《PLC與變頻器控制》課件 1.PLC概述

任務(wù)一PLC概述項(xiàng)目一PLC基礎(chǔ)目錄

一PLC的產(chǎn)生和定義二PLC控制與電氣控制系統(tǒng)的區(qū)別三PLC的發(fā)展歷史及流派四

PLC特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域五PLC的分類六PLC的技術(shù)指標(biāo)和發(fā)展趨勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠熟練完成三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)電氣控制線路設(shè)計(jì)及工作原理分析；2.能夠?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行分析比較。知識(shí)目標(biāo)1.了解PLC的發(fā)展簡(jiǎn)史、含義、流派、特點(diǎn)、分類、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)；2.掌握常用低壓電器元件的名稱、符號(hào)及功能。一PLC的產(chǎn)生和定義傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)控制裝置→繼電器控制系統(tǒng)一PLC的產(chǎn)生和定義用戶迫切需要一種先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置一PLC的產(chǎn)生和定義對(duì)先進(jìn)自動(dòng)控制裝置提出設(shè)想：計(jì)算機(jī)的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點(diǎn)+繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜一PLC的產(chǎn)生和定義1.PLC的產(chǎn)生1968年美國(guó)通用汽車公司，為適應(yīng)汽車工業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，提出了十點(diǎn)招標(biāo)要求（GM10條）：編程簡(jiǎn)單，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置，且能耗低；能與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信；成本可與繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等；擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)該變量??；用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到4KB。實(shí)質(zhì)：將繼電器接觸式控制與計(jì)算機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，即將硬件連接邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程。一PLC的產(chǎn)生和定義1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC)根據(jù)美國(guó)通用汽車公司對(duì)設(shè)備的要求，研制出第一臺(tái)可編程序控制器，并在美國(guó)通用汽車公司的自動(dòng)生產(chǎn)線上試用成功，從而誕生了世界上第一臺(tái)可編程序控制器。型號(hào)：PDP-14由于當(dāng)時(shí)主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）1.PLC的產(chǎn)生一PLC的產(chǎn)生和定義1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PLC（PDP-14）1971年，日本研制出第一臺(tái)PLC（DCS-8）1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC；1977年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC。1.PLC的產(chǎn)生一PLC的產(chǎn)生和定義名稱經(jīng)歷：可編程序邏輯控制器（PLC）→可編程序控制器（PC）→PLC早期的PLC設(shè)計(jì)主要是替代繼電器完成順序控制、定時(shí)等邏輯控制功能，故稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController）。但還具備數(shù)據(jù)處理和通信等模擬量處理功能，故1980年更名為PC（可編程序控制器）ProgrammableController，但是英文縮寫為了不和PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）相混淆，故英文簡(jiǎn)稱仍為“PLC”。2.PLC的定義通用叫法：可編程序控制器“PLC”一PLC的產(chǎn)生和定義國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程序控制器的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(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)算等操作指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)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)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！痹摱x重點(diǎn)說明了三個(gè)概念：PLC是什么？PLC能干什么？PLC及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。2.PLC的定義二PLC控制與電氣控制系統(tǒng)的區(qū)別以小型三相異步電動(dòng)機(jī)啟停控制為例分析：復(fù)習(xí)思考：1.低壓電器元件的名稱、符號(hào)及功能？2.電路工作原理？3.繼電接觸器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？三相異步電動(dòng)機(jī)啟?？刂齐娐啡喈惒诫妱?dòng)機(jī)啟停PLC控制系統(tǒng)二PLC控制與電氣控制系統(tǒng)的區(qū)別三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制硬件接線圖三相異步電動(dòng)機(jī)啟停控制PLC程序二PLC控制與電氣控制系統(tǒng)的區(qū)別思考：兩種控制系統(tǒng)的區(qū)別？相同點(diǎn)：外部輸入、輸出器件相同；主電路接線圖相同；不同點(diǎn)：控制方式不同繼電接觸器控制：硬件連接控制方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接線繁瑣，靈活性差。PLC控制：專門的裝置（PLC）實(shí)現(xiàn)邏輯控制，軟件編程控制方式，靈活性好，可靠性高，接線方便（只接輸入輸出信號(hào)線）。三PLC的發(fā)展歷史及流派1.PLC的發(fā)展歷史早期的PLC（60年代末—70年代中期）中期的PLC（70年代中期—80年代中后期）近期的PLC（80年代中后期至今）主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。三PLC的發(fā)展歷史及流派PLC各年代代表產(chǎn)品三PLC的發(fā)展歷史及流派2.PLC的主要流派美國(guó)流派A-B公司PLC-5系列（占美國(guó)市場(chǎng)的一半）、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋公司等。歐洲流派德國(guó)西門子公司（SS系列，S7-200小型，S7-300中型，S7-400大型）、AEG公司和法國(guó)的TE公司日本流派以小型機(jī)為主，三菱公司的FX系列、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等。在世界小型PLC市場(chǎng)上，日本約占有70%的份額我國(guó)主要PLC生產(chǎn)廠家：北京和利時(shí)、北京凱迪恩、北京安控、深圳艾默生公司、深圳德維科技有限公司、浙江中控、無錫信捷等。三PLC的發(fā)展歷史及流派PLC主要廠家產(chǎn)品圖

西門子系列TwidoFX系列四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1.PLC的特點(diǎn)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng)；編程簡(jiǎn)單易學(xué)；使用維護(hù)方便；體積小、重量輕、功耗低。2.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域開關(guān)量的邏輯控制模擬量控制運(yùn)動(dòng)控制過程控制數(shù)據(jù)處理通信及聯(lián)網(wǎng)中小型單機(jī)電氣控制系統(tǒng)制造業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制：適應(yīng)高精度的位置控制流程工業(yè)自動(dòng)化四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在變頻方面的應(yīng)用PLC在液壓、氣動(dòng)方面的應(yīng)用四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC控制伺服電機(jī)四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在焊接機(jī)器人上的應(yīng)用四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在服務(wù)機(jī)器人上的應(yīng)用四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在工業(yè)上的應(yīng)用四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在工業(yè)上的應(yīng)用四PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域PLC在其他行業(yè)上的應(yīng)用1.按結(jié)構(gòu)形式分五PLC的分類按照PLC的結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC主要可分為整體式和模塊式兩類。（1）整體式結(jié)構(gòu)：是將PLC的基本部件，如CUP板、輸入板、輸出板、電源板等緊湊的安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體，組成PLC的一個(gè)基本單元（主機(jī)）或擴(kuò)展單元。特點(diǎn)：PLC結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，重量輕、價(jià)格低、安裝方便。微型和小型PLC一般為整體式結(jié)構(gòu)。（2）模塊式結(jié)構(gòu)：模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是由一些模塊單元構(gòu)成，這些標(biāo)準(zhǔn)模塊如CUP模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等，將這些模塊插在框架上和基板上即可。可根據(jù)需要配置。五PLC的分類五PLC的分類五PLC的分類2.按輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分按PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量的大小，可將PLC分為小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)等類型。I/O點(diǎn)數(shù)在32點(diǎn)以下為微型PLC。I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下為小型PLC。I/O點(diǎn)數(shù)在256~2048點(diǎn)之間為中型PLC。I/O點(diǎn)數(shù)大于2048為大型PLC。I/O點(diǎn)數(shù)在萬(wàn)點(diǎn)以上為超大型PLC。需要注意的是，劃分PLC分界不是固定不變的。不同的廠家也有自己的分類方法。五PLC的分類3.按實(shí)現(xiàn)的功能分類按照PLC所能實(shí)現(xiàn)的功能不同，可以把PLC大致地分為低檔PLC、中檔PLC和高檔PLC三類。（1）低檔PLC：有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位、自診斷、監(jiān)控等基本功能。（2）中檔PLC：PLC除了具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。（3）高檔PLC：高檔PLC除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其他特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。六PLC的技術(shù)指標(biāo)和發(fā)展趨勢(shì)1.PLC的技術(shù)指標(biāo)（1）存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量是指PLC中用戶程序存儲(chǔ)器的容量。（2）輸入/輸出點(diǎn)數(shù)：輸入/輸出點(diǎn)數(shù)（I/O點(diǎn)數(shù)）是指PLC輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的數(shù)量，也就是輸入、輸出端子數(shù)的總和。（3）掃描時(shí)間：掃描時(shí)間是指CPU內(nèi)部根據(jù)用戶程序，按照邏輯順序，從開始到結(jié)束一次掃描所需時(shí)間。（4）編程語(yǔ)言與指令系統(tǒng)：PLC的編程語(yǔ)言一般有梯形圖、語(yǔ)句表以及高級(jí)語(yǔ)言等。PLC的編程語(yǔ)言越多，用戶的選擇性就越大。PLC中指令功能的強(qiáng)弱、數(shù)量的多少是衡量PLC軟件性能強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。六PLC的技術(shù)指標(biāo)和發(fā)展趨勢(shì)1.PLC的技術(shù)指標(biāo)（5）內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量：內(nèi)部寄存器主要包括定時(shí)器、計(jì)時(shí)器、中間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器和特殊寄存器等。內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量越多，PLC的功能就越強(qiáng)大。（6）擴(kuò)展能力：PLC的可擴(kuò)展能力主要包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展和各種功能模塊的擴(kuò)展等。在在選擇PLC時(shí)，經(jīng)常考慮到PLC的可擴(kuò)展性。（7）PLC除了主控模塊外，還可以配接各種功能模塊。主控模塊可以實(shí)現(xiàn)基本控制功能，功能模塊的配置則可實(shí)現(xiàn)一些特殊的專門功能。功能模塊的配置反映了PLC的功能強(qiáng)弱，是衡量PLC產(chǎn)品檔次高低的一個(gè)重要標(biāo)志。六PL