可編程序控制器考前復(fù)習(xí)概要課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,,Date:,2024/12/11,,Page:,36,可編程序控制器考前復(fù)習(xí),,可編程序控制器考前復(fù)習(xí),自動化學(xué)院 張海軍,,,,,,可編程控制器的概述,1,,,PLC的基本組成和工作原理,2,,,S7-200基本邏輯指令及其編程,3,,,程序設(shè)計方法,4,,,可編程控制器的通信和調(diào)試,5,,什么是,PLC,？,1、可編程控制器的定義,是一種,工業(yè)控制裝置,是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控

2、制裝置。,一、可編程控制器概述,,1、可編程控制器的定義,1987,年，國際電工委員會（,IEC,）頒布的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿中,定義,：,,“可編程控制器是一種數(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)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計”。,,2、可編程控制器的產(chǎn)生,因為繼電器邏輯電路配線復(fù)雜,,2、可編程控制器的產(chǎn)生,因為繼電器邏輯電路配線復(fù)雜,缺 點：,體積

3、大,可靠性低,查找故障困難,適應(yīng)性差,,2、可編程控制器的產(chǎn)生,簡單易懂,,操作方便,,靈活性大,優(yōu) 點：,,控制元件選擇,,安裝位置,,2、可編程控制器的產(chǎn)生,背景：,,1968,年美國通用汽車公司（,GM,），,為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。,,,1969,年,3,月，美國數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。,2、可編程控制器的產(chǎn)生,美國DEC公司的PDP-14,,3、 可編程控制器的特點及應(yīng)用領(lǐng)域,無觸點免配線，可靠性高，

4、抗干擾能力強,,通用性強，控制程序可變，使用方便,,硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強,,編程簡單，容易掌握,,系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少,,維修工作量小，維護(hù)方便,,體積小，能耗低,.,可編程控制器的特點,,1.2 PLC的結(jié)構(gòu)—系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,二、可編程控制器的組成和工作原理,,輸入/輸出模塊,輸入信號：,另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的,模擬量信號,。,一是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、,,光電開關(guān)、壓力繼電器等傳來的,開關(guān)量輸入信號,；,,PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部信號送至PLC內(nèi)部電路。輸入接點分為,直流輸入式,和,

5、交流輸入式,。,光電隔離,,輸出信號：,,輸出有三種形式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出,可編程控制器輸出電路原理圖,繼電器輸出適合低速、,,大功率負(fù)載,晶閘管輸出適合高速、,,大功率負(fù)載-驅(qū)動交流,晶體管輸出適合高速、,,小功率負(fù)載-驅(qū)動直流,,PLC的工作原理,,工作原理,：循環(huán)掃描方式工作；,掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。,,,PLC的工作原理,,,PLC的工作原理,,★ 整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為,掃描周期,★ 掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及

6、用戶程序長短有關(guān)。,★ 典型值為1～100ms,,三、S7-200基本邏輯指令,,國際電工委員會IEC規(guī)定了5種編程語言作為PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)。,PLC編程語言,,梯形圖,,指令表,,順序功能圖,,結(jié)構(gòu)化文本,,功能塊圖,,,程序結(jié)構(gòu),,主程序,,子程序,,中斷程序,,I（輸入繼電器）,,Q（輸出繼電器）,,M（輔助繼電器）,,SM（特殊標(biāo)志繼電器）,,S（順序控制繼電器）,,V（變量存儲器）,,L（局部變量存儲器）,,T（定時器）,,C（計數(shù)器）,,AI（模擬量輸入映像寄存器）,,AQ（模擬量輸出映像寄存器）,,AC（累加器）,外部輸入/輸出,內(nèi),,部,增計數(shù)器、減計數(shù)器、增/減計數(shù)器,

7、通電延時、斷電延時、有記憶通電延時,,描述,西門子,裝載，電路開始的常開觸點,LD,取反裝載，電路開始的常閉觸點,LDN,與，常開觸點,A,取反與，常閉觸點,AN,或，常開觸點,O,取反或，常閉觸點,ON,塊與,ALD,塊或,OLD,輸出,=,取反,NOT,,LPS,LRD,LPP,,EU,ED,,,,,,,LD I1.0 AN I4.6,,A M0.2 R Q0.3, 2,,LPS LRD,,A I0.2 A I0.5,,LPS

8、 = M3.0,,A I0.4 LPP,,=Q0.1 AN I0.6,,LPP TON T39, 30,,,四、程序設(shè)計方法,,經(jīng)驗設(shè)計法,,根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法,,順序控制設(shè)計法與順序功能圖,,經(jīng)驗設(shè)計法,數(shù)字量控制系統(tǒng),,開關(guān)量控制系統(tǒng),,繼電器控制系統(tǒng),經(jīng)驗設(shè)計法：試探性、隨意性,,例,,有電動機3臺。按下開始按鈕后，先啟動電機A，5s后啟動電機B，再過3s后啟動電機C。,,按下停止按鈕，電機B立即停止，3s后，電機A、C同時停止。,,要求畫出I/O表，并寫

9、出控制程序。,,,順序控制設(shè)計法與順序功能圖,,【順序控制】：,,按照,生產(chǎn)工藝,預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu),自動,地,有秩序,地進(jìn)行操作。,【順序功能圖】,：,,描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是一種通用的技術(shù)語言。,順序控制,順序功能圖,PLC梯形圖,,順序控制設(shè)計法,,順序控制設(shè)計法,,順序功能圖組成元素：,1.步,2.有向連線,3.轉(zhuǎn)換,4.轉(zhuǎn)換條件,5.動作,,例畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖,,某專用鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔。初始時兩個鉆頭在最上面的位置。,,放好工件后，按下啟動按鈕,I,0.0

10、，Q0.0變?yōu)镺N，夾緊工件，夾緊后壓力繼電器,I,0.1為ON。此時兩只鉆頭開始工作，轉(zhuǎn)到設(shè)定深度后上行到原位。若沒有鉆完3對孔，Q0.5使工件旋轉(zhuǎn)120,°，旋轉(zhuǎn)到位時限位開關(guān)I0.6為ON，之后開始轉(zhuǎn)第2對孔。直到3對孔全部鉆完后，Q0.6使工件松開，松開到位后限位開關(guān)I0.7為ON，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。,,,例4：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖,,0,,例剪板機控制,Q0.0,：,板料右行,Q0.1,：,壓鉗下行,Q0.2,：,剪刀下行,Q0.3,：,壓鉗上行,Q0.4,：,剪刀上行,I0.0,：,壓鉗上限位,I0.1,：,剪刀上限位,I0.2,：,剪刀下限位,I0.3,：,板料右限位,I0.

11、4,：壓鉗下限位,I1.0,：,啟動按鈕,I0.0,I0.1,I0.2,I0.3,剪板機連續(xù)剪板10次后停止；,,剪板機順序控制,Q0.0,：,板料右行,Q0.1,：,壓鉗下行,Q0.2,：,剪刀下行,Q0.3,：,壓鉗上行,Q0.4,：,剪刀上行,I0.0,：,壓鉗上限位,I0.1,：,剪刀上限位,I0.2,：,剪刀下限位,I0.3,：,板料右限位,I0.4,：壓鉗下限位,I1.0,：,啟動按鈕,,數(shù)據(jù)傳送方向,:,按串行通信的數(shù)據(jù)在通信線路進(jìn)行傳送的方向可分為單工、半雙工和全雙工通信方式三種,:,,單工通信方式：單工通信就是指數(shù)據(jù)的傳送始終保持同一個方向，而不能進(jìn)行反向傳送。,,半雙工通信

12、方式：半雙工通信就是指信息流可以在兩個方向上傳送，但同一時刻只限于一個方向傳送。,,全雙工通信方式：全雙工通信能在兩個方向上同時發(fā)送和接收。,,四、PLC通信,,,RS,-,232,接口：是,1969,年由美國電子工業(yè)協(xié)會,EIA,（,E1ectronic Industries Association,）,所公布的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。它采用按位串行的方式 ，單端發(fā)送、單端接收。,,RS-422,接口：,RS-422,接口傳輸線采用差動接收和差動發(fā)送的方式傳送數(shù)據(jù)，也有較高的通信速率,（波特率可達(dá),10MB,以上）,和較強的抗干擾能力。,,RS-485,接口：,RS-485,接口是,RS-422,

13、的變型。,通訊的距離 15m,通訊的距離 500m,,通信協(xié)議,,PLC,網(wǎng)絡(luò)常用通信協(xié)議：,PPI,協(xié)議,：,PPI,通信協(xié)議是西門子專門為,S7-200,系列,PLC,開發(fā)的一個通信協(xié)議。,,MPI,協(xié)議,：,MPI,允許主,—,主通信和主,—,從通信，,S7-200,可以通過通信接口連接到,MPI,網(wǎng)上，主要應(yīng)用于,S7-300/400 CPU,與,S7-200,通信的網(wǎng)絡(luò)中。,,,Profibus,協(xié)議,：,Profibus,協(xié)議通常用于實現(xiàn)分布式,I/O,設(shè)備（遠(yuǎn)程式,I/O,）,的高速通信。,,,MODBUS,協(xié)議：,Modbus,,協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,,,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,,通信協(xié)議,,PLC,網(wǎng)絡(luò)常用通信協(xié)議：,用戶自定義協(xié)議（自由口通信模式）,：,自由口通信,(,Freeport Mode,),模式是指,CUP,串行通信口可由用戶程序控制，自定義通信協(xié)議。,,,USS,協(xié)議,：,USS,協(xié)議是西門子傳動產(chǎn)品（變頻器等）通信的一種協(xié)議，,S7-200,提供,相應(yīng),的指令。,,,TCP/IP,協(xié)議：,通過以太網(wǎng)擴展模塊,CP243-1,和互聯(lián)網(wǎng)擴展模塊,CP243-1IT,，,S7-200,將能支持,TCP/IP,以太網(wǎng)通信。,,,,謝謝!,,