[工学]第五章 PLC基础知识.ppt

1.1 可编程控制器的产生及定义 传统继电器-接触器控制 传统继电器-接触器控制的特点： 控制方法简单，工作可靠，成本低。 适用于固定动作要求的控制设备。 不适合较复杂和控制要求经常改变的设备。 可编程控制器的产生 1） 编程简单、现场可修改程序； 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系统； 5）数据可以直接送入计算机； 6）成本可与继电器系统竞争； 7）输入可为市电（交流115V，2A以上）； 8）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 9）通用性强、易于扩展； 10）用户存储器大于4K。 1969年，美国数字设备公司（DEC）,根据GM公司的要求,首先研制成功第一台可编程序控制器,并应用在通用汽车的生产线上，取得成功，从而开创了工业控制的新局面。从此这一技术在工业领域迅速发展起来。 自1969年第一台PLC面世以来， PLC已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。 可编程控制器的定义 继电器控制系统与PLC控制系统的区别 1）运行方式 1.2 PLC的特点及应用 PLC与单片机、计算机的区别 1.可靠性高、逻辑功能强、体积小。 2.在需要大量中间继电器、时间继电器及计数继电器的场合，PLC无需增加硬件设备。 3.随着要求的变更PLC对程序修改方便。继电器线路要想改变控制功能，必须变更硬接线，灵活性差。 4.具有网络通讯功能，可附加高性能模块对模拟量进行处理，实现各种复杂控制功能。 PLC 的应用领域 （1）用于开关逻辑控制。 （2）用于机械加工的数字控制，如PLC和计算机控制CNC组合数控机床、注塑机等。 （3）用于机器人控制，如可实现3~6轴的机器人控制。 （4）用于多级控制，实现自动化网络。 当前流行的PLC 国产的PLC产品 1)德国西门子（Siemens）公司：S7-200、S7-300； 2)日本立石（OMRON）公司：C120、C200、C500、C1000H系列； 3)日本三菱（MITSUBISHI）公司：FX0、FX1、FX2系列； 4)日本松下电工（NAIS）公司：FP0、FP1、FP2等。 1.3 PLC的编程语言 梯形图 指令表 逻辑功能图 顺序功能图 高级语言 梯形图 梯形图是在原继电器—接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它是目前用得最多的PLC编程语言。 顺序功能图 顺序功能图是一种采用顺序功能符号和功能图块来表达控制过程的程序，它常用来编制顺序控制类程序，包含步、任务、转换三个要素。 1.4 PLC的硬件组成及结构 S7-200 CPU 224主机的结构外形 S7-200 CPU 224外部电路接线电路图  PLC 的分类 1.5 PLC的工作原理 PLC：循环扫描的工作方式 CPU从第一条指令开始按指令步序号作周期性的循环扫描，如果无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。 一个扫描周期主要分为三个阶段： 输入刷新阶段 程序执行阶段 输出刷新阶段 常用的控制系统工作方式比较： 继电器－接触器系统：并行方式工作 微机系统：中断/查询方式工作 PLC系统：循环扫描方式工作 第二部分 S7-200 PLC系统配置 S7-200的组成及其性能指标 S7-200的编程元件及其功能 S7 -200的组成及其性能指标 S7-200的基本构成 S7-200 PLC的主机、扩展单元的外形及连接图 S7-200的编程元件及其功能 S7-200的基本数据类型 1位布尔型（BOOL） 8位字节型（BYTE） 16位无符号整数（WORD） 16位有符号整数（INT） 32位无符号双字整数（DWORD） 32位有符号双字整数 （DINT） 32位实数型（REAL） S7-200数据存储区 ◆ 输入映像寄存器（Ｉ） ◆ 输出映像寄存器（Q） ◆ 变量存储器（V） ◆ 辅助继电器（M） ◆ 顺序控制继电器存储器（S） ◆ 特殊标志位存储器（SM） ◆ 定时器存储器（T） ◆ 计数器存储器（C） ◆ 模拟量输入映像寄存器（AI） ◆ 模拟量输出映像寄存器（AQ） ◆ 累加器（AC） ◆ 高速计数器（HC） S7-200各数据存储区的含义 1.输入映像寄存器（Ｉ） 用于存放PLC的输入信号状态值 2.输出映像寄存器（Q） 用于存放程序的运算结果，驱动外部设备 3.变量寄存器（V） 用于数据运算、数据传送、存储中间结果 4.辅助继电器（M） 与中间继电器功能相似 5.特殊标志位存储器（SM） 用于存储系统的工作