CPMA的所有指令以及應(yīng)用學(xué)習(xí)教案

1、基本(jbn)內(nèi)容： PLC簡介、基本(jbn)功能、特點、應(yīng)用范圍、工作方式。第五章 PLC基礎(chǔ)知識難點(ndin)： 工作方式、掃描時間。 重點： 定義、基本功能、工作(gngzu)方式。第1頁/共39頁第一頁，共40頁。PLC在單臺設(shè)備(shbi)上的應(yīng)用第2頁/共39頁第二頁，共40頁。PLC在小型(xioxng)生產(chǎn)線上的應(yīng)用第3頁/共39頁第三頁，共40頁。PLC在啤酒(pji)灌裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用第4頁/共39頁第四頁，共40頁。以PLC 為控制(kngzh)核心的電控柜第5頁/共39頁第五頁，共40頁。運算(yn sun)與控制顯示(xinsh)與監(jiān)控感知響應(yīng)與執(zhí)行動作(dngz

2、u)開關(guān)伺服系統(tǒng)變頻驅(qū)動編程操作自動控制系統(tǒng)構(gòu)成第6頁/共39頁第六頁，共40頁。生產(chǎn)線的組態(tài)(z ti)控制第7頁/共39頁第七頁，共40頁。PLC控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的組成第8頁/共39頁第八頁，共40頁。第五章 PLC基礎(chǔ)知識1一、 可編程控制器的定義二、 PLC的產(chǎn)生與歷史(lsh)三、 PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢四 、PLC的基本功能五 、PLC的特點及分類六、 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較第9頁/共39頁第九頁，共40頁。一、可編程序控制器的定義(dngy) 可編程序控制器: （Programmable Logical Controller）是一種數(shù)字(shz)運算操作的

3、電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字(shz)式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則設(shè)計。 簡單地說：PLC就是一種工業(yè)用計算機。第10頁/共39頁第十頁，共40頁。二、PLC的產(chǎn)生(chnshng)與歷史 1968 1968年，美國通用汽車公司(GM(GM公司) )為了在每次汽車改型或改變工藝流程時不改動原有繼電器柜內(nèi)的接線，降低成本，縮短開發(fā)周期，而提出了研制新型邏輯順序控制裝置，并

4、提出了1010項招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。1 1、編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；2 2、維護方便，各部件最好采用插件方式；3 3、可靠性高于繼電接觸器控制系統(tǒng)；4 4、設(shè)備體積要小于繼電器控制柜；5 5、數(shù)據(jù)(shj)(shj)可以直接送給管理計算機；6 6、成本可與繼電接觸器控制系統(tǒng)相競爭；第11頁/共39頁第十一頁，共40頁。7 7、輸入量是115V115V交流電壓；8 8、輸出量為115V115V交流電壓，輸出電流在2A2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；9 9、系統(tǒng)擴展時，原系統(tǒng)只需作很小的變動；1010、用戶程序存儲器容量能擴展到4K4K字節(jié)。1010項指標(biāo)的核心為以下四點： 用計算機代替繼電器控制

5、柜；用程序代替硬件接線；輸入/ /輸出信號可與外部裝置直接連接(linji)(linji)；結(jié)構(gòu)易于擴展。 美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)(DEC)中標(biāo)，于19691969年研制成功了一臺符合要求的控制器，在通用汽車公司(GM)(GM)的汽車裝配線上試驗并獲得成功。第12頁/共39頁第十二頁，共40頁。PLC的歷史(lsh)第一代在1969196919721972年。CPUCPU由中小規(guī)模集成電路組成，存儲器為磁芯存儲器。第二代在1973197319751975年。開始使用(shyng)(shyng)微處理器作為CPUCPU，存儲器采用半導(dǎo)體存儲器。第三代在1976197619831983年。PL

6、CPLC進入大發(fā)展階段，采用8 8位和1616位微處理器作為CPUCPU，部分產(chǎn)品還采用了多微處理器結(jié)構(gòu)。第四代為19831983年到現(xiàn)在。采用1616位以上的微處理器作為CPUCPU外，內(nèi)存容量更大，有的已達數(shù)兆字節(jié)；多臺PLCPLC可實現(xiàn)資源共享；可以直接用于一些規(guī)模較大的復(fù)雜控制系統(tǒng)。第13頁/共39頁第十三頁，共40頁。三、PLC的現(xiàn)狀(xinzhung)與發(fā)展趨勢 目前，世界上有200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品，PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：歐洲產(chǎn)品; 美國產(chǎn)品; 日本產(chǎn)品 。歐洲：西門子（Siemens）； 法國的TE（Telemecanique）；美國：A-B（A

7、llen-Bradly）、GE（General Electric）日本：三菱電機(dinj)（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（OMRON）、 FUJI （日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型機性能先進，結(jié)構(gòu)緊湊，價格便宜） 韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)屬于日系產(chǎn)品流派。第14頁/共39頁第十四頁，共40頁。 我國PLC研發(fā)(yn f)與生產(chǎn)的現(xiàn)狀 我國有許多廠家、科研院所從事PLC的研制與開發(fā)，如中國科學(xué)院自動化研究所的PLC-0088，北京聯(lián)想計算機集團公司的GK-40，上海機床電器廠的CKY-40，上海起重電器廠的CF-40MR/ER，蘇州電子計算機廠的YZ-PC-001A，

8、原機電部北京機械工業(yè)自動化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40，杭州機床電器廠的DKK02，天津中環(huán)自動化儀表公司的DJK-S-84/86/480，上海自立電子設(shè)備廠的KKI系列，上海香島機電制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256，無錫華光電子工業(yè)有限公司（合資）的SR-10、SR-20/21等。 總的市場份額少于2%。第15頁/共39頁第十五頁，共40頁。中國(zhn u)PLC市場（ 2006年度）世界PLC領(lǐng)導(dǎo)廠家的五霸分別為西門子公司、A-B公司、施耐德公司、三菱公司和歐姆龍公司。他們(t men)的銷售額約占全球總銷售額的三分之二。50億的國內(nèi)PLC市場總需求中

9、，小型(xioxng)PLC（256點以下）的市場巨大，占據(jù)市場總額的64。第16頁/共39頁第十六頁，共40頁。2009年，中國PLC市場的總規(guī)模(gum)將超過7億美金 第17頁/共39頁第十七頁，共40頁。三菱系列(xli)PLC第18頁/共39頁第十八頁，共40頁。西門子系列(xli)PLC第19頁/共39頁第十九頁，共40頁。OMRON系列(xli)PLC第20頁/共39頁第二十頁，共40頁。A-B系列(xli)PLC第21頁/共39頁第二十一頁，共40頁。第22頁/共39頁第二十二頁，共40頁。PLC的發(fā)展趨勢朝著小型, ,簡易, ,價格低廉方向發(fā)展(PLR-(PLR-可編程繼電器

10、）朝著大型, ,高速, ,多功能方向發(fā)展（PPC-PPC-過程控制；PMC-PMC-運動控制） 就全世界自動化市場的過去、現(xiàn)在和可以預(yù)見的未來而言，PLCPLC仍然處于一種核心地位。在最近出現(xiàn)(chxin)(chxin)在美國、歐洲和國內(nèi)有關(guān)探討PLCPLC發(fā)展的論文中，這個結(jié)論是眾口一詞的，盡管對PLCPLC的未來發(fā)展有著許多不同的意見。 近年來PLCPLC的市場銷售一直堅挺；PCPC控制有了引人注目的進展，但畢竟只能對高端的PLCPLC產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型PLCPLC的發(fā)展勢頭令人刮目相看；PLCPLC和PCPC控制在今后可能相互融合。 從PLCPLC的發(fā)展趨勢看，PLCPLC控制技

11、術(shù)將成為今后工業(yè)自動化的重要手段。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，PLCPLC技術(shù)，機器人技術(shù)和CAD/CAMCAD/CAM技術(shù)將成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱. .第23頁/共39頁第二十三頁，共40頁。四、PLC的基本功能1 邏輯控制功能(gngnng)2 定時控制功能(gngnng)3 計數(shù)控制功能(gngnng)4 步進控制功能(gngnng)5 數(shù)據(jù)處理功能(gngnng)6 回路控制功能(gngnng)7 通訊聯(lián)網(wǎng)功能(gngnng)8 監(jiān)控功能(gngnng)9 停電記憶功能(gngnng)10 故障診斷功能(gngnng)第24頁/共39頁第二十四頁，共40頁。1 邏輯(lu j)控制功

12、能v邏輯控制功能實際上就是位處理功能，是PLC的最基本功能之一。這是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)(kn zh x tn)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實例，如機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器(電視機、冰箱、洗衣機等)自動裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控制等。 第25頁/共39頁第二十五頁，共40頁。用PLC控制電機(dinj)工作 第26頁/共39頁第二十六頁，共40頁。2 定時控制(kngzh)功能 定時控制功能是PLC的最

13、基本功能之一。PLC中有許多可供用戶使用的定時器，其功能類似于繼電器線路中的時間繼電器。定時器的設(shè)定值(定時時間)可以在編程時設(shè)定，也可以在運動過程(guchng)中根據(jù)需要進行修改，使用方便靈活。同時PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準(zhǔn)確的實時控制。 第27頁/共39頁第二十七頁，共40頁。3 計數(shù)(j sh)控制功能v計數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一.PLC為用戶提供了許多計數(shù)器,計數(shù)器計數(shù)到某一數(shù)值時,產(chǎn)生(chnshng)一個狀態(tài)信號(計數(shù)值到),利用該狀態(tài)信號實現(xiàn)對某個操作的計數(shù)控制.計數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時設(shè)定,也可以在運行過程中根據(jù)需要進行修改.第28頁/共39頁第二十八

14、頁，共40頁。5 數(shù)據(jù)處理功能(gngnng) PLC PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能, ,可以實現(xiàn)算術(shù)(sunsh)(sunsh)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼等操作。中、大型PLCPLC數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可完成開方、PIDPID運算、浮點運算等操作，還可以和CRTCRT、打印機相聯(lián)，實現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。第29頁/共39頁第二十九頁，共40頁。8 監(jiān)控(jin kn)功能 PLC設(shè)置了較強的監(jiān)控功能。利用編程器或監(jiān)視器，操作人員可以對PLC有關(guān)部分的運行狀態(tài)進行(jnxng)監(jiān)視。利用編程器，可以調(diào)整定時器、計數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可以根據(jù)需要改變PLC內(nèi)

15、部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)整和維護提供了極大的方便。第30頁/共39頁第三十頁，共40頁。9 停電(tn din)記憶功能 PLC內(nèi)部的部分存儲器所使用的RAM設(shè)置了停電保持器件（備用電池等），以保證斷電后這部分存儲器中的信息能夠長期保存。利用某些記憶指令，可以對工作狀態(tài)進行記憶，以保持PLC斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。PLC電源(dinyun)恢復(fù)后，可以在原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。第31頁/共39頁第三十一頁，共40頁。10 故障診斷功能(gngnng) PLC可以對系統(tǒng)構(gòu)成、某些(mu xi)硬件狀態(tài)、指令的合法性等進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴(yán)重錯誤則自動

16、中止運行。 PLC的故障自診斷功能，大大提高了PLC控制系統(tǒng)的安全和可維護性。第32頁/共39頁第三十二頁，共40頁。五、PLC的分類(fn li) 整體式PLC：整體式是將PLC的CPU、存儲器、I/O單元、電源等安裝在同一機體內(nèi)，構(gòu)成主機，另外還有I/O擴展單元配合主機使用，用以擴展I/O點數(shù)。整體式PLC的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低、安裝方便，但輸入輸出點數(shù)固定，靈活性較低，小型PLC多采用(ciyng)這種結(jié)構(gòu)。 組合式PLC：組合式PLC是由一些標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成，采用(ciyng)總線結(jié)構(gòu)，不同功能的模塊（如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等）通過總線連接起來。組合式PL

17、C的特點是可以根據(jù)功能需要靈活配置，構(gòu)成具有不同功能和不同控制規(guī)模的PLC，多用于大型和中型PLC。第33頁/共39頁第三十三頁，共40頁。2.按控制規(guī)模分類輸入輸出的總路數(shù)，又稱為I/O點數(shù)，是表征PLC控制規(guī)模的重要參數(shù)。因此，按控制規(guī)模對PLC分類時，可分為：PLC：I/O點數(shù)較少，在256點以下的PLC。PLC：I/O點數(shù)較多，在256點以上、2048點以下的PLC。PLC：I/O點數(shù)較多，在2048點以上的PLC。 但大中小型PLC的劃分并無嚴(yán)格(yng)的界限，PLC的I/O點數(shù)可以依據(jù)需要靈活配置。第34頁/共39頁第三十四頁，共40頁。小型(xioxng)整體式PLC第35頁/共39頁第三十五頁，共40頁。組合式PLC第36頁/共39頁第三十六頁，共40頁。系統(tǒng)總線組合式PLC的組成示意圖控制系統(tǒng)現(xiàn)場過程或上位計算機編程器單元輸入單元輸出單元智能單元通信單元第37頁/共39頁第三十七頁，共40頁。五、PLC的特點(tdin)2.安全可靠，抗干擾能力強3.體積小，重量輕，易于實現(xiàn)機電(jdin)一體化4.使用方便、維護簡單5.速度較慢、價格較高第38頁/共39頁第三十八