PLC与变频器 教学课件 ppt 作者 施利春 李伟 1_第一章　可编程序控制器概述

1、第一章,第一节 可编程序控制器的产生及定义,一、可编程序控制器的产生 1)编程方便，可现场编辑及修改程序。 2)维护方便，采用插件式结构。 3)可靠性高于继电器控制系统。 4)体积小于继电器控制装置。 5)数据可直接送入管理计算机。 6)成本可与继电器控制系统竞争。 7)输入电压可以是交流115V(美国电压标准)。 8)输出电压为交流115V，电流在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等。 9)扩展时原系统改变最小。 10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。,第一节 可编程序控制器的产生及定义,二、可编程序控制器的定义 三、可编程序控制器的分类 1.按I/O点数分类 (1)小型机 小型PLC输入输出总点数一般在256点以下，其功能以开关量控制为主，用户程序存储器容量在4KB以下。 (2)中型机 中型PLC的输入输出总点数一般在2562048点之间，用户程序存储容量达到28KB。 (3)大型机 大型PLC的输入输出总点数在2048点以上，用户程序存储容量达816KB，它具有计算、控制和调节的功能，还具有强大的网络结构和通信联网能力。 2.按结构分类,第一节 可编程序控制器的产生及定义,

2、(1)整体式结构 整体式又叫单元式或箱体式，它的体积小、价格低，小型PLC一般采用整体式结构。 (2)模块式结构 模块式结构的PLC是由一些模块单元构成，将这些模块插在框架上或基板上即可。 四、可编程序控制器的应用与发展 1.PLC的应用领域 2. PLC的发展趋势 (1)向小型化、专用化、低成本方向发展 随着微电子技术的发展，大幅度地提高新型器件的功能和降低价格，使PLC结构更为紧凑，一些PLC只有手掌大小，PLC的体积越来越小，使用起来灵活方便。,第一节 可编程序控制器的产生及定义,(2)向大型化、大容量、高速度方向发展 大型PLC采用多微处理器系统，有的采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度得到提高，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。 (3)与计算机联系密切 从功能上看，PLC与个人计算机技术结合后，使得PLC的数据存储、处理功能大大增强；从结构上看，计算机的硬件和技术越来越多地应用到PLC上；从语言上看，PLC已不再单纯使用梯形图语言，它可以用多种语言编程，如类似计算机汇编语言的语句表，甚至可直接用计算机高级语言编程；在通信方面，PLC与计算机可直接相连并进行

3、信息传递。 (4)模块化 PLC的扩展模块发展迅速。,第一节 可编程序控制器的产生及定义,(5)网络与通信能力增强 支持多种工业标准总线，使联网更加简单，计算机与PLC之间以及各个PLC之间的联网和通信能力不断增强，使工业网络可以有效地节省资源、降低成本，提高系统的可靠性和灵活性。 (6)多样化和标准化 生产PLC产品的各个厂家都在加大力度开发自己的新产品，以求更大地占据市场。 (7)人机交流功能增强 在为PLC配置了操作面板、触摸屏等人机对话手段后，其应用领域进一步扩展，应用更加方便。,第二节 可编程序控制器的控制功能及主要特点,一、可编程序控制器的主要特点 1.运行稳定、可靠性高、抗干扰能力强 2.设计、使用和维护方便 3.编程语言直观易学 4.与网络技术相结合 5.易于实现机电一体化 二、可编程序控制器与其他控制装置的比较 1.配线控制与程序控制的基本概念,图1-1 继电器控制系统的组成,第二节 可编程序控制器的控制功能及主要特点,图1-2 PLC控制系统的组成,2. PLC控制系统与传统继电器控制系统的区别 1)继电器控制系统采用许多硬器件、硬触点和“硬”接线连接组成逻辑电路实

4、现逻辑控制要求，而且易磨损、寿命短；而PLC控制系统内部大多采用“软”继电器、“软”接点和“软”接线连接，其控制逻辑由存储在内存中的程序实现，且无磨损现象，寿命长。,第二节 可编程序控制器的控制功能及主要特点,2)继电器控制系统体积大、连线多，PLC控制系统结构紧凑、体积小、连线少。 3)继电器控制系统功能改变时需要进行拆线、接线乃至更换元器件等操作，比较麻烦；而PLC控制功能的改变，一般仅需修改程序即可，较为方便。 4)继电器控制系统中硬继电器的触点数量有限，用于控制用的继电器触点数一般只有48对，而PLC每只软继电器供编程用的触点数有无限对，使PLC控制系统有很好的灵活性和扩展性。 5)在继电器控制系统中，为了达到某种控制目的，要求安全可靠，节约触点用量，因此，设置了许多联锁环节；在PLC中，由于采用扫描工作方式，不存在几个并列支路同时动作的因素，因此设计过程大为简化，可靠性增强。,第二节 可编程序控制器的控制功能及主要特点,6)PLC控制系统具有自检功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。 7)定时控制，继电器控制

5、逻辑利用时间继电器进行时间控制。,第三节 可编程序控制器的基本组成,一、 PLC的硬件结构,图1-3 PLC 硬件结构框图,第三节 可编程序控制器的基本组成,1.中央处理器(CPU) 2.存储器 1)系统管理程序，它主要控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作。 2)用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行这些指令。 3)标准程序模块与系统调用，它包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入输出及特殊运算等的子程序，PLC的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少也决定了 PLC性能的高低。 3.输入/输出单元,第三节 可编程序控制器的基本组成,(1)开关量输入接口 它的作用是把现场的开关量信号变成PLC内部处理的标准信号。,图1-4 开关量输入接口电路 a)直流输入 b)交流/直流输入 c)交流输入,第三节 可编程序控制器的基本组成,(2)开关量输出接口 它的作用是把PLC内部的标准信号转换成执行机构所需的开关量信号。,图1-5 开关量输出接口电路 a)继电器输出型 b)晶体管输出型 c)晶闸管输出型,第三节 可

6、编程序控制器的基本组成,(3)模拟量输入接口 模拟量输入接口的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。,图1-6 模拟量输入接口的内部结构框图,(4)模拟量输出接口 模拟量输出接口的作用是将PLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。,第三节 可编程序控制器的基本组成,图1-7 模拟量输出接口内部结构框图,(5)智能输入输出接口 智能输入输出接口是为了适应较复杂的控制工作而设计的，如高速计数器工作单元、温度控制单元等。 4.电源部分 5.扩展接口 6.通信接口,第三节 可编程序控制器的基本组成,7.编程器 8.其他部件 二、 PLC的软件系统 1.系统程序 (1)系统管理程序 由它决定系统的工作节拍，包括PLC运行管理(各种操作的时间分配安排)、存储空间管理(生成用户数据区)和系统自诊断管理(如电源、系统出错，程序语法、句法检验等)。 (2)编辑和解释程序 编辑程序能将用户程序变为内码形式，以便于程序的修改、调试。 (3)标准子程序与调用管理程序 为提高运行速度，在程序执行中某些

7、信息处理(如IO处理)或特殊运算等是通过调用标准子程序来完成的。,第三节 可编程序控制器的基本组成,2.用户程序 (1)梯形图 这是目前PLC应用最广、最受电气技术人员欢迎的一种编程语言。 (2)语句表 它是一种与汇编语言类似的编程语言，它采用助记符指令，并以程序执行顺序逐句编写成语句表。 (3)逻辑符号图 包括与(AND)、或(OR)、非(NOT)以及定时器、计数器、触发器等，如图1-8d所示。,图1-8 继电器控制电路图与PLC编程语言 a)继电器控制电路图 b) PLC梯形图 c)指令表 d)逻辑符号图,第三节 可编程序控制器的基本组成,(4)功能表图 又称为状态转换图，简称SFC编程语言。,第四节 可编程序控制器的工作原理,一、 PLC的工作过程 1. PLC的扫描工作方式,图1-9 PLC扫 描过程图,第四节 可编程序控制器的工作原理,2. PLC的工作过程,图1-10 PLC扫描工作过程,(1)输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中。,第四节 可编程序控制器的工作原理,(2)程序执行阶段 根据PLC梯形图程序的扫

8、描原则，PLC通常按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。 (3)输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态(接通/断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。 3. PLC对输入/输出的处理原则 1)输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上一刷新期间的接通和断开状态。 2)程序执行结果取决于用户所编程序和输入/输出映像寄存器的内容及其他各元件映像寄存器的内容。 3)输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。,第四节 可编程序控制器的工作原理,4)输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。 5)输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器决定。 二、 PLC的性能指标 1. IO点数 2.存储容量 3.扫描速度 4.指令系统 5.可扩展性 6.通信功能 一、训练目的 二、训练器材,第四节 可编程序控制器的工作原理,三、训练内容及步骤 1)播放相关视频资料。 2)讲解多媒体课件。 3)观察PLC的生产线设备或加工机械。 1) PLC是以继电器控制系统为基础，以中央处理器为核心，综合了计算机技术、自

9、动控制技术和现代通信技术，专门为工业应用环境而设计的功能强大的新型通用控制器。 2) PLC的基本硬件组成包括CPU、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、电源和编程器。 3) PLC的种类从结构上分为整体式、模块式和分散式PLC，从容量上分为小型、中型和大型PLC。 4) PLC的工作特点为循环顺序扫描和集中批处理。,第四节 可编程序控制器的工作原理,5) PLC是在继电器控制的基础上产生的，不仅具有继电器控制的所有功能，而且具有许多继电器控制没有的功能，所有的功能都是通过软件编程实现的。,FXA.TIF,1. 简述PLC的扫描工作过程。,第四节 可编程序控制器的工作原理,2. PLC的扫描过程中输入映像寄存器和输出映像寄存器各起什么作用？ 3. 什么是可编程序控制器？它有哪些主要特点？其发展方向如何？ 4. PLC具有可靠性高，抗干扰能力强的主要原因是什么？ 5. PLC控制系统与传统继电器控制系统的主要区别是什么? 6. 为什么PLC中“软”继电器的触点用于内部编程时可无限次使用？ 7. PLC硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 8. PLC的存储器分为哪两种？它们的作用是什么？ 9. 开关量交流输入单元与直流输入单元各有什么特点？分别适用于哪些场合？,

《PLC与变频器 教学课件 ppt 作者 施利春 李伟 1_第一章　可编程序控制器概述》由会员E****分享，可在线阅读，更多相关《PLC与变频器 教学课件 ppt 作者 施利春 李伟 1_第一章　可编程序控制器概述》请在金锄头文库上搜索。