电气控制与PLC教学课件ppt作者徐乐文模块5功能模块）课件.ppt

模块五 PLC的功能模块及通信 项目一：PLC模数扩展模块及应用 项目二：PLC通信模块 3 模拟量处理应用 1．任务目标 1）了解模拟量的处理步骤。 2）掌握模拟扩展模块的实际使用。 2．任务简述 在实际生产生活中，会有很多地方需要进行温度控制。这里以加热炉温度控制为例，利用S7-200 PLC进行加热炉工业控制设计。通过S7-200 PLC的模拟量输入模块，读取加热炉内的温度，并对其进行PID调节，实现对加热炉加热时间的控制，从而实现温度控制。 3．相关知识 （1）模拟量扩展模块的寻址： （2）模拟量值与A-D转换值： （3）PID调节功能： （1）模拟量扩展模块的寻址 每个模拟量扩展模块按扩展模块的先后顺序进行排序。其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如，AIW0、AIW2、AIW4……，AQW0、AQW2……。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0，第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。 （2）模拟量值与A-D转换值 假设模拟量的标准电信号是A0～Am（如4～20mA），则A-D转换后数值为D0～Dm（如6400～32000），设模拟量的标准电信号是A，A-D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系可以表示为数学方程： 或 例如，CPU224，扩展模块的第一个通道（AIW0）连接一温度传感器（0～100℃）输出范围为4mA～20mA，则温度显示值=(AIW0?6400)/256。 PLC程序如图所示，其中VW30中存储的为温度值。 PID调用指令：EN：使能端。TBL：指定与LOOP相对应的PID参数表的起始地址。LOOP：PID调节回路号。 4．任务实施 （1）任务分析 采用S7-200 PLC，CPU为CPU 224，用4个灯与1个带有指示灯的继电器来显示加热炉加热过程的状态，分别是运行灯、停止灯、温度正常灯、温度过高灯（警示灯）和加热灯（继电器）。通过这5个灯的亮灭情况判断加热炉内的大概情况。K型传感器负责检测加热炉内的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC A-D转换后进行PID调节，根据PID输出值来控制下一个工作周期（10s）内的加热时间和非加热时间。在加热时间内使继电器接通，加热炉就处于加热状态，非加热时间内，继电器断开，加热炉停止加热。维持温度在100℃。 （2）I/O分配表及PLC硬件接线图 （3）控制程序： 参考课本 （4）任务安装与调试 电路安装一定要套线号。电路安装完后检查是否有短路性故障。检查完后将程序下载到PLC，运行试车，如有问题，则检查并排除故障。 任务三 PLC通信应用 1．任务目标 1）了解通信指令的使用。 2）了解PLC通信网络的组建及使用规则。 3）掌握PLC控制系统的设计方法。 2．任务描述 一条生产线正在灌装黄油桶并将其送到4台包装机（打包机）中的一台上。打包机把8个黄油桶包装到一个纸板箱中。一个分流机控制着黄油桶运向各个打包机。4个CPU221模块用于控制打包机，一个CPU222模块安装了TPC触摸屏，用来控制分流机。S7-200 PLC使用网络读指令不断地读取每个打包机的控制和状态信息。每次某个打包机包装完100箱，分流机会注意到，并用网络写指令发送一条信息清除状态字。 3．相关知识 （1）PPI协议 （2）网络读写指令 （3）发送和接收指令 （4）自由口控制模式 （5）获取口地址和设定口地址指令 （1）PPI协议 PPI协议是S7-200 CPU最基本的通信方式，通过原来自身的端口（PORT0或PORT1）就可以实现通信，是S7-200 PLC默认的通信方式。PPI是一种主-从协议通信，主-从站在一个令牌环网中，主站发送要求到从站器件，从站器件响应但不发信息，只是等待主站的要求并对要求做出响应。如果在用户程序中使能PPI主站模式，就可以在主站程序中使用网络读写指令来读写从站信息，而从站程序没有必要使用网络读写指令。 （2）网络读写指令 网络读指令（NETR）初始化一个通信操作，通过指定端口（PORT）从远程设备上采集数据并形成表（TBL）。网络写指令（NETW）初始化一个通信操作，通过指定端口（PORT）向远程设备写表（TBL）中的数据。只有在PPI通信中做主站的CPU才需要用NETR/NETW。网络读写指令梯形图如图所示。 网络读写指令的有效操作数见下