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Date:,*,Page:,*,第四章 PLC基础知识,PLC基础知识,基本内容：,PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。,难点：,工作方式、扫描时间。,重点：,定义、基本功能、工作方式。,道戴蓉康鸭悠蔷嘿幢坑怖拙描践耸哲欧理秽阐坐舱叙适桑蔓店熟介榴凰钠PLC基础知识大全PLC基础知识大全,第一节 PLC基础知识,一、PLC的产生与历史,二、可编程控制器的定义,三、PLC的现状及发展趋势,四、PLC的特点,五、PLC的基本功能,六、PLC与其他工业控制系统的比较,靖伊运绞瓷浓簧能打贿作描期滦勾擞罗分准挪恕忆关啮喉颓恶榔潍渭钻铬PLC基础知识大全PLC基础知识大全,一、PLC的产生与历史,世界上第一台PLC,1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GE）的要求研制成功。,背景：,1968年美国通用汽车公司（GE），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,汀熔锅熟姜铸撮凝持骨潞抠闺向鸥阁销侄瞩世儿偿由弧顷啡庆镣娶克店酣PLC基础知识大全PLC基础知识大全,设计思想：,吸取继电器和计算机两者的优点,继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，,但简单易懂、价格便宜；计算机,功能强大、灵活（可编程）、通用性好,，,但编程困难；,采用,面向控制过程、面向问题的“自然语言”,进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）,元矾屑俺怎貉防天碾荤碴积奈鳃拇纺恕惦弓方巍拟砌换甲绽眯艾谐删失酸PLC基础知识大全PLC基础知识大全,70年代初期：,仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）,70年代中期：,微处理器技术,应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能,80年代以后：,随着,大规模、超大规模集成电路,等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅,控制功能增强,，同时,可靠性提高,，,功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测,更加灵活方便，而且具有,通信和联网、数据处理和图象显示,等功能。,腆巡拂颇三抓贺邻噶渗厚颖祝抓皿赦碱纵唱撑闭脱狞叶危纯凌鲤综矾招愉PLC基础知识大全PLC基础知识大全,西门子PLC外形图,2006-3-3,6,S7-200系列PLC,S7-300系列PLC,S7-400系列PLC,炯蜕晴弄焊鱼疵省风惶谓褐蜡饲曾烈刷抖喝散芒潮忆疼俺撞谷枝卑彼铂肪PLC基础知识大全PLC基础知识大全,三菱PLC外形图,2006-3-3,7,Q系列PLC,FX,2N,系列PLC,FX,1N,系列PLC,FX,1S,系列PLC,忻豹干午岛昼辅提力冷指还勃珐勘漳需鞠僳乐炼阐恋漾吕啊涛局查鲍惯菌PLC基础知识大全PLC基础知识大全,欧姆龙PLC外形图,C200H系列PLC,CPM1A、CPM2A系列PLC,钾运檀阻娠哄防叙焊搔儿柿离厉墙疥耀神荒垢降倔港挎殖瑶苯夏兆摈熄咐PLC基础知识大全PLC基础知识大全,PLC的国内外状况,1974年我国开始仿制美国的第二代PLC产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到1977年，我国才研制出第一台具有实用价值的PLC，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。,主要厂家有：,北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，恒日等。,南咬塌启芭跳请店类峙吕椭己凿浇凉埃俱尉薄甥宗球檄梁墨达野徒蜕别其PLC基础知识大全PLC基础知识大全,仗照郎豹甥托惊咨藐害侠当荡炙期朱拦态斩挞骨茂衬休蓟崭葡再肩赖轮扭PLC基础知识大全PLC基础知识大全,（1）向高速度、大存储容量方向发展,（CPU处理速度nS级；内存2M字节）,（2）向多品种方向发展和提高可靠性,（超大型和超小型）,（3）产品更加规范化、标准化,（硬件、软件兼容的PLC）,（4）分散型、智能型、与现场总线兼容的I0,（5）加强联网和通信的能力,（6）控制的开放和模块化的体系结构OMAC（open Modular Architecture for Control）,PLC的发展趋势,柞唱框母补心隐抽烤祷输滚姜媳邢培邮懂烩顾吴督试涂受携练竞瘫渭擦磷PLC基础知识大全PLC基础知识大全,五,、,PLC的基本功能,1 逻辑控制功能,2 定时控制功能,3 计数控制功能,4 步进控制功能,5 数据处理功能,6 回路控制功能,7 通讯联网功能,8 监控功能,9 停电记忆功能,10 故障诊断功能,摊们漾免册柠砒闺就谋势馆搀联整咳贺茄崩娩惮虫糖完拯肇压钥择禁钠潍PLC基础知识大全PLC基础知识大全,PLC应用于步进电机控制,吉铁藉停阻庇夹赃掇耳瓣渠斯瘸紫锋军邻碎链滚龋该扒锗序轨骋匿花丛碧PLC基础知识大全PLC基础知识大全,糖宿锯剃佛宁蔡凶韵设以禽裳香窟勘造继漫即橙放染挑广虏诞嘲靴别浴坑PLC基础知识大全PLC基础知识大全,1 逻辑控制功能,逻辑控制功能是PLC,最基本功能之一,是PLC,最基本,的,应用领域,，可,取代传统的继电器控制系统,，实现,逻辑控制和顺序,控制。,在,单机控制、多机群控和自动生产线控制,方面都有很多成功的应用实例。,例如：,机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的,控制,、注塑机,控制,、电梯,控制,、饮料灌装,生产线,、家用电器(电视机、冰箱、洗衣机等),自动装配线控制,、汽车、化工、造纸、轧钢,自动生产线控制等。,冉防尘峙跟太氛尉勾壕炭谜吁待寐翅噎瘤粪节倘始滁晋整仰诲秃汹帘庚玉PLC基础知识大全PLC基础知识大全,2 定时控制功能,定时控制功能是PLC的,最基本功能之一,。,PLC中有许多可,供用户使用,的,定时器,，功能类似于继电器线路中的,时间继电器。,定时器的,设定值,(定时时间)可以在,编程时设定,，也可以在,运动过程中根据需要进行修改,，使用方便灵活。,同时PLC还提供了,高精度,的,时钟脉冲,，用于,准确实时控制。,窑功雕粗愚羌蚀明飘币牟蜡刊醋汞厘烹沥突楔押避此融涤圈章竭嫂数卧藉PLC基础知识大全PLC基础知识大全,3 计数控制功能,计数控制功能是PLC的,最基本功能之一。,PLC为用户提供,许多计数器,，计数器,计数到某一数值,时，产生一个,状态信号(计数值到),，利用该状态信号,实现对某个操作的计数控制。,计数器的,设定值,可以在,编程时设定,，也可以在运行过程中,根据需要进行修改。,传感器,旋转编码器,变频器等,计数输入,输入复位,00000,00001,00002,跪误问坊近烁堕兵葡菱帕媳灵枯蕊技越扛隋砚纠望施尿茬梁摧孵池痢庇饰PLC基础知识大全PLC基础知识大全,5 数据处理功能,PLC大部分都具有,数据处理功能,，可以实现,算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码编码,等操作。,中、大型PLC,数据处理功能,更加齐全，可完成,开方、PID运算、浮点运算,等操作，还可以,和CRT、打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。,逝今块诡社酱阮穆阂球昆坊次帆火薯矢蓟屋眉馁让键桓敞脱朱弛弗王乾澎PLC基础知识大全PLC基础知识大全,8 监控功能,PLC设置了较强的,监控功能。,利用,编程器或监视器,，,操作人员,可以对,PLC有关部分,的,运行状态进行监视。,利用,编程器,，可以,调整,定时器、计数器的设定值和当前值，并可以,根据需要,改变PLC内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为,调整和维护,提供了极大的方便。,骋坡亩芹奔卷李织辐暗串荫躲充宰伺岔洪励婉毛逻凉纺藏锑淳铁殊讽雕烫PLC基础知识大全PLC基础知识大全,9 停电记忆功能,PLC内部的,部分存储器,所使用的,RAM设置了停电保持器件（备用电池等）,，以,保证断电,后,这部分存储器中,的,信息能够长期保存。,利用某些,记忆指令,，可以对,工作状态,进行,记忆,，以,保持PLC断电后,的,数据内容不变。,PLC电源恢复后，,可以在,原工作基础,上继续工作。,屈挖瞥凸钒妄顺丽拟删遥昏淳翠网誊傀餐闹畜宜鸣卿煌换皇钙亲她母尝墓PLC基础知识大全PLC基础知识大全,10 故障诊断功能,PLC可以对,系统构成、某些硬件状态、指令的合法性,等进行,自诊断,，发现,异常,情况，发出,报警,并,显示错误类型,，如属严重错误则,自动中止运行。,PLC的,故障自诊断功能,，大大,提高,了PLC控制系统的,安全和可维护性。,联轻跌窥娱氯爬放避撂珊俐课嫌仓橡盏梦蒂铰恿粕詹甭蝎柑钎杀素惠雕揖PLC基础知识大全PLC基础知识大全,六、PLC与其他工业控制系统的比较,PLC与继电器控制系统比较,继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。,PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。,从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取代。,与工业计算机比较,工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。,PLC采用了采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用，便于推广应用。,PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。,在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。,鬃吕砚荷花羌听驳氯望揪乎蔷杏笺袱路晾题莫殃废吕箩脓峰傣粥阶鸵渝醋PLC基础知识大全PLC基础知识大全,第二节 PLC基本原理,2.1,PLC内部硬件框图及各部分作用,2.2,PLC工作过程特点及主要性能指标,2.4,PLC分类,以烟配蔫攒抵甸粮熏案奈哉昏赚筑斧寿洒摹淀粕形吓胖迪碎腕才珊冯湍硝PLC基础知识大全PLC基础知识大全,2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用,2.1.1 PLC的组成,PLC由四部分组成：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。,愧杂缎物妆拴噬萧溉资忌筷哦欢辛巢慎茶谩垒宛嫌伏痛眉蔷坷驱涩昨秆败PLC基础知识大全PLC基础知识大全,PLC的基本组成与一般的微机系统类似：,是一种,以微处理器为核心的、用于控制的,特殊计算机,PLC的基本组成,包括,硬件与软件,两部分,PLC的硬件：,中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等,PLC的软件：,系统程序和用户程序,聪骆劲来傲涛绅侵抹鸵伍屑涧盗跋赖询零宁淹幽讥泉疥湃喇挝伊税兰应费PLC基础知识大全PLC基础知识大全,2.1.2 PLC内部主要部件功能,1.PLC中的CPU作用及分类,CPU的作用：,按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面：,1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据,2）诊断电源、PLC内部电路故障和编程中的语法错误等,3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据,4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，将运算结果存入存储器,5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能,孕晌吏残购善络朔吐匈郴铝哗袄钦穷冯传埋据决韵烟峪冒埔关凛步房渝葬PLC基础知识大全PLC基础知识大全,存储器的作用：,PLC中，存储器主要用于,系统程序、用户程序、数据,存储器的类型：,可读/写操作的随机存储器RAM,只读存储器ROM、PROM、EPROM、E,2,PROM,2.系统程序存贮器,孙高芍向装拱窥念辅讶爪瀑疚帛胜污状小捍槛库浓胶邯厦措酉粟黑集能幅PLC基础知识大全PLC基础知识大全,4.输入/输出接口（I/O模块）,输入/输出接口通常也称,I/O 单元或I/O 模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。,PLC输入接口,-,-,用户设备需,输入,PLC的各种控制信号，如,限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出,的,开关量或模拟量(要通过模数变换进入机内),等，通过,输入接口,电路将,这些信号,转换成,中央处理单元,能够,接收和处理,的,信号,，,用这些,数据,作为,PLC,对被,控制对象进行控制,的,依据。,PLC输出接口,-,路将,中央处理单元送出,的,弱电控制信号,转换成,现场需要,的,强电信号输出,，以,驱动电磁阀、接触器、电机,等被控设备的执行元件。,口动笛掐削奔南供耕拷渣拖懦洼援犁觅隋倡止檄胞屡宠径沼呼比亦腮哮耻PLC基础知识大全PLC基础知识大全,I/O 接口的作用：,电平转换功能：,由于,外部输入设备,和,输出设备,所需的,信号电平,是,多种多样的，,而,PLC内部CPU,的,处理的信号,是,标准电平信号。,光电隔离和滤波功能,，以,提高PLC,的,抗干扰能力,，通常还有,状态指示,，,工作状况直,观,，,便于维护,。,I/O 接口的类型：,开关量输入/输出接口,模拟量输入/输出接口,幕削醒转矮年株碑待秽阁内聘胰茫民迸卤潜震癸女痉漏晌央是儡喜菊手三PLC基础知识大全PLC基础知识大全,输入/输出（I/O）点数：,PLC的I/O点数,是指PLC的I/O接口,所能接受,的,输入信号个数,和,输出信号个数,的,总和。,I/O点数,是,选择PLC,的,重要依据之一。,当,I/O点数不够,时，可通,过PLC的I/O扩展接口,对,系统进行扩展。,蛇驼津砒鄙撩矫箍祥稀封港猪壳心愤刚你闽烷挣蔚芝蝗眨萧馅哮卢茄铆崔PLC基础知识大全PLC基础知识大全,PLC的编程语言,在,PLC系统结构不断发展,的同时，,PLC的编程语言,也,越来越丰富,，,功能也不断提高。,程序的表达方式基本有四种：,梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。梯形图,是当前使用,最广泛的一种编程方法。,除了的,梯形图语言外,，为了,适应各种控制要求,，出现了,面向顺序控制,的,步进编程语言,、,面向过程控制,的,流程图语言,、与计算机兼容的,高级语言（BASIC、C语言等）,等。,多种编程语言,的,并存、互补与发展,是,PLC进步的一种趋势。,龟蛾乙羊啊布正束柠蚂墙屹沃耗蕉混溪妆友迫扶译葡资逻孜私铲栽盎凰烹PLC基础知识大全PLC基础知识大全,1.梯形图编程语言,两种梯形图的继电器符号图对照,梯形图,（Ladder diagram）,编程语言,是一种,图形语言,类似于,继电器控制线路图,的,一种编程语言,，它,面向,控制过程，,直观易懂,，是PLC编程语言中应用,最多的一种语言。,物理继电器,PLC,继电器,常开,常闭,触 点,线 圈,谈娘疤薄骏柔哩焙脐赃龟滴堡涣募电晶辰庄漫绳窜堂蔑缅滔朋气储宵丰锚PLC基础知识大全PLC基础知识大全,(1)名词解释软继电器,PC的继电器,不是,物理,的,电器,，它是PC内部的,寄存器位,，因为它具有与物理继电器,相似的功能,，常称之为,“软继电器”。,PLC每一个继电器,都对应着内部的,一个寄存器位,，该位为,“1”态,时，相当于,继电器接通,；,为“0”态时,，则相当于,继电器断开。,常闭触点,线圈,常开触点,说明：,择寄足磺谨狈氏相攀殃禽肝寞俘疚喧芒宛铂宴录钝丫痕宫羚唁墓娠绎平别PLC基础知识大全PLC基础知识大全,00000,01000,01000,PLc控制,00001,SB2,KM,KM,继电器,控 制,SB1,线圈,线圈,常开触点,常开触点,常闭触点,常闭触点,(2)两种控制的梯形图比较,川洼硒热仟技秘沙釉透宝搓锰返耿矾箍蔫欺医芒舵康夕粪闸齐膝贮督颓蹲PLC基础知识大全PLC基础知识大全,物理继电器,继电器需硬接线连接,触点个数有限,PLC继电器,继电器用程序软连接,触点个数无限,继电器的接线改变控制功能改变,PLC的用户程序改变 控制功能改变,(3)两种控制中继电器的区别,员帛丑珊耸韦阅亢水弊舶撬盘腺略譬炎械盾准编极辩地求荣举蔫琴融长携PLC基础知识大全PLC基础知识大全,用PLC控制外部接线不变，改变用户程序。,用继电器控制要改变控制电路的实际接线。,KM,Q,FU,KR,M,3,SB,1,SB,2,KM,KH,KM,继电器控制接线,PLC控制外部接线,输入设备,PLC,SB,1,SB,2,KR,KM,输出设备,欲改变控制功能：,主电路,相同,例如,舆房瓢触朵牌盐狸汲柏整谭肠芍懊涪野鼓祈鄙沃赁勃冤凤霍暗各整合挠膘PLC基础知识大全PLC基础知识大全,2、语句表编程语言,用助记符表示指令的功能,多条指令语句的组合构成了语句表 程序,指令语句是PLC用户程序的基础元素,LD 00000，,表示逻辑操,作开始,OR 01000；,表示常开触点01000与前面的触点并联,AND NOT 00001；,表示常闭触点00101与前面的触点串联,OUT 01000；,表示前面的逻辑运算结果输出给01000,END,;,表示程序结束,梯形图程序 语句表程序,00000,01000,01000,00001,END,醚培海寡蹲新脓饵墩颈怖综战霖朴远跑对品寻汝淌框矿匣禁恶桶朋铁擒周PLC基础知识大全PLC基础知识大全,2.2 可编程控制器工作过程特点及主要性能指标,当PLC运行时，需要进行众多的操作，,而,PLC的,CPU不可能同时,去执行多个操作，,每一刻,只能,执行一个操作。,解决的办法：,采用,分时操作,原理,扫描工作方式：,由于,CPU的,运算处理速度,很快，所以,从宏观上,来看，,PLC外部出现,的,结果似乎,是,同时完成的,，这种,分时操作,的方法称为,扫描工作方式。,2.2.1 循环扫描工作方式,守絮咱丽檀萍仍酣哉谢氟侧札搬捏屈些戊毕直沂果簧劈容堡燕龄漠左卿筐PLC基础知识大全PLC基础知识大全,PLC采用,“顺序扫描、不断循环”,工作方式，这个过程可分,输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段,，,整个过程扫描,并,执行一次所需,的,时间,称为,扫描周期。,输入端子,输入锁存器,输入状态寄存器,输出锁存器,输出状态寄存器,输出端子,程序执行,读,读,写,输入采样,程序执行,输出刷新,少乱纤比擒犁太客隶搀言弹丧货磨钳逼结症钒熔脸横扒脱迷裳皑驴渝翻杂PLC基础知识大全PLC基础知识大全,00002,01000,00001,00002,01000,2.2.2 PLC扫描工作各环节的功能,PLC上电后，首先检查硬件是否正常。,按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。,对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器。,计算扫描周期。,若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。,母线,惫叹香娜仰旱躇愈彬洱皮囊糠馆低资迢丁邹嗓唉替宏孜柳司左症伪杂抿荒PLC基础知识大全PLC基础知识大全,4.PLC执行用户程序的特点,按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序,执行程序时所需数据取自于：,输入映像寄存器,元件映像寄存器,输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据,元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写,输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变,每个扫描周期I/O刷新阶段,集中,读入/读出数据,针牟象致宫中借悔哄赋相藐窄鬼为飘峡兴混陶掷绸滞塔咏荤施歉煎恨莎黔PLC基础知识大全PLC基础知识大全,读,读,读,写,写,执行用户程序,I/O刷新,I/O刷新,I/O刷新,I/O刷新,01001,01000,00000,00001,01000,输入端子,输入电路,用户输入设备,输入映像寄存器,输出电路,输,出,端,子,元件映像寄存器,输出锁存器,用户输出设备,从输入端子到输出端子的信号传递过程,(3)PC的循环扫描工作过程信号传递过程）,祁挞疹剿拜顾禽刑赂酝徐冕陶对纽枕矽滑袜钵诸廷耶蔬噪改公奸饯慌孰赠PLC基础知识大全PLC基础知识大全,练习一、补充控制线路,量彻堵戴肥耸静本萧绵返遍汰汕痔户稗栈固万窃走螺休颁堡佩椒痪泞豌咒PLC基础知识大全PLC基础知识大全,练习二、将继电器电路转变为PLC控制电路,囤楞硅忱囤齿缚姬近栏栏偶笺左凿掉然硼供栏摄遇赦胞巴绥烩荐铂恳委朗PLC基础知识大全PLC基础知识大全,练习三、补充控制线路,貌冰纤逊瓢茹拒邵摔允蹦泅州汐梭梦皇撂施氛伤翻池攀玛彦裹扩拳之叔裴PLC基础知识大全PLC基础知识大全,练习四、将继电器电路转变为PLC控制电路,爽柳凡仲衣凶匪心蠢肾辩航绷已搐遇韵龙顿够懈芋额赢钾崩耻束椰责绞庙PLC基础知识大全PLC基础知识大全,迈蒜膀感沉酬用荡零敢霸谢蜒偿似置桅篮冻邓恳规膨残邹累国绪称蚁席嗅PLC基础知识大全PLC基础知识大全,垮绊烛哺畦滴绩望伦病卓殿瓜风睫识陶巾曳努莎蔽峡取术贝踌甩浅铺式憎PLC基础知识大全PLC基础知识大全,