可編程控制器應用

1、《可編程控制器應用》,孫海維主編中央電大出版,一、課程的性質和有關說明,課程的性質　　“可編程控制器（PLC）應用”是中央廣播電視大學數(shù)控技術專業(yè)（機電一體化）必修課程之一。通過本課程的學習，可以使學生掌握可編程控制器的基本組成、常用的編程指令及其編程方法、可編程控制器的程序設計與系統(tǒng)調試方法。結合工程實際，運用相關的基本理論和技能，解決有關電氣控制應用方面的一般工程控制問題，進一步提高學生獨立分析問題和解決問題的能力，同時，為后續(xù)

2、課程的學習打下堅實的基礎。,關于考核的有關說明,1、期末考核分為終結性考核和形成性考核兩部分。兩者比例為8∶2。終結性考核一般為筆試，占80%；形成性考核主要檢驗學生的平時作業(yè)和實驗，占20%，由地方電大根據(jù)課程要求組織實施。,2、考核要求：重點考核本課程所涉及到的基本概念、基礎知識和可編程控制器基本編程方法?？己朔秩齻€層次要求：　　了解：對教學內容達到一般認知的要求。　　理解：對教學內容涉及到的基本概念、基本理論和基本分析方法達到

3、領會的要求?！　≌莆眨簩虒W內容涉及到的基本理論、基本分析方法以及技能達到運用的要求。所以本課程側重于PLC基本理論的講解 如果想多點了解可以到網(wǎng)站上：http://www.plc100.com,第1章 可編程邏輯控制器基礎 一、PLC的定義及基本功能二、PLC的特點、分類和性能指標三、PLC的基本結構和工作原理四、PLC與其他工控裝置的比較,課時： 4節(jié) 教學目的及要求： 1、了解可編程邏輯控制器

4、的產生、定義、分類及 應用； 2、了解可編程邏輯控制器與其他工業(yè)控制裝置的區(qū)別； 3、理解可編程控制器的特點，性能指標及分類； 4、掌握可編程控制器的基本結構即工作原理。 重點：可編程控制器的特點、性能指標，基本結構及工作原理 難點：PLC工作原理,一、PLC的定義及基本功能 隨著電子計算機的迅猛發(fā)展，工業(yè)生產自動化控制技術發(fā)生了深刻的變化。無論是從國外引進的自動化生產線，還是自行設計的自動化控制系統(tǒng)，普

5、遍把可編程控制器作為控制系統(tǒng)的核心。可編程控制器在取代傳統(tǒng)電氣控制方面有著不可比擬的優(yōu)點，在自動化領域已形成了一種工業(yè)控制趨勢。,自1969年第一臺PLC面試以來，已成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器。與機器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產自動化的三大支柱。,PLC品牌： 美國：A-B公司、通用電氣公司、莫迪康公司等歐洲：德國西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法 國的TE公司。日本：三菱、歐姆龍、松下、富士

6、等,,定義：專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的計 算機控制系統(tǒng)，不僅可以對邏輯 量進行控制，也可以對模擬量進 行控制。,基本功能： ⑴邏輯功能：代替繼電器進行組合邏輯與 順序邏輯控制； ⑵定時與計數(shù)控制：它為用戶提供了若干個定時器/計數(shù)器并設置了定時/計數(shù)指令，定時值/計

7、數(shù)值可由用戶在編程時設定； ⑶步進控制－順序控制； ⑷A/D，D/A轉換－對模擬量控制和調節(jié)； ⑸數(shù)據(jù)運算－對數(shù)據(jù)進行運算處理； ⑹通信與聯(lián)網(wǎng)； ⑺控制系統(tǒng)監(jiān)控－記憶某些異常情況，或當發(fā)生異常情況自動中止運行。,二、PLC的特點、性能指標和分類,1、PLC的主要特點 高可靠性，靈活性，編程簡單，但價格較高。,2、PLC的性能指標⑴硬件指標： ①I/O總點數(shù)－開關量I/O用最大I/O點數(shù)表示，模

8、擬量I/O用最大I/O通道數(shù)表示。 ②工作環(huán)境⑵軟件指標：用戶程序存儲量、掃描速度、編程語言,3、PLC的分類 ⑴按結構形式分類－整體式、模塊式； ⑵按輸入輸出點和存儲容量分類－大、中、小型； ⑶按功能分類－低檔機、中檔機、高檔機。,三、PLC的基本結構和工作原理 1、PLC的基本結構 ①導軌－安裝各類模板的機架； ②電源模板－給PLC供電； ③CPU模板－系

9、統(tǒng)運算核心； ④輸入/輸出模板－配置I/O電平 轉換及電氣隔離。 可編程控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。,2、PLC的工作原理 PLC工作過程一般分為三個階段： 輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。,,（1） 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O 映象區(qū)中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段

10、。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。,（2） 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算

11、，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O 映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O 映象區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O 映象區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，

12、排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。,（3）輸出刷新階段 當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC 的真正輸出。,四、PLC與其他工控裝置的比較,1、PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 繼電器控制系統(tǒng)：“硬接線”控制系統(tǒng)，通過修改控制器件和接線來改變控

13、制功能； PLC控制系統(tǒng)：“軟接線”程序控制系統(tǒng)，通過修改PLC程序并改動少量接線端子來改變控制功能。,2、PLC與集散控制系統(tǒng)（DCS）的比較 集散控制系統(tǒng)：由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來，側重于模擬量調節(jié)，回路調節(jié)功能； PLC控制系統(tǒng)：由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展起來，側重于開關量順序控制。 把PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)結合起來，形成一種新型的分布式計算機控制系統(tǒng)。,3、PLC于工業(yè)控制計算機的比較工業(yè)控制計算機－通過