模塊一 認(rèn)識PLC

1、模塊一模塊一 認(rèn)識認(rèn)識PLC學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)了本模塊之后，你將會 了解PLC的基本概念； 熟悉從傳統(tǒng)的電氣控制到PLC控制的轉(zhuǎn)換； 熟悉PLC硬件的構(gòu)成，各部分的功能； 熟悉PLC的軟件構(gòu)成； 熟悉PLC的編程語言，各種編程語言的特點； 了解PLC的工作原理，熟悉PLC的掃描工作模式； 了解PLC的性能與選型。單元一 傳統(tǒng)的電氣控制到PLC控制的轉(zhuǎn)換教學(xué)課題教學(xué)課題PLC的初步認(rèn)識教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、了解PLC的基本概念2、熟悉從傳統(tǒng)電氣控制到PLC控制的轉(zhuǎn)換教學(xué)重點教學(xué)重點從傳統(tǒng)的電氣控制到PLC控制的轉(zhuǎn)換教學(xué)難點教學(xué)難點從傳統(tǒng)的電氣控制到PLC控制的轉(zhuǎn)換教學(xué)方法教學(xué)方法板書和多媒體結(jié)合教學(xué)手段

2、教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合任務(wù)一任務(wù)一 與與PLC的初次會面的初次會面1 在圖示的控制系統(tǒng)中，PLC起著什么樣的作用呢？ 在全集成化的控制系統(tǒng)中，PLC是最基本的控制設(shè)備，收集來自現(xiàn)場各種傳感器信號及操作者的控制信息作為輸入信號，執(zhí)行存儲器中用戶編寫的程序，將程序執(zhí)行后的結(jié)果輸出，驅(qū)動相應(yīng)電動閥門的開關(guān)、電動機的啟動與調(diào)速等生產(chǎn)過程。 PLC定義：定義： 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破?/p>

3、及其有關(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，易于擴充其功能的原則設(shè)計。2 PLC的發(fā)展從技術(shù)上看從產(chǎn)品規(guī)模上看從產(chǎn)品配套性上看從市場上看從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上看3 PLC的特點可靠性高,抗干擾能力強配套齊全,功能完善,適用性強易學(xué)易用設(shè)計開發(fā)工作量小，維護(hù)方便體積小、重量輕，功耗低4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域開關(guān)量的邏輯控制模擬量控制運動控制過程控制數(shù)據(jù)處理通信與聯(lián)網(wǎng)5 PLC的特點 按外形和結(jié)構(gòu)分 整體式和模塊式 按點數(shù)和功能分 小型PLC/中型PLC/大型PLC任務(wù)二任務(wù)二 從傳統(tǒng)的電氣控制到從傳統(tǒng)的電氣控制到PLC 1使用傳統(tǒng)控制方式的電動機自鎖運行的控制使用傳統(tǒng)控制方式的電動機自鎖運行的控制。

4、2使用使用PLC控制的電動機自鎖運行控制的電動機自鎖運行 3電動機的傳統(tǒng)控制方法和電動機的傳統(tǒng)控制方法和PLC控制方法的比較控制方法的比較 PLC控制的硬件接線只是作為PLC輸入的操作者控制信號和作為輸出的控制電動機運行的信號 (1) PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊 (2) PLC內(nèi)部大部分采用“軟”邏輯 (3) PLC控制功能改變極其方便 (4) PLC控制系統(tǒng)制造周期短單元二 掌握PLC的硬件和軟件構(gòu)成教學(xué)課題教學(xué)課題PLC的硬件和軟件教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、熟悉PLC的硬件組成2、熟悉PLC的軟件組成教學(xué)重點教學(xué)重點PLC的硬件和軟件組成教學(xué)難點教學(xué)難點PLC的硬件結(jié)構(gòu)和編程語言教學(xué)方法教學(xué)方法板書

5、和多媒體結(jié)合教學(xué)手段教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合任務(wù)三任務(wù)三 認(rèn)識認(rèn)識PLC的硬件的硬件 西門子S7-200PLC 1 PLC的硬件構(gòu)成的硬件構(gòu)成 PLC的硬件系統(tǒng)一般主要由中央處理單元的硬件系統(tǒng)一般主要由中央處理單元CPU、輸入、輸入/輸出接口、輸出接口、 I0擴展接口、存儲器、電源等幾個部分組成，擴展接口、存儲器、電源等幾個部分組成， （1）中央處理單元（CPU） PLC的控制中樞，其性能決定了PLC的性能，它按PLC中程序賦予的功能，有條不紊地進(jìn)行工作。 （2）存儲器RAM/ROM 主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù)等。存儲器是衡量PLC性能的一個重要指標(biāo)。 （3）I/O接口 輸入接口

6、 ：接收來自現(xiàn)場檢測部件如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過模數(shù)變換進(jìn)入機內(nèi))等各種狀態(tài)控制信號，并存入輸入映像寄存器。 輸出接口模塊是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，用來將輸出信號送給控制對象的輸出接口。其作用是將中央處理單元送出的弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、電機等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 輸入接口電路通常有兩類，一類為直流輸入型，如圖1-6a所示；另一類是交流輸入型，如圖1-6b所示 b) 交流輸入接口電路示意圖內(nèi)部電路輸入LED IN IN COMa) 直流輸入接口電路示意圖內(nèi)部電路輸入LED IN IN

7、COM圖1-6 輸入接口電路示意圖PLC的輸出接口類型有三種：繼電器輸出型、雙向晶閘管輸出型和晶體管輸出型圖1-6 繼電器輸出接口電路示意圖內(nèi)部電路輸出LED OUT OUT COMLL圖1-7 雙向晶閘管輸出接口電路示意圖輸出LED OUT OUT COMLL內(nèi)部電路圖1-8 晶體管輸出接口電路示意圖 L+OUTOUTCOMLL輸出LED內(nèi)部電路 （4）I/O擴展接口 小型的PLC輸入輸出接口都是與中央處理單元CPU制造在一起的，為了滿足被控設(shè)備輸入輸出點數(shù)較多的要求，常需要擴展數(shù)字量輸入輸出模塊；為了滿足模擬量控制的需要，常需要擴展模擬量輸入輸出模塊，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊等；I/O擴展

8、接口就是為連接各種擴展模塊而設(shè)計的。 （5）通訊接口 用于PLC與編程器、計算機、PLC、變頻器、觸摸屏等智能設(shè)備之間的連接，以實現(xiàn)PLC與智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。 （6）編程器 編程器用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)，它經(jīng)過編程器接口與中央處理器單元聯(lián)系，完成人機對話操作。 （7）電源 電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供PLC內(nèi)部需要的直流電源，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC均采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電，同時還向各種擴展模塊提供24V直流電源。任務(wù)四任務(wù)四 認(rèn)識認(rèn)識PLC的軟件的軟件 1 PLC的軟件構(gòu)成的軟件構(gòu)

9、成 PLC的軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大類 2PLC的編程語言的編程語言 PLC的用戶程序由根據(jù)現(xiàn)場控制要求，使用廠家提供的編程語言自行編寫的程序。不同的廠家的PLC有不同的編程語言。 （1）順序功能圖（SFC) （2）梯形圖（LAD） （3）語句表（STL） （4）功能塊圖（FBD） （5）結(jié)構(gòu)化文本（ST）在西門子在西門子S7-200系列系列PLC的編程軟件的編程軟件STEP7-Micro/WIN的軟件中，的軟件中，主要使用主要使用LAD、STL、FBD三種方式編寫用戶程序。三種方式編寫用戶程序。單元三 了解PLC的工作原理和系統(tǒng)選型教學(xué)課題教學(xué)課題PLC的工作原理和系統(tǒng)選型教學(xué)目

10、標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、了解PLC的工作原理2、了解PLC的性能及系統(tǒng)選型教學(xué)重點教學(xué)重點PLC的工作原理和性能教學(xué)難點教學(xué)難點PLC的工作原理教學(xué)方法教學(xué)方法板書和多媒體結(jié)合教學(xué)手段教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合任務(wù)五任務(wù)五 了解了解PLC的工作原理的工作原理 1. PLC的掃描工作模式的掃描工作模式 其工作過程一般分為五個階段，即輸入采樣輸入采樣、執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序、處處理通訊請求理通訊請求、CPU自診斷自診斷和輸出刷新輸出刷新五個階段。完成上述五個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述五個階段。 2. PLC的工作原理的工作原理 S7-200在循環(huán)掃描中完成控制任務(wù)，在一個掃描周期