点数点数 256,480,960,4096(256,480,960,4096(远程远程),),内存尺寸内存尺寸 8 8K,16KK,16K,32,32K K,64,64K K字字 通讯网络通讯网络 DH-485,DH+,Ethernet,DH-485,DH+,Ethernet,RS-232C RS-232C 的要求的要求,可采用可采用SLC-5/01,SLC-5/02,SLC-5/01,SLC-5/02,SLC-5/03,SLC-5/04,SLC-5/05SLC-5/03,SLC-5/04,SLC-5/05系统系统.逻辑与可编程控制SLC-500SLC-5

21、00系列可编程序控制器系列可编程序控制器(3)(3)范围范围5/025/025/035/035/015/015/045/045/055/05DH+DH+DH485DH485EthernetEthernet1K4K8K16K32K64KSLC500 产品范围产品范围逻辑与可编程控制SLC-5/03SLC-5/03处理器特性处理器特性钥匙开关钥匙开关钥匙开关钥匙开关Serial PortSerial Port DF1 Master/Slave DF1 Master/Slave DH485 DH485 ASCII ASCIIDH485 DH485 Peer Network Peer Network

22、Programming ProgrammingI/OI/O能力能力能力能力:960960DI/O DI/O 本地本地本地本地100100AI/OAI/O本地本地本地本地40964096I/OI/O远程远程远程远程EEPROMEEPROM内存后备内存后备内存后备内存后备扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度:0.9:0.9MS/KMS/K字字字字Memory:Memory:1747-L531:8K 1747-L531:8K 1747-L532:16K 1747-L532:16KPROGRUNFLTBATTFORCERS232DH485RUNREMSLC 5/03 CPU诊断指示灯诊断指示灯逻辑与可编程

23、控制SLC-5/04SLC-5/04处理器特性处理器特性KeyswitchKeyswitchSerial PortSerial Port DF1 Master/Slave DF1 Master/Slave DH485 DH485 ASCII ASCIIDH+DH+Peer Network Peer Network Programming ProgrammingI/OI/O能力能力能力能力:960960DI/O DI/O 本地本地本地本地100100AI/OAI/O本地本地本地本地40964096I/OI/O远程远程远程远程EEPROMEEPROM内存后备内存后备内存后备内存后备扫描速度扫描速度

24、扫描速度扫描速度:0.9:0.9MS/KMS/K字字字字Memory:Memory:1747-L541:16K 1747-L541:16K 1747-L542:32K 1747-L542:32K 1747-L543:64K 1747-L543:64KPROGRUNFLTBATTFORCERS232DH+RUNREMSLC 5/04 CPU诊断指示灯诊断指示灯逻辑与可编程控制SLC-5/05SLC-5/05处理器特性处理器特性KeyswitchKeyswitchSerial PortSerial Port DF1 Master/Slave DF1 Master/Slave DH485 DH485

25、 ASCII ASCIII/OI/O能力能力能力能力:960960DI/O DI/O 本地本地本地本地100100AI/OAI/O本地本地本地本地40964096I/OI/O远程远程远程远程EEPROMEEPROM内存后备内存后备内存后备内存后备扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度:0.9:0.9MS/KMS/K字字字字Memory:Memory:1747-L551:16K 1747-L551:16K 1747-L552:32K 1747-L552:32K 1747-L553:64K 1747-L553:64KPROGRUNFLTBATTFORCERS232RUNREMRENETSLC 5/05

26、CPUEthernetRS232EthernetEthernet RJ45 Connector Direct Twisted Pair诊断指示灯诊断指示灯逻辑与可编程控制SLC500 模块化处理器模块化处理器SLC-5/02SLC-5/03SLC-5/04SLC-5/05 特性特性订货号订货号1747-L5241747-L5311747-L5411747-L5511747-L5321747-L542 1747-L5521747-L5431747-L553内存内存(字字)4K 8K16K16K 16K32K 32K64K64KI/O 本地本地 480 960 960 960 AI/O 96 96

27、 96 96I/O 远程远程 4K in/4K out 4Kin/4Kout 4Kin/4Kout 扫描时间扫描时间 4.8 ms/K 0.9 ms/K 0.9 ms/K 0.9 ms/K 通讯通讯 DH485 DH485 DH+Ethernet RS232 RS232/DH485 RS232/DH485 ControlNet ControlNet CntrolNet逻辑与可编程控制1746-1746-I/OI/O系统系统(1)(1)SLC-500系列系列PLC采用采用1746I/O 1746-I/O模块种类模块种类:1)开关量开关量-24V DC,220V AC 2)模拟量模拟量 电压电压,

28、电流电流,热电阻热电阻,热点偶热点偶 3)特殊模板特殊模板-BASIC,定位定位,脉脉冲冲 通讯通讯 (MB,MB+,Profibus)逻辑与可编程控制可编程控制器的基本工作原理可编程控制器的基本工作原理(1)(1)基本工作原理基本工作原理PLCPLC系统在上电并处于运行系统在上电并处于运行状态时状态时,开始进行开始进行输入扫描输入扫描输入扫描输入扫描:CPUCPU读入各输入读入各输入模块的全部输入状态，存放模块的全部输入状态，存放在数据存储器中（输入映象在数据存储器中（输入映象表）表）,以备以备程序扫描程序扫描上电及内部处理上电及内部处理输输 入入 扫扫 描描程程 序序 扫扫 描描输输 出出

29、 扫扫 描描诊断及出错处理诊断及出错处理逻辑与可编程控制可编程控制器的基本工作原理可编程控制器的基本工作原理(2)(2)程序扫描程序扫描:在梯形图中，程在梯形图中，程序按先左后右、先上后下的序按先左后右、先上后下的顺序执行，进行逻辑判断和顺序执行，进行逻辑判断和算术运算，将结果存入数据算术运算，将结果存入数据存储器（输出映象表）存储器（输出映象表）.程程序执行期间，输入映象表中序执行期间，输入映象表中的内容保持不变，只在下一的内容保持不变，只在下一 个扫描周期的输入扫描阶段个扫描周期的输入扫描阶段才读入输入信号状态才读入输入信号状态输出扫描输出扫描:将输出映象表种将输出映象表种的输出信号送至各

30、输出模块，的输出信号送至各输出模块，驱动外部设备。开设下一驱动外部设备。开设下一 个扫描周期个扫描周期.上电及内部处理上电及内部处理输输 入入 扫扫 描描程程 序序 扫扫 描描输输 出出 扫扫 描描诊断及出错处理诊断及出错处理逻辑与可编程控制可编程控制器的基本工作原理可编程控制器的基本工作原理(3)(3)扫描周期扫描周期=I/O扫描时间扫描时间+程序执程序执行时间行时间扫描周期长短与扫描周期长短与CPU的运算速度、的运算速度、I/O点数、应用程序长短及所用指点数、应用程序长短及所用指令有关令有关逻辑与可编程控制可编程控制器的基本工作原理可编程控制器的基本工作原理(4)(4)CPUCPU 模块模块输输 入入 模模 块块外外 部部 设设 备备输输 出出 模模 块块外外 部部 设设 备备输入映象表输入映象表()ENDENDSTARTSTART输出映象表输出映象表输入扫描输入扫描输出扫描输出扫描程序扫描程序扫描PLCPLC系统各部件之间的逻辑关系系统各部件之间的逻辑关系