《电气控制与PLC综合应用技术》第2章.ppt

第2章 PLC基础知识 2.1 PLC控制系统的构成与特点 2.2 PLC的产生与定义 2.3 PLC的应用、分类及程序语言 2.4 PLC的结构 2.5 PLC的循环扫描工作方式 2.6 S7-200的主要指标及接线端口 2.1 PLC控制系统的构成与特点 1．PLC控制系统的构成 图2-1 内装PLC的电气控制柜 图2-2所示为继电器电气控制系统和PLC电气控制系统框图。可以看出，它们的控制方式不同，继电器控制属于继电器硬件连线控制方式，PLC控制属于存储程序控制方式 图2-2 电气控制系统框图 图2-3 PLC控制简图 （1）硬件结构简单 （2）控制逻辑更改方便 （3）系统稳定、维护方便 2．PLC控制系统的特点 2.2 PLC的产生与定义 国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。” 2.3 PLC的应用、分类及程序语言 用户的PLC程序可以用如图2-4所示的梯形图语言或指令表语言编写。 1．PLC应用 （1）开关量逻辑控制 （2）模拟量控制 （3）运动控制 （4）多级控制 2．PLC分类 PLC按结构形状可分为整体式和模块式。 PLC按输入/输出接口（I/O接口）点数可分为小型机、中型机和大型机。 3．PLC程序语言 图2-4 程序梯形图和指令表 2.4 PLC的结构 PLC主要由CPU、存储器、I/O接口、通信接口和电源等几部分组成，如图2-5所示。 1．中央处理器CPU 2．存储器 3．电源 4．通信接口 图2-5 PLC的硬件结构 5．输入接口 输入接口用来完成输入信号的引入、滤波及电平转换。 图2-6 PLC输入接口电路 PLC的输出接口有3种形式：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出，如图2-7所示 6．输出接口 图2-7 PLC输出接口电路 表2-1 S7-200系列PLC输出接口电路的规格表 项 目 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 负载电源最大范围 5～250V AC 5～30V DC 20.4～28.8V?DC 40～264V?AC 额定负载电源 220V?AC、24V?DC 24V?DC 120/230V?AC 电路绝缘 机械绝缘 光电耦合绝缘 光电耦合绝缘 负载电流（最大） 2A/1点 10A/公共点 0.75A/1点 6A/公共点 0.5A/1点 0.5A/公共点 响应 时间 断→通 约10ms 2μs（Q0.0，Q0.1） 15μs（其他） 0.2ms+1/2AC周期 通→断 约10ms 10μs（Q0.0，Q0.1） 130μs（其他） 0.2ms+1/2AC周期 脉冲频率（最大） 1Hz 20kHz 2.5 PLC的循环扫描工作方式 1．读输入 2．执行程序 3．处理通信请求 4．执行CPU自诊断 5．写输出 图2-8 PLC循环扫描工作方式 2.6 S7-200的主要指标及接线端口 2.6.1 S7-200的结构及主要指标 1．S7-200 PLC的结构 图2-9 S7-200系列CPU单元的结构 2．S7-200的主要指标 表2-2 S7-200主要技术指标 特 性 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 外形尺寸（mm） 90×80×62 90×80×62 120.5×80×62 190×80×62 程序存储器 可在运行模式下编辑 不可在运行模式下编辑 4 096 4 096 4 096 4 096 8 192 12 288 16 384 24 576 数据存储区（B） 2 048 2 048 8 192 10 240 掉电保持时间（h） 50 50 100 100 本机I/O：数字量 6入/4出 8入/6出 14入/10出 24入/16出 扩展模块（个） 0 2 7 7 高速计数器 单相 双相 4路30kHz 2路20kHz 4路30kHz 2路20kHz 6路30kHz 4路20kHz 6路30kHz 4路20kHz 脉冲输出（DC） 2路20kHz 2路20kHz 2路20kHz 2路20kHz 模拟电位器 1 1 2 2 实时时钟 配时钟卡 配时钟卡 内置 内置 通信口 1