plc實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)

plc實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC在實(shí)際中的應(yīng)用第2頁(yè)/共40頁(yè)第一章PLC概述

1.1PLC的定義和發(fā)展

可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子操作系統(tǒng)裝置，專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

第3頁(yè)/共40頁(yè)一、PLC的產(chǎn)生1．交流接觸器控制回顧

第4頁(yè)/共40頁(yè)交流接觸器是一種自動(dòng)的電磁式開關(guān)主觸點(diǎn)進(jìn)線線圈接線端外掛輔助觸點(diǎn)層主觸點(diǎn)出線線圈接線端第5頁(yè)/共40頁(yè)交流接觸器的繪圖符號(hào)

線圈KM

動(dòng)合(常開)主觸點(diǎn)KMKM

動(dòng)合(常開)輔助觸點(diǎn)

動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM

用于主電路流過(guò)的電流大(需加滅弧裝置)用于控制電路流過(guò)的電流小(無(wú)需加滅弧裝置)第6頁(yè)/共40頁(yè)設(shè)計(jì)示例—電動(dòng)機(jī)啟停控制傳統(tǒng)繼電器控制電路第7頁(yè)/共40頁(yè)按鈕第8頁(yè)/共40頁(yè)電機(jī)第9頁(yè)/共40頁(yè)第10頁(yè)/共40頁(yè)設(shè)計(jì)示例—電動(dòng)機(jī)啟?？刂芇LC實(shí)現(xiàn)控制電路第11頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC控制電路接線圖第12頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC的按鈕和數(shù)字輸入量第13頁(yè)/共40頁(yè)繼電器第14頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC數(shù)字量輸出端子第15頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC的產(chǎn)生（1）軟連接代替硬接線（2）維護(hù)方便（3）可靠性高于繼電器控制柜（4）體積小于繼電器控制柜（5）成本低于繼電器控制柜

（6）有數(shù)據(jù)通訊功能（7）輸入115V（8）可在惡劣環(huán)境下工作（9）擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)變更要少（10）用戶程序存儲(chǔ)容量可擴(kuò)展到4K68年美國(guó)通用汽車公司（GM）招標(biāo)要求：第16頁(yè)/共40頁(yè)核心思想：(1)用程序代替硬接線(2)輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯(lián)(3)結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展

第17頁(yè)/共40頁(yè)它的起源可以追溯到60年代，美國(guó)通用汽車公司為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷翻新的需要，對(duì)生產(chǎn)線上的控制設(shè)備提出了新的要求，為此研制了第一臺(tái)可編程控制器用于生產(chǎn)線上，通過(guò)改變存儲(chǔ)在里面的指令的方法來(lái)改變生產(chǎn)線的控制流程，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的靈活性。但這一時(shí)期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)際只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制，因此也稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。

PLC發(fā)展第18頁(yè)/共40頁(yè)進(jìn)入80年代以后，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制，特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱為可編程控制器（ProgrammableController）簡(jiǎn)稱PC,但為了與個(gè)人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱為PLC。PLC已被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。

PLC發(fā)展第19頁(yè)/共40頁(yè)1.2PLC的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程1、PLC的結(jié)構(gòu)PLC內(nèi)部一般主要由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、擴(kuò)展接口和編程器等外部設(shè)備接口等幾部分組成。如圖1-1所示。第20頁(yè)/共40頁(yè)圖1-1第21頁(yè)/共40頁(yè)（1）主機(jī):包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。CPU是PLC的核心:一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器:主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對(duì)用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM:主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。

第22頁(yè)/共40頁(yè)（2）輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號(hào)。（3）輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過(guò)的結(jié)果通過(guò)輸出電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。（4）電源指為CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。第23頁(yè)/共40頁(yè)（5）I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）聯(lián)接在一起。（6）外部設(shè)備接口可將編程器、打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相連。

（7）編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤、顯示器組成。第24頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個(gè)過(guò)程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段，整個(gè)過(guò)程掃描并執(zhí)行一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。如圖1-2所示。2、PLC的工作過(guò)程第25頁(yè)/共40頁(yè)第26頁(yè)/共40頁(yè)（1）PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入映象寄存器，即輸入刷新。（2）PLC在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步序，執(zhí)行程序指令。其過(guò)程如下：從輸入映象寄存器和其它元件映象寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)的映象寄存器中。

第27頁(yè)/共40頁(yè)（3）在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對(duì)應(yīng)的輸出映象寄存器的通/斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出寄存器，去控制各物理斷電器的通/斷，這才是PLC的實(shí)際輸出。第28頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)LC的等效電路圖1-3

PLC的等效電路第29頁(yè)/共40頁(yè)1．LAD梯形圖（LadderDiagram）梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，它是從繼電器控制電路圖演變過(guò)來(lái)的。1.3

PLC的編程語(yǔ)言第30頁(yè)/共40頁(yè)將程序輸入到可編程控制器中需使用指令語(yǔ)句（助記符語(yǔ)言），它類似于微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。語(yǔ)句是指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的基本單元，每個(gè)控制功能由一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句組成的程序來(lái)執(zhí)行。語(yǔ)句是由操作碼和操作數(shù)組成的。AI0.0AI0.1=Q0.02．STL指令表（InstructionList）第31頁(yè)/共40頁(yè)順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類程序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。3．SFC順序功能圖第32頁(yè)/共40頁(yè)功能圖編程語(yǔ)言實(shí)際上是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，它易于表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。

&Q0.14．FBD功能塊圖第33頁(yè)/共40頁(yè)為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能，方便用戶的使用，許多大中型可編程控制器都配備了PASCAL、BASIC、C等高級(jí)編程語(yǔ)言。5．結(jié)構(gòu)文本第34頁(yè)/共40頁(yè)1、PLC的主要技術(shù)指標(biāo)（1）I/O點(diǎn)數(shù)：指PLC外部的輸入輸出端子數(shù)。（2）用戶程序存儲(chǔ)容量：用來(lái)衡量PLC所能存儲(chǔ)用戶程序的多少。（3）掃描速度：指掃描1000步用戶程序所需的時(shí)間，以ms/千步為單位。（4）指令系統(tǒng)條數(shù)：指PLC具有的基本指令和高級(jí)指令的種類和數(shù)量。種類數(shù)量越多，軟件功能越強(qiáng)。1.4PLC的技術(shù)指標(biāo)及主要功能和特點(diǎn)第35頁(yè)/共40頁(yè)（5）編程元件的種類和數(shù)量編程元件指：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用“字”寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。其種類和數(shù)量是衡量PLC的一個(gè)指標(biāo)。第36頁(yè)/共40頁(yè)2、PLC的主要功能（1）開關(guān)邏輯控制（2）定時(shí)/計(jì)數(shù)控制（3）步進(jìn)控制（4）數(shù)據(jù)處理（5）過(guò)程控制（6）運(yùn)動(dòng)控制（7）通信聯(lián)網(wǎng)（8）監(jiān)控（9）數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換