機電傳動控制-6可編程序控制器①

1、1機電傳動控制 2機電傳動控制 3機電傳動控制 了解可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)和基本工作過程；了解可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)和基本工作過程； 掌握掌握PLCPLC內(nèi)部等效繼電器電路的等效思路；內(nèi)部等效繼電器電路的等效思路； 熟悉熟悉PLCPLC的指令系統(tǒng)；的指令系統(tǒng)； 掌握掌握PLCPLC的編程方法和開發(fā)步驟。的編程方法和開發(fā)步驟。 掌握指令系統(tǒng)與編程方法。掌握指令系統(tǒng)與編程方法。 PLC PLC的梯形圖與一般繼電器控的梯形圖與一般繼電器控 制原理電路圖的異、同點；制原理電路圖的異、同點； 各指令的使用場合和注意點；各指令的使用場合和注意點； 現(xiàn)場器件的常閉觸點現(xiàn)場器件的常閉觸點 在梯形圖中的使用

2、。在梯形圖中的使用。 4機電傳動控制5機電傳動控制6機電傳動控制 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標的要求，）根據(jù)招標的要求， 研制出世界上第一臺可編程序控制器，研制出世界上第一臺可編程序控制器， 并在并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。 1980年美國電氣制造商協(xié)會（年美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）正式將其命名為）正式將其命名為 可編程序控制器可編程序控制器（Programmable Controller），簡稱），簡稱。 由于可編程序控制器最初由于可編程序控制器最初 只具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，只具備邏輯控制、定時、計數(shù)等

3、功能， 主要是用來取代繼電接觸器控制，主要是用來取代繼電接觸器控制， 相當于可編程序邏輯控制器相當于可編程序邏輯控制器（PLC）， 另一方面，為了與個人計算機另一方面，為了與個人計算機（PC）相區(qū)別，相區(qū)別， 。7機電傳動控制8機電傳動控制9機電傳動控制10機電傳動控制系統(tǒng)程序存儲器用戶程序存儲器存儲器I/O擴展口外設(shè)接口輸入單元輸出單元用戶輸出設(shè)備中央處理單元（CPU）電源用戶輸入設(shè)備I/O擴展單元特殊功能單元主機編程器盒式磁帶機打印機EPROM寫入器上位計算機PLC可編程終端PT 11機電傳動控制 裝有裝有CPU的單元稱為的單元稱為CPU模塊，其他稱為擴展模塊。模塊，其他稱為擴展模塊。 C

4、PU與各擴展模塊間通過電纜連接。與各擴展模塊間通過電纜連接。 中、大型機常采用組合式中、大型機常采用組合式PLC。 各單元分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，插在底板上，各單元分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，插在底板上， 模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。12機電傳動控制13機電傳動控制 系統(tǒng)程序是廠家根據(jù)其選用的系統(tǒng)程序是廠家根據(jù)其選用的CPU的指令系統(tǒng)編寫的，的指令系統(tǒng)編寫的， 它決定了它決定了PLC的功能。的功能。 系統(tǒng)程序存儲器是只讀存儲器，用戶不能更改其內(nèi)容。系統(tǒng)程序存儲器是只讀存儲器，用戶不能更改其內(nèi)容。 根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。根據(jù)控制要求

5、而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序。 不同機型的不同機型的PLC的用戶程序存儲器的容量可能差異較大。的用戶程序存儲器的容量可能差異較大。 根據(jù)生產(chǎn)過程或工藝的要求，用戶程序經(jīng)常需要改動，根據(jù)生產(chǎn)過程或工藝的要求，用戶程序經(jīng)常需要改動， 所以用戶程序存儲器必須可讀寫。所以用戶程序存儲器必須可讀寫。14機電傳動控制輸入輸入/ /輸出模塊：輸出模塊：( (一一) )開關(guān)量開關(guān)量 I/ /O模塊模塊 1. 開關(guān)量輸入模塊開關(guān)量輸入模塊 直流輸入；直流輸入； 交流交流/直流輸入；直流輸入； 交流輸入。交流輸入。 2. 開關(guān)量輸出模塊開關(guān)量輸出模塊 繼電器輸出（交流繼電器輸出（交流/直流驅(qū)動）；直流驅(qū)動）； 晶

6、體管輸出（直流驅(qū)動）；晶體管輸出（直流驅(qū)動）； 雙向晶閘管輸出（交流驅(qū)動）。雙向晶閘管輸出（交流驅(qū)動）。( (二二) )模擬量模擬量 I/ /O模塊模塊( (三三) )其他功能其他功能I/ /O模塊模塊15機電傳動控制( (一一) )開關(guān)量開關(guān)量 I/ /O模塊模塊 1. 開關(guān)量輸入模塊開關(guān)量輸入模塊交流交流/ /直流輸入直流輸入電路電路直流輸入電路直流輸入電路交流輸入交流輸入電路電路16機電傳動控制( (一一) )開關(guān)量開關(guān)量 I/ /O模塊模塊 2. 開關(guān)量輸出模塊開關(guān)量輸出模塊晶體管輸出電路晶體管輸出電路 （直流驅(qū)動）（直流驅(qū)動）雙向晶閘管輸出電路雙向晶閘管輸出電路 （交流驅(qū)動）（交流驅(qū)

7、動）繼電器輸出電路繼電器輸出電路（交流（交流/ /直流驅(qū)動）直流驅(qū)動）17機電傳動控制( (一一) )開關(guān)量開關(guān)量 I/ /O模塊模塊 3. 開關(guān)量開關(guān)量I/ /O模塊的外部接線模塊的外部接線18機電傳動控制模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖( (二二) )模擬模擬量量 I/ /O模塊模塊 1. 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊19機電傳動控制模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖( (二二) )模擬模擬量量 I/ /O模塊模塊 2. 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊20機電傳動控制( (二二) )模擬模擬量量 I/ /O模塊模塊光耦合器隔離A/D轉(zhuǎn)換器濾波內(nèi)部回路信號轉(zhuǎn)換內(nèi)部回路光耦

8、合器隔離D/A轉(zhuǎn)換器21機電傳動控制 電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成PLC的的 中央處理器、存儲器等電路工作所需要的直流電源。中央處理器、存儲器等電路工作所需要的直流電源。 電源部件還能使電源部件還能使PLC向外部提供向外部提供24V的直流電源，的直流電源， 給輸入單元所連接的外部開關(guān)或傳感器供電。給輸入單元所連接的外部開關(guān)或傳感器供電。 編程器編程器 編程器分為以下三類：編程器分為以下三類： 簡易編程器簡易編程器 圖形編程器圖形編程器 工業(yè)控制計算機作為編程器工業(yè)控制計算機作為編程器 其它外部設(shè)備其它外部設(shè)備22機電傳動控制23機電傳動控制24機電傳動控制25機電傳動控制2

9、6機電傳動控制工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet現(xiàn)場總線Profibus多點鏈路MPI執(zhí)行器級總線AS-i生產(chǎn)管理計算機2n5431傳感器及執(zhí)行部件智能模塊S7-300S7-300S7-200S7-200S7-200S7-20027機電傳動控制28機電傳動控制29機電傳動控制30機電傳動控制31機電傳動控制32機電傳動控制33機電傳動控制系統(tǒng)管理程序用以完成機內(nèi)運行相關(guān)時間分配、系統(tǒng)管理程序用以完成機內(nèi)運行相關(guān)時間分配、 存儲空間分配管理及系統(tǒng)自檢等工作。存儲空間分配管理及系統(tǒng)自檢等工作。 用戶指令解釋程序用以完成用戶指令變換為機器碼的工作。用戶指令解釋程序用以完成用戶指令變換為機器碼的工作。 系統(tǒng)軟

10、件在用戶使用可編程控制器之前就已裝入機內(nèi)，系統(tǒng)軟件在用戶使用可編程控制器之前就已裝入機內(nèi)， 并永久保存，在各種控制工作中并不需要做什么調(diào)整。并永久保存，在各種控制工作中并不需要做什么調(diào)整。 是用戶為達到某種控制目的，是用戶為達到某種控制目的， 采用采用PLCPLC廠家提供的編程語言自主編制的程序。廠家提供的編程語言自主編制的程序。34機電傳動控制 應(yīng)用程序編制需使用可編程控制器生產(chǎn)廠提供的編程語言。應(yīng)用程序編制需使用可編程控制器生產(chǎn)廠提供的編程語言。 至今為止沒有能適合于各種可編程控制器的通用編程語言。至今為止沒有能適合于各種可編程控制器的通用編程語言。 國際電工委員會國際電工委員會( (IE

11、C) )于于1994年年5月公布了月公布了 可編程序控制器標準可編程序控制器標準( (IEC1131) )，其中的第三部分是，其中的第三部分是 可編程序控制器的編程語言標準可編程序控制器的編程語言標準( (IEC1131-3) )。35機電傳動控制 梯形圖語言是一種以圖形符號梯形圖語言是一種以圖形符號 及其在圖中的相互關(guān)系及其在圖中的相互關(guān)系 表示控制關(guān)系的編程語言，表示控制關(guān)系的編程語言， 是從繼電器電路圖演變過來的。是從繼電器電路圖演變過來的。 梯形圖是梯形圖是PLC編程語言中使用最廣泛的一種語言。編程語言中使用最廣泛的一種語言。 指令表也叫語句表。由語句指令依一定的順序排列而成。指令表也

12、叫語句表。由語句指令依一定的順序排列而成。 類似于單片機程序中的匯編語言。類似于單片機程序中的匯編語言。 順序功能圖常用來編制順序控制類程序。順序功能圖常用來編制順序控制類程序。 體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中有很重要的意義。體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中有很重要的意義。36機電傳動控制 功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言， 用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系， 熟悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。熟悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。 為了增強為了增強PLC的的 數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報表打

13、印等功能，數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報表打印等功能， 許多大中型許多大中型PLC都配備了都配備了 PASCAL、BASIC、C語言等高級編程語言。語言等高級編程語言。 這種編程方式叫作結(jié)構(gòu)文本。這種編程方式叫作結(jié)構(gòu)文本。37機電傳動控制PLC控制控制等效電路圖等效電路圖（PLC的的I/ /O配置圖配置圖）輸入輸入電路電路輸出輸出電路電路38機電傳動控制電機電機控制控制電路電路39機電傳動控制40機電傳動控制41機電傳動控制 運行運行( (RUN) )狀態(tài)，狀態(tài)， 執(zhí)行應(yīng)用程序。執(zhí)行應(yīng)用程序。 停止停止( (STOP) )狀態(tài)，狀態(tài)， 編制與修改程序。編制與修改程序。 典型值典型值1100ms。 42機電傳動控制 PLC輸入輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間。輸入輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時間。 它由它由 、 三部分所組成。三部分所組成。 響應(yīng)延遲時間只有數(shù)十毫秒，對一般控制系統(tǒng)影響不大。響應(yīng)延遲時間只有數(shù)十毫秒，對一般控制系統(tǒng)影響不大。43機電傳動控制 在在邏輯控制場合，邏輯控制場合， 可編程控制器的可編程控制器的和繼電器和繼電器非常相似。非常相似。 但是這二者之間在但是這二者之間在運行時序問題上，有著根