可编程序控制器教案讲解.ppt

课程名称：可编程序控制器原理与应用 本课和本教科书的任务 第1章 可编程序控制器概论 PLC的定义 PLC的发展 PLC的功能 PLC的主要技术性能指标 常用PLC简介及应用 1.1 PLC概述 二、PLC的产生 早期的电气控制一般采用继电逻辑控制，其主要控制设备为：接触器、继电器、电磁铁、按钮、开关等组成，通过组合这些逻辑元件，控制触点的闭合与断开，实现顺序控制与逻辑控制的功能。属于有触点控制。 优点：线路简单，容易实现。 缺点：体积笨重，故障点多，可靠性低。一般金属铜片带银触点，寿命短。 （2）接触器 结构及工作原理 接触器是利用电磁吸力的原理工作的，主要由电磁机构和触头系统组成。电磁机构通常包括吸引线圈、铁心和衔铁三部分。图1.2为接触器的结构示意图与图文符号，（a）图中，1、2，3、4是静触点，5、6是动触点，7、8是吸引线圈，9、10分别是动、静铁心，11是弹簧。（b）图中，1、2之间是常闭触点，3、4之间是常开触点，7、8之间是线圈。 继电逻辑控制电机单向旋转 三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制，图1.3为接触器控制电路。 接触器控制电路图中，Q为开关，FU1、FU2为主电路与控制电路的熔断器，KM为接触器，KR为热继电器，SB1、SB2分别为启动按钮与停止按钮，M为笼型感应电动机。 KR电动机过载保护。 随着电子技术的发展，微计算机的出现，软件编程技术的提高，能否制造一种设备，通过软件编程实现继电逻辑控制功能？ 1968年，美国通用汽车公司为了改造汽车电气控制，面向全世界发出标书，研制新的工业控制器： 1) 用软件实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数等功能；2）编程方便，可在现场修改和调试程序；3）维护方便；4）可靠性高；5）体积小；6）易于扩展等。 共提出10项指标。1969年，美国的数字设备公司(DEC)中标，设计了世界上的第一台PLC—PDP14，并用在汽车自动装配线上。最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。（无触点） 三、PLC的发展 2. 发展趋势 （与DCS比较） （1）与计算机联系密切 （2）发展多样化 （3）模块化 （4）网络与通信能力增强 （5）多样化与标准化 （6）工业软件发展迅速 1.2 PLC的功能与特点 一、功能 逻辑控制功能 定时与计数：如何对钢坯计数 顺序控制：辊道电机顺序启停 数据处理：数学运算等 A/D、D/A转换 运动控制 过程控制 远程控制 通信联网 监控功能 三、特点 1.运行稳定，可靠性高 ，抗干扰能力强；线路无触点；多层电路板设计；模块冗余；光电隔离；故障自诊断等措施，可适用于较恶劣的生产环境。（高温、粉尘、振动、潮湿，钢板氧化铁皮除磷） 2.功能强大 。既可对开关量进行处理，也可对模拟量进行处理；既可实现逻辑运算，也可实现数据运算；既可实现顺序控制，也可实现闭环算法控制，包括高级过程控制等。 3.编程语言直观易学：LAD、STL、FBD 4.与网络技术结合紧密 5.体积小、重量轻、功耗低 1.3　分类与性能指标 1. 从结构上 可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式。 2. 从规模上 按PLC的输入输出点数可分为： 小型(128点以下、内存几K)、中型（128－512、内存几十K）、大型（512－896、几百K）、超大型（896以上、1000K以上）。 考虑集散控制，集中于一台风险大。 技术性能指标 （这些在工程设计时都要考虑） 1. 外形尺寸 ：考虑安装、盘面布置等； 2. 输入输出点数：选型用； 3. 机器字长：系统运算精度，模拟量处理；（8位、12位AD对100℃分辨率不同） 4. 扫描速度：系统运算快慢。如CPU226 处理： 布尔逻辑每条指令0.37μS; 移字操作每条指令34μS; 字运算操作每条指令46μS; 实数运算每条指令100-400μS;影响实时性。 5. 指令系统 6. 存储器容量 7. 模板种类及扩展性 8. 通信功能 1.4　常用PLC及应用 1. 工业应用 1）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等； 2）模拟量控制，部分PLC或功能模块具有PID控制功能，可实现过程控制； 3）监控，用PLC可构成数据采集和处理的监控系统； 4）建立工业网络，为适应复杂的控制任务且节省资源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。 2. 其他行业应用 可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国防和民用，如建筑，环保，家用电器等。 常用PLC 　第二章 可编程序控制器的工作原理 PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。图2.1为一典型PLC结构简图。 1. 中央处理器CPU 中央处理单元（CPU）一般由控