任務(wù)3.1 初步認(rèn)識PLC

機(jī)床電氣控制數(shù)控陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院初步認(rèn)識PLC本任務(wù)介紹PLC的定義、發(fā)展、產(chǎn)生、特點、分類等基礎(chǔ)知識，并通過運用PLC實現(xiàn)對電動機(jī)的控制，讓初學(xué)者體驗PLC控制方法與繼電器控制方法的聯(lián)系與區(qū)別，初步認(rèn)識PLC。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識目標(biāo)1.掌握PLC的定義；2.了解PLC的產(chǎn)生與發(fā)展過程；3.了解PLC功能特點；4.了解PLC的分類與應(yīng)用。二、能力目標(biāo)能根據(jù)logo正確識別不同品牌PLC。知識點1PLC的產(chǎn)生與定義一、何為PLCPLC：可編程序控制器二、PLC的產(chǎn)生1.

早期的繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)存在的主要問題：系統(tǒng)體積龐大；動作速度慢；接線復(fù)雜、通用性和靈活性差；系統(tǒng)維護(hù)難、升級難；可靠性不足。二、PLC的產(chǎn)生2.

汽車制造流水線面臨的問題20世紀(jì)60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)就是繼電接觸器控制的典型代表。隨著行業(yè)發(fā)展，車型更新周期越來越短，每一次改型都直接導(dǎo)致繼電接觸器控制裝置的重新設(shè)計和安裝，十分費時、費工、費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。二、PLC的產(chǎn)生3.

通用汽車提出要求并招標(biāo)為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電接觸器控制裝置，并提出了十項招標(biāo)指標(biāo)，即GM十條：01編程方便，現(xiàn)場可修改程序；02維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；03可靠性高于繼電接觸器控制裝置；04體積小于繼電接觸器控制裝置；05數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機(jī)；06成本可與繼電接觸器控制裝置競爭；07輸入可以是交流115V；08輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等；09在擴(kuò)展時，原系統(tǒng)只要很小變更；10用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4K。二、PLC的產(chǎn)生4.

美國數(shù)字設(shè)備公司研制出第一臺PLC1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。1971年，PLC已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品、飲料、冶金、造紙等工業(yè)。三、PLC的定義國際電工委員會于1982年11月（第一版）和1985年（修訂版）對PLC作了定義：可編程序控制器是一種數(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)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入與輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。知識點2PLC的特點與應(yīng)用領(lǐng)域一、PLC與繼電接觸器系統(tǒng)的比較序號比較項目繼電接觸器控制可編程序控制器控制1控制邏輯硬接多、體積大、連線多。軟邏輯、體積小、接線少、控制靈活。2控制速度通過觸點開關(guān)實現(xiàn)控制，動作受到繼電器硬件限制，通常超過10ms。由半導(dǎo)體電路實現(xiàn)控制，指令執(zhí)行時間短，一般為微秒級。3定時控制使用時間繼電器控制，精度差。由集成電路的定時器完成，精度高。一、PLC與繼電接觸器系統(tǒng)的比較序號比較項目繼電接觸器控制可編程序控制器控制4設(shè)計與施工設(shè)計、施工及調(diào)試必須按照順序進(jìn)行，周期長。系統(tǒng)設(shè)計完成后，施工與程序設(shè)計同時進(jìn)行，周期短。5可靠性與維護(hù)繼電器的觸點壽命短，可靠性和維護(hù)性差。無觸點、壽命長、可靠性高和有自診斷功能。6價格價格低。價格相對高。二、PLC與微機(jī)的比較序號比較項目可編程序控制器控微機(jī)控制1應(yīng)用范圍工業(yè)控制科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、計算機(jī)通信2使用環(huán)境工業(yè)現(xiàn)場具有一定溫度和濕度的機(jī)房3輸入/輸出控制強(qiáng)電設(shè)備，需要隔離。與主機(jī)弱電聯(lián)系，不隔離。4程序設(shè)計一般使用梯形圖語言，簡單易用。編程語言豐富，如C、BASIC等5系統(tǒng)功能自診斷、監(jiān)控使用操作系統(tǒng)6工作方式循環(huán)掃描方式和中斷方式中斷方式三、PLC的特點PLC的主要特點如下01編程方法簡單易學(xué)。02硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。03可靠性高。04抗干擾能力強(qiáng)。05系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試及維護(hù)工作量少。06體積小、重量輕、能耗低。四、PLC的應(yīng)用四、PLC的應(yīng)用數(shù)字量邏輯控制1運動控制2閉環(huán)過程控制3數(shù)據(jù)處理4通信聯(lián)網(wǎng)5四、PLC的應(yīng)用1.數(shù)字量邏輯控制自動生產(chǎn)線、機(jī)床電氣控制、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運輸帶、包裝機(jī)等控制。2.運動控制金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)械、裝配機(jī)器人、電梯等。3.閉環(huán)過程控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。4.數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排查、查表、位操作。5.通信聯(lián)網(wǎng)PLC與遠(yuǎn)程I/O、與PLC、與其他智能控制器。知識點3PLC的分類一、PLC的分類分類依據(jù)類別描述點數(shù)/功能小型（含微型）1/O點數(shù)小于256點，以開關(guān)量控制為主，具有體積小、價格低的優(yōu)點，如S7-200系列PLC。中型1/O點數(shù)為256~1024，兼有開關(guān)量和模擬量的控制能力，適用于較復(fù)雜的系統(tǒng)邏輯控制和閉環(huán)過程控制，如S7-300系列PLC。大型1/O點數(shù)在1024以上，用于大規(guī)模過程控制、集散式裝置及工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，如S7-400系列PLC。結(jié)構(gòu)形式整體式結(jié)構(gòu)將PLC的中央處理器單元，輸人/輸出部件安裝在一塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在一個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，形成一個箱體，這種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，通過輸人/輸出端子與外部設(shè)備連接。一般小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)，它適用于單機(jī)自動控制。模塊式結(jié)構(gòu)把PLC的備個部分制成獨立的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的模塊，主要有CPU模塊（包括存儲器）。輸入模塊。輸出模塊，電源模塊及其他各種模塊，直接插人機(jī)架底板的插座上即可。這種結(jié)構(gòu)形式配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展，用戶根據(jù)控制要求靈活地配置各種模塊，構(gòu)成各種控制系統(tǒng)。一般大型、中型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。用途通用型PLC作為標(biāo)準(zhǔn)裝置，可供各類工業(yè)控制系統(tǒng)選用。專用型PLC專門為某類控制系統(tǒng)設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理，控制性能更完善。任務(wù)實施通過任務(wù)1.1我們已經(jīng)熟知運用低壓電器元件組成的電路能實現(xiàn)電動機(jī)的長動運行控制。隨著時代的發(fā)展新技術(shù)的出現(xiàn)特別是PLC的出現(xiàn)，有了更好的控制方案。本任務(wù)采用PLC做控制器實現(xiàn)電動機(jī)長動運行控制，展示PLC控制電氣設(shè)備的應(yīng)用方法。請認(rèn)真觀察電動機(jī)長動運行的PLC控制系統(tǒng)，體會其與繼電器控制系統(tǒng)的聯(lián)系與區(qū)別，思考PLC控制系統(tǒng)的特點。一、任務(wù)描述要完成“PLC控制電動機(jī)長動運行”任務(wù)，通常包括分析設(shè)備工作過程、明確輸入輸出元件、分配I/O元件地址、選擇性價比合適的電路硬件、設(shè)計電路原理圖，完成硬件電路接線、設(shè)計控制程序和電路運行調(diào)試等方面工作。由于初學(xué)，在這里只開展分析設(shè)備工作過程、明確輸入輸出元件、分配I/O元件地址、設(shè)計電路原理圖等環(huán)節(jié)，并分析工作過程。二、任務(wù)實施要完成“PLC控制電動機(jī)長動運行”任務(wù)，通常包括分析設(shè)備工作過程、明確輸入輸出元件、分配I/O元件地址、選擇性價比合適的電路硬件、設(shè)計電路原理圖，完成硬件電路接線、設(shè)計控制程序和電路運行調(diào)試等方面工作。由于初學(xué)，在這里只開展分析設(shè)備工作過程、明確輸入輸出元件、分配I/O元件地址、設(shè)計電路原理圖等環(huán)節(jié)，并分析工作過程。三、任務(wù)實施輸入元件地址分配輸出元件地址分配輸入地址功能描述輸出地