(13)--4-1机电传动控制机电传动控制.ppt

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1、4 4 可编程序控制器可编程序控制器1.1.教学目标教学目标(支撑课程目标支撑课程目标1 1和课程目标和课程目标2 2）（1）了解可编程控制器的工作原理、性能参数和基本结构。）了解可编程控制器的工作原理、性能参数和基本结构。（2）掌握）掌握PLC内部编程元件和基本指令的使用方法。内部编程元件和基本指令的使用方法。（3）熟悉机电传动的）熟悉机电传动的PLC基本控制电路。基本控制电路。2.2.思维导图思维导图教学目标教学目标1.了解了解PLC的产的产生和发展；分类生和发展；分类和结构；和结构；2.能区分能区分PLC控控制与继电器控制制与继电器控制的联系与不同的联系与不同。讲述与对讲述与对比比4.1

2、 4.1 可编程序控制器的产生及发展可编程序控制器的产生及发展1.1.教学目标教学目标及重点及重点PLC控制与继电器控制的联系与延控制与继电器控制的联系与延伸。伸。处理方法：采用比较讲授法讲解。处理方法：采用比较讲授法讲解。教学重点教学重点PLC的工程应用。的工程应用。处理方法：案例教学，加深学生对处理方法：案例教学，加深学生对PLC的感的感性认识，增强学习的兴趣。课后性认识，增强学习的兴趣。课后要求要求查阅文查阅文献，关注专业网站，了解献，关注专业网站，了解PLC控制的应用和控制的应用和最新发展。最新发展。教学难点教学难点2.2.思维导图思维导图4.1 4.1 可编程序控制器的产生及发展可编

3、程序控制器的产生及发展 1.PLC1.PLC产生背景产生背景PLCPLC是工业控制通用装置，种类繁多，不同厂家的产品各有是工业控制通用装置，种类繁多，不同厂家的产品各有特点，但也有一定的共性。特点，但也有一定的共性。前两个知识点主要介绍前两个知识点主要介绍PLCPLC的一般特性，重点讲述一般结构、的一般特性，重点讲述一般结构、工作原理、扫描工作方式等。工作原理、扫描工作方式等。19681968年年，美国汽车制造，美国汽车制造商商通用汽车公司通用汽车公司为了适为了适应汽车型号不断翻新的应汽车型号不断翻新的需求，以求在激烈竞争需求，以求在激烈竞争中占有优势，提出用一中占有优势，提出用一种新的控制器

4、取代继电种新的控制器取代继电器控制系统。器控制系统。19681968年年 美国通用汽车公司提出的美国通用汽车公司提出的替代继电器替代继电器控制系统的新型控制控制系统的新型控制器的器的十项指标十项指标：著名的：著名的GM10GM10条条1）编程简单、现场可编程简单、现场可修改程序；修改程序；2）维护方便、采用插）维护方便、采用插件式结构；件式结构；3）可靠性高于继电器）可靠性高于继电器控制系统；控制系统；4）体积小于继电器控）体积小于继电器控制系统；制系统；5）数据可以直接送入）数据可以直接送入计算机；计算机；6）成本可与继电器系统竞争；）成本可与继电器系统竞争；7）输入可为市电）输入可为市电(

5、交流电）；交流电）；8）输出可为市电，能直接驱动）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；电磁阀、交流接触器等；9）通用性强、易于扩展；）通用性强、易于扩展；10）用户存储器大于）用户存储器大于4K。实质：将继电器控制与计算机各自的实质：将继电器控制与计算机各自的优点结合起来，将硬连线逻辑转变为优点结合起来，将硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程。计算机的软件逻辑编程。美国数字设备公司（美国数字设备公司（DEC）根据GM公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器（型号：PDP-14），并在GM公司汽车自动装配线上试用，获得成功。诞生，生产力发展的必然产物其后，日本、

6、德国等相继引入或开发这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。我国1974年开始研制，77年投入工业应用。由于是一种无触点的智能控制器、改变程序即可改变生产工艺等突出优点，迅速的取代了继电器逻辑控制装置，应用范围日益广泛。2.PLC2.PLC发发展展国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）PLCPLC的的定义：定义：可编程控制器是一种数字可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算

7、等操作指令，逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并并通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。过程。对用户而言：无触点的控制器；改变程序即可改变生产工艺。对用户而言：无触点的控制器；改变程序即可改变生产工艺。对制造商来看，对制造商来看，PLC是通用控制器，适合批量生产。是通用控制器，适合批量生产。能干什么继电器逻辑控制装置接线继电器逻辑控制装置接线对于复杂的控制系统，采用继电器、接触器电路（简称继电电路）控制时，接线繁杂、混乱，相应地，故障率也高。接线对比接线对比两者的直观比较两者的直观比较PLCPLC控制

8、与继电器控制的比较控制与继电器控制的比较1）通用性强。2）接线简单。3）编程容易。4）抗干扰能力强、可靠性高。5）容量大，体积小，重量轻，功耗少，成本低，维修方便。PLC的应用通常可分为五种类型的应用通常可分为五种类型 顺序控制顺序控制 运动控制运动控制 闭环过程控制闭环过程控制 数据处理数据处理(传送、比较、移位、转换、传送、比较、移位、转换、运算及各种数据表格处理运算及各种数据表格处理)通信和联网通信和联网(PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息）运动控制例子4.3 PLC4.3 PLC的应用和的应用和发展趋势发展趋势 早期的PLC 改造原有的继电接触器控制

9、系统。广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统。烟草行业污水净化处理行业（物理、化学、生物）十字路口交通灯电梯控制全自动洗衣组合机床1.小型化、专用化和低价格；小型化、专用化和低价格；速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。2.向通信网络化发展向通信网络化发展PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。3.向模块化、智能化发展向模块化、智能化发展如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等。4.编程语言和编程工

10、具的多样化和标准化。PLC的发展趋势：的发展趋势：国产PLC台达、普中、和利时、永宏等和利时、永宏等国际品牌：西门子，欧姆龙，三菱，LS，松下、施耐德等4.4 PLC4.4 PLC的外观及分类的外观及分类外部采用密封、防尘、抗震的外壳封装，以适应恶劣的环境。西门子PLC外观I/o点数点数超小型超小型小型、中型小型、中型大型和超大型大型和超大型按结构形式分类按结构形式分类整体式整体式组合式组合式输输出出设设备备输输入入设设备备 I/OI/O扩展扩展 单元单元 特殊功特殊功 能单元能单元主机主机输输出出单单元元输输入入单单元元 电电 源源外外设设接接口口I/OI/O扩扩展展口口存存 储储 器器 系

11、统程序系统程序 存储器存储器 C P U 用户程序用户程序 存储器存储器盒式磁带机盒式磁带机打印机打印机EPROMEPROM写入器写入器 上位计算机上位计算机 PLCPLC编程器编程器可编程终端可编程终端PTPT1）整体式结构）整体式结构 2）组合式结构）组合式结构 组合式组合式PLC组成示意图组成示意图4.5 PLC控制与继电器控制比较控制与继电器控制比较 继电器控制系统框图继电器控制系统框图 PLC控制系统框图控制系统框图PLC控制系统框图控制系统框图1 1）系统框图比较系统框图比较2 2）控制方式比较控制方式比较接触器控制电动机单向旋转控制电路接触器控制电动机单向旋转控制电路PLC控制系

12、统等效电路图控制系统等效电路图硬接线硬接线软程序软程序3）PLC控制与继电器控制的区别总结控制与继电器控制的区别总结从控制方法上看从控制方法上看a)a)继电器：硬件接线、体积大、触点数量有限，可扩展性收继电器：硬件接线、体积大、触点数量有限，可扩展性收到很大限制；到很大限制；b)b)PLCPLC控制：控制逻辑是以程序的方式存在存储器中，要改变控制：控制逻辑是以程序的方式存在存储器中，要改变只需改变程序，因而较容易增加功能，体积小；触点是无只需改变程序，因而较容易增加功能，体积小；触点是无限的，可扩展性好。限的，可扩展性好。从工作方式看从工作方式看a)a)继电器并行工作继电器并行工作b)b)PL

13、CPLC串行工作方式串行工作方式从控制速度看从控制速度看a)继电器控制系统依靠机械触点的动作实现控制，工作频率低，机械触点会出现抖动；b)PLC通过程序指令控制半导体来实现控制，速度快，一条用户指令执行的时间在微妙数量级；继电器开关动作一般在几十毫秒数量级。从定时和计数控制上看从定时和计数控制上看a)继电器采用时间继电器的延时动作进行时间控制，而时间继电器受环境温度和温度变化影响，定时精度不高。b)PLC采用集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高。从可靠性和可维护性上看从可靠性和可维护性上看 继电器使用了大量的机械触点，存在机械磨损，寿命短，可靠性差。实施周期PLC短。课程小结课程小结1.1.了解了解PLCPLC的产生和发展的产生和发展2.2.掌握掌握PLCPLC控制与继电器控制控制与继电器控制的不同的不同