可編程控制器應(yīng)用

1、《可編程控制器應(yīng)用》,孫海維主編中央電大出版,一、課程的性質(zhì)和有關(guān)說(shuō)明,課程的性質(zhì)　　“可編程控制器（PLC）應(yīng)用”是中央廣播電視大學(xué)數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)（機(jī)電一體化）必修課程之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)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(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試方法。結(jié)合工程實(shí)際，運(yùn)用相關(guān)的基本理論和技能，解決有關(guān)電氣控制應(yīng)用方面的一般工程控制問(wèn)題，進(jìn)一步提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)，為后續(xù)

2、課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。,關(guān)于考核的有關(guān)說(shuō)明,1、期末考核分為終結(jié)性考核和形成性考核兩部分。兩者比例為8∶2。終結(jié)性考核一般為筆試，占80%；形成性考核主要檢驗(yàn)學(xué)生的平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，占20%，由地方電大根據(jù)課程要求組織實(shí)施。,2、考核要求：重點(diǎn)考核本課程所涉及到的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和可編程控制器基本編程方法?？己朔秩齻€(gè)層次要求：　　了解：對(duì)教學(xué)內(nèi)容達(dá)到一般認(rèn)知的要求?！　±斫猓簩?duì)教學(xué)內(nèi)容涉及到的基本概念、基本理論和基本分析方法達(dá)到

3、領(lǐng)會(huì)的要求?！　≌莆眨簩?duì)教學(xué)內(nèi)容涉及到的基本理論、基本分析方法以及技能達(dá)到運(yùn)用的要求。所以本課程側(cè)重于PLC基本理論的講解 如果想多點(diǎn)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(chǔ) 一、PLC的定義及基本功能二、PLC的特點(diǎn)、分類(lèi)和性能指標(biāo)三、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理四、PLC與其他工控裝置的比較,課時(shí)： 4節(jié) 教學(xué)目的及要求： 1、了解可編程邏輯控制器

4、的產(chǎn)生、定義、分類(lèi)及 應(yīng)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(diǎn)，性能指標(biāo)及分類(lèi)； 4、掌握可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)即工作原理。 重點(diǎn)：可編程控制器的特點(diǎn)、性能指標(biāo)，基本結(jié)構(gòu)及工作原理 難點(diǎn)：PLC工作原理,一、PLC的定義及基本功能 隨著電子計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。無(wú)論是從國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)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(diǎn)，在自動(dòng)化領(lǐng)域已形成了一種工業(yè)控制趨勢(shì)。,自1969年第一臺(tái)PLC面試以來(lái)，已成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。與機(jī)器人、CAD/CAM并稱(chēng)為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。,PLC品牌： 美國(guó)：A-B公司、通用電氣公司、莫迪康公司等歐洲：德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司、AEG公司、法 國(guó)的TE公司。日本：三菱、歐姆龍、松下、富士

6、等,,定義：專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng)，不僅可以對(duì)邏輯 量進(jìn)行控制，也可以對(duì)模擬量進(jìn) 行控制。,基本功能： ⑴邏輯功能：代替繼電器進(jìn)行組合邏輯與 順序邏輯控制； ⑵定時(shí)與計(jì)數(shù)控制：它為用戶提供了若干個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器并設(shè)置了定時(shí)/計(jì)數(shù)指令，定時(shí)值/計(jì)

7、數(shù)值可由用戶在編程時(shí)設(shè)定； ⑶步進(jìn)控制－順序控制； ⑷A/D，D/A轉(zhuǎn)換－對(duì)模擬量控制和調(diào)節(jié)； ⑸數(shù)據(jù)運(yùn)算－對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)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(dāng)發(fā)生異常情況自動(dòng)中止運(yùn)行。,二、PLC的特點(diǎn)、性能指標(biāo)和分類(lèi),1、PLC的主要特點(diǎn) 高可靠性，靈活性，編程簡(jiǎn)單，但價(jià)格較高。,2、PLC的性能指標(biāo)⑴硬件指標(biāo)： ①I(mǎi)/O總點(diǎn)數(shù)－開(kāi)關(guān)量I/O用最大I/O點(diǎn)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(biāo)：用戶程序存儲(chǔ)量、掃描速度、編程語(yǔ)言,3、PLC的分類(lèi) ⑴按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)－整體式、模塊式； ⑵按輸入輸出點(diǎn)和存儲(chǔ)容量分類(lèi)－大、中、小型； ⑶按功能分類(lèi)－低檔機(jī)、中檔機(jī)、高檔機(jī)。,三、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1、PLC的基本結(jié)構(gòu) ①導(dǎo)軌－安裝各類(lèi)模板的機(jī)架； ②電源模板－給PLC供電； ③CPU模板－系

9、統(tǒng)運(yùn)算核心； ④輸入/輸出模板－配置I/O電平 轉(zhuǎn)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(guò)程一般分為三個(gè)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(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段

10、。在這兩個(gè)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(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)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(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算

11、，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)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(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O 映象區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)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(jié)果會(huì)對(duì)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(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。,（3）輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，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(guò)修改控制器件和接線來(lái)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(guò)修改PLC程序并改動(dòng)少量接線端子來(lái)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(lái)，側(cè)重于模擬量調(diào)節(jié)，回路調(diào)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(lái)，側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制。 把PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，形成一種新型的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。,3、PLC于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的比較工業(yè)控制計(jì)算機(jī)－通過(guò)