可编程控制器概述 (2).ppt

PLC基础及应用,孙 丽,2,课程学习内容,1.PLC基础可编程控制器的概述，工作原理及结构特点2.编程入门 重点：熟练掌握基本逻辑指令、步进顺控指令、部分功能指令，能够编制梯形图和状态转移图及其相互转化一般掌握：功能指令、特殊功能模块,3,课程学习内容,3.编程软件和仿真软件的使用 三菱全系列PLC通用GX developer 7.0 and GX simulator 6c4.实际操作 12学时的实验课 PLC型号：三菱FX1N-40MR,4,课程学习指导,1.学好基础，循序渐进 认真学好每一章，先基础，后提高；先弄懂，再应用；学好前一章，再学后一章。2.多做练习，勤学好问 做好每章的练习题，勤于思考，不懂就问，互相学习，共同提高。3.参与实践，学用结合 多用编程软件和仿真软件进行编程模拟。,5,参考资料,电气控制与PLC实训教程 阮友德 人民邮电出版社 2006年10月PLC基础及应用 廖常初 机械工业出版社 2003年6月 大量网上资源：。,6,课程考核方式,闭卷考试，成绩比例：1.期末成绩70%：平时上课所讲的理论知识、练习及实验应用。2.平时成绩（实验、平时表现和期中考试成绩）30%：实验课前预习；实验操作表现和实验报告的完成情况,PLC基础及应用,第一章可编程序控制器概述,8,本章主要内容,1.1可编程序控制器的产生和定义1.2可编程序控制器的特点及主要功能1.3可编程序控制器的结构和分类 1.4可编程序控制器的发展趋势,9,本章学习要求,重点内容：PLC的定义、结构、分类及主要功能 了解内容：PLC产生、发展及特点 难点内容：,10,本章主要内容,1.1可编程序控制器的产生和定义1.2可编程序控制器的特点及主要功能1.3可编程序控制器的结构和分类 1.4可编程序控制器的发展趋势,11,一、可编程序控制器的产生,可编程序控制器的产生和定义,1.1,20世纪20年代起，控制系统主要是由继电器、接触器等，靠导线连接构成的。其主要缺点是：设备体积大，动作速度慢，功能少，硬布线导致通用性和灵活性差。,12,一、可编程序控制器的产生,美国通用汽车公司(GM公司)1968年提出了研制新型控制装置的十项指标。它实际上就是当今可编程序控制器最基本的功能。将它们归纳一下，其核心为以下四点：(1)用计算机代替继电器控制盘。(2)用程序代替硬件接线。(3)输入/输出电平可与外部装置直接连接。(4)结构易于扩展。,可编程序控制器的产生和定义,1.1,13,一、可编程序控制器的产生,1969年，美国数字设备公司（DEC）根据上述要求研制出第一台可编程序控制器，型号为PDP-14。,可编程序控制器的产生和定义,1.1,14,早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC)1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)，常将可编程序控制器简称为PLC。,1.1,可编程序控制器的产生和定义,一、可编程序控制器的产生,15,从控制功能上看，PLC经历了四个发展阶段：1.崛起阶段（1969 1975），8位微处理器芯片为CPU。2.成熟阶段（1975 1979），拓展了模拟量控制功能。3.通信阶段（1979 1985），拓展了网络通信功能。,可编程序控制器的产生和定义,1.1,二、可编程序控制器的发展历史,16,4.加速阶段（1985 现在），通信协议标准化，具有CRT(阴极射线管显示器)显示功能，采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言.,可编程序控制器的产生和定义,1.1,二、可编程序控制器的发展历史,17,IEC对PLC定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,1.1,可编程序控制器的产生和定义,三、可编程序控制器的定义,18,简单讲PLC就是一部小型的工业电脑。,1.1,可编程序控制器的产生和定义,三、可编程序控制器的定义,19,可编程序控制器的产生和定义,1.1,四、继电器控制和PLC控制的比较,继电器控制为接线程序控制，是由各种分立的继电器、接触器、行程开关、控制按钮等联接而成的有触点硬接线控制电路。它的控制逻辑就在接线之中，若需修改控制要求必须改变接线。PLC控制为存储程序控制，控制程序放在存储器中，通过修改程序来改变控制，无需改变接线，控制灵活，无触点，可靠性高。已成为工业自动化的标准设备。,20,可编程序控制器的产生和定义,1.1,四、继电器控制和PLC控制的比较,取代的是控制部分，控制系统信号的采集和驱动输出部分仍然由电气元器件承担。,21,一、可编程序控制器的主要功能,1.开关量逻辑控制：代替了继电控制 2.运动定位控制：机床、机器人、电梯3.模拟量过程控制：PID闭环控制 4.数据处理：数字运算、数据传递等等。用于大型工业控制系统。5.通讯控制：PLC之间通讯，与智能设备通信，组网通信,可编程序控制器的主要功能及特点,1.2,22,二、可编程序控制器的特点,1.通用性强，适应性好2.程序编制，简单易学3.功能完善，配套齐全 4.可靠性好，抗干扰强5.体小耗低，维修方便,可编程序控制器的主要功能及特点,1.2,23,一、可编程控制器的硬件结构,可编程序控制器结构和分类,1.3,几种型号的PLC实物图,24,三菱FX系列PLC,25,26,一、可编程控制器的硬件结构,可编程序控制器结构和分类,1.3,PLC硬件主要由中央处理单元CPU、存储器，输入单元I、输出单元O、电源单元、编程器、扩展接口、编程器接口和存储器接口组成。,结构框图,27,一、可编程控制器的硬件结构,可编程序控制器结构和分类,1.3,中央处理单元(CPU)：PLC的核心，它在系统程序控制下，完成PLC的所有工作，保证PLC的运行。存储器：存放系统程序和数据（ROM），存放用户程序和数据（RM）。输入输出单元：输入各种现场信号，输出现场控制信号。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。电源：对PLC的各工作单元供电,28,编程器：对PLC写入用户程序，有编程器及编程软件两种,29,二、可编程控制器的软件组成,可编程序控制器结构和分类,1.3,系统软件：为系统管理程序，编译程序和相应数据。装入机内ROM存储器中，永久保存，不能更改。应用软件：是用户为达到某种控制目的，采用专用的编程语言自主编写的用户程序。并有用户用一定手段写入到机内RM中，可以随时进行修改和重新编写。,30,三、可编程控制按结构分类,（1）整体式结构（2）模块式结构（3）混合式结构,可编程序控制器结构和分类,1.3,31,三、可编程控制按结构分类,（1）整体式结构 它把、和电源均装在一个箱体内。结构紧凑，体积小，价格低。一般的小型及超小型PLC多为整体式结构。,可编程序控制器结构和分类,1.3,32,三、可编程控制按结构分类,（2）模块式结构 它把、和电源均做成不同模块，根据需要组装在框架上。组合方便、维修简单、价格较高。,可编程序控制器结构和分类,1.3,西门子PLC-S7-400系统,33,三、可编程控制按结构分类,（）混合式结构兼备整体式和模块式优点，有基本单元（为整体式）和扩展单元、功能模块组成。应用灵活，价格便宜。为中小型普遍采用。,可编程序控制器结构和分类,1.3,34,四、按点数和功能分类,可编程序控制器结构和分类,1.3,（1）超小型机：I/O点数为64点以内，内存容量为2561000字节；（2）小型机：I/O点数为64256，内存容量为13.6K字节；（3）中型机：I/O点数为2561024，内存容量为3.613K字节；（4）大型机：I/O点数为1024以上，内存容量为13K字节以上；,35,四、按生产厂家分类,可编程序控制器的分类,1.3,日本立石（OMRON）公司的C系列可编程序控制器；日本三菱（MITSUBISHI）公司的F、F1、F2、FX2系列可编程序控制器；日本松下（PANASONIC）电工公司的FP1系列可编程序控制器；美国通用电气（GE）公司的GE系列可编程序控制器；美国艾伦布拉德利（A-B）公司的PLC-5系列可编程序控制器；德国西门子（SIEMENS）公司的S5、S7系列可编程序控制器。,36,可编程序控制器的发展趋势,一方面向着大型化的方向发展，一方面则向着小型化的方向发展。PLC向大型化方向发展，主要表现在大中型PLC高功能、大容量、智能化、网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合的自动控制。PLC向小型化方向发展，主要表现在下列几个方面：为了减小体积、降低成本，向高性能的整体型发展；在提高系统可靠性的基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强。,可编程序控制器的发展趋势,1.4,37,可编程序控制器的发展趋势,PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、容量大、体积小、成本低、通信联网功能强。,可编程序控制器的发展趋势,1.4,38,传送带生产线控制,灌装及包装机械,木材加工,电梯控制,空调控制,纺织机械,印刷机械,1.4,可编程序控制器的发展趋势,39,本章小结和作业,小结：通过本章的学习，掌握PLC的定义、结构、功能和结构分类；了解PLC产生、发展及特点,40,本章小结和作业,思考题：简述可编程序控制器的定义。可编程序控制器主要由哪几部分组成?可编程序控制器可以用在哪些领域即有什么功能？,