plc第二章
第二章PLC软、硬件组成及工作原理
2.1.2 PLC的产生与发展趋势
▪ 2. PLC的国内外发展状况及主要产品厂家 ▪ 美国PLC发展得最快: ▪ 1984年有48家,生产150多种PLC; ▪ 1987年有63家,生产243种PLC; ▪ 1996年有70余家,生产近300种PLC。 ▪ 著名厂家有A—B(Allen-Bradley)艾伦一布拉德利
变的。 ▪ (2)按控制性能进行分类 ▪ 高档机S7-400、中档机S7-300和低档机S7-200
2.1.4 PLC的分类
▪ (3)按结构形式分类 ▪ 整体式PLC:又称单元式或箱体式。整体式PLC是将电
源、CPU、I/0部件都集中装在一个机箱内。一般小 型PLC采用这种结构。 ▪ 模块式PLC:将PLC各部分分成若干个单独的模块,如 CPU模块、I/0模块、电源模块和各种功能模块。模 块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一 般大、中型PLC采用模块式结构,有的小型PLC也采用 这种结构。 ▪ 有的PLC将整体式和模块式结合起来,称为叠装式PLC。
2.1.5 PLC的特点及应用领域
▪ 主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的: 如专用总线、专家通信网络及协议,I/O模板不通用,甚 至连机柜、电源模板亦各不相同。
▪ 编程语言虽多数是梯形图,但组态、寻址、语言结构均 不一致,因此各公司的 PLC互不兼容。
▪ SIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为基础,在 Windows平台下,结合IEC1131-3国际标准的新一代 开放体系结构的PLC。
世界上第一台可编程序控制器,并在GM公司汽车生产线上 首次应用成功。 ▪ 1980年美国电气制造商协会(NEMA)正式将其命名为编程 序控制器(Programmable Controller),简称 PC。
《西门子PLC高级项目应用》第2章 PLC的主从控制
任务1 开放式用户通信-任务描述
本任务采用开放式用户通信方式实现上述项目要求,并完成以下工作: (1)分配IO、绘制控制电路接线图; (2)完成PLC接线; (3)正确编写PLC程序; (4)调试运行。
任务1 开放式用户通信-任务分析
任务2 S7协议通信-任务实施
一、 PLC的IO分配 PLC1的IO分配如下表:
地址 I0.0 I0.1 I0.2
输入
功能
外接元件
通电使能
SB1(绿色自保持按钮)
向左点动
SB2(绿色自复位按钮)
向右点动
SB3(红色自复位按钮)
地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2
输出 功能 通电使能指示 向左运行指示 向右运行指示
任务2 S7协议通信-任务实施
三、 PLC编程 建立连接
任务2 S7协议通信-任务实施
三、 PLC编程 PLC1 程序编写
在PLC1端新建FC函数块, 然后在函数块中建立程 序。
任务2 S7协议通信-任务实施
三、 PLC编程 PLC1 程序编写
任务2 S7协议通信-任务实施
三、 PLC编程 PLC1 程序编写
能力目标 (1)会使用S7通信方式完成两台PLC的网络组态及参数配置; (2)会用S7通信方式通信方式完成两台S7-1200PLC间的通信程序的编写。
素养目标 (1)培养学生的举一反三地应变综合能力; (2)倡导爱国情怀。
任务2 S7协议通信-任务知识
一、S7协议 S7通信协议为西门子S7系列PLC内部集成的一种通信协议,该通信协议未公开,不能用于与第
台停止运动。
任务1 开放式用户通信-任务目标
第2章_PLC的硬件与工作原理(应用)
8k字左右
大型机:开关量和模拟量、2048点以上、容量16k字 以上,功能强大
2.1.1 PLC的物理结构
按结构形式分
整体式PLC
将电源、CPU、I/O接口等部件都集中 装在一个机箱内,具有结构紧凑、体积小、价格低 等特点。
1
2
西门子S7-200PLC
日本三菱FX系列PLC
S7-200 CPU模块的外形图
图2-8 扫描过程
• 工作方式——集中 输入、集中输出, 周期性循环扫描的 方式进行工作的。 • 工作过程——上电 处理、扫描过程、 出错处理(自诊断) 几个阶段。
写输出
读输入
执行程序 自诊断
处理通讯
周期性循环扫描,集中输入、集 中输出,与单片机系统的区别? 怎样增强抗干扰能力?
输入采样阶段
PLC的扫描过程
第2章 PLC的硬件与工作原理
2.1 2.2 2.3 2.4 PLC的硬件 PLC的工作原理 S7-200CN系列PLC I/O地址分配与外部接线
学习目标
熟悉PLC的硬件、分类,工作原理,IO模块, 外部接线等。
2.1 PLC的硬件
PLC按结构形式分类
整体式
模块式 按I/O容量分 小型机:开关量、I/O256点以下、容量4k字左右 中型机:开关量和模拟量、256~2048点之间、容量
KF SF1
电 源 母 线
KF KF
QA1
QA2 KF
电 源 母 线
PLC梯形图:串行工作方式
PLC梯形图:串行工作方式
SF2 I0.0 I0.1 I0.0 M0.0
()
Q0.0 M0.0 M0.0 Q0.0
~
பைடு நூலகம்QA1
第二章 PLC的基本组成及工作原理
2.2 PLC的工作原理
继电器控制与 PLC控制的比较:
➢为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异, 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间一般均小 于100ms。这样在对于I/O响应要求不高的场合, PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别 了。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(1)输入接口作用:将按钮、行程开关或传感器等产生 的信号,转换成数字信号送入主机。
内内1
内
内
.
内
输入n
内
COM
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(2)输出接口作用:将主机向外输出的信号转换成可以 驱动外部执行电路的信号,以便控制接触器线圈等电 器通断电;另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。
并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 ( 2 )检查、校验用户程序。 ( 3 )接收现场数据。 ( 4 )执行用户程序。 ( 5 )故障诊断。
注意:PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数 据。
描述PLC性能的几个术语
位:二进制的一位,仅有1、0 数字:4位二进制数构成一个数字 字节:2个数字或8位二进制数构成一个字节 字:两个字节构成一个字。
• 继电器输出特点:低速大功率, 用于用于直流、交流负载(隔离、功率放大)。
• 晶体管集电极输出特点:高速小功率, 用于直流负载。
• 双向可控硅(晶闸管的一种)输出特点:高速大功率, 用于交流负载。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块-继电器输出
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
PLC2
3.中间继电器
中间继电器实质上是电压继电器的一种,其主要用途是当其 他继电器的触点数或触点容量不够时,可借助中间继电器来扩大 它们的触点数或触点容量,起到中间转换的作用。
(二) 时间继电器
时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开 的控制电器,按其动作原理与构造不同,可分为电磁式、 空气阻尼式、电动式和晶休管式等类型 。 1.空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼作用获得延时的,有通电延时和 断电延时两种类型 。 优点:结构简单、寿命长、价格低廉,还附有不延时 的 触点,所以应用较为广泛。 缺点:准确度低、延时误差大(士10%~士20%), 因此在要求延时精度高的场合不宜采用。
一、低压断路器结构和工作原理
二、典型低压断路器简介
1.万能框架式断路器
用于低压配电网络中,分配电能和作为供电线路及电源设备 的过载、欠电压和短路保护。
2.塑料外壳式断路器
用于低压配电柜中,作配电线路、电动机、照明线路等设备的 电源开关和保护。
3.小型断路器
通常装于线路末端,对有关用电设备进行配电、控制和保护。
第六节
熔断器
熔断器是一种广泛应用的最简单有效的 保护电器,作短路和过电流保护。通常与被 保护电路串联,当电路短路或严重过电流时 快速自动熔断,切断电源电路。
2.熔断器的工作原理
熔断器最小熔化电流 熔断器熔化系数 熔断器截断电流
3.熔断器的技术参数
二、常用典型熔断器简介·
1. 插入式熔断器
四、功能表图
功能表图是一种用来全面描述控制 系统的控制过程、功能和特性的表图,它不仅 适用于电气控制系统,也可用于气动、液压和 机械等非电控制系统或系统的某些部分。 在功能表图中,把一个过程循环分 解成若干个清晰的连续的阶段,称为“步”。 步用矩形框表示,为便于识别,步必须加数字 标号。
第2章第3讲PLC的内部器件
10、指针P/I (1)分支指令用指针:P0~P63采用十进制编号,共64
点。用于指定FNC00(CJ)条件跳转。
(2)中断用指针:I0□□~I8□□通过指令FNC01
(CALL),指定输入中断、定时中断、计数器中断的中 断子程序。
m8012产生100ms时钟脉冲m8013产生1s时钟脉冲m8033plc停止时输出保持plc停止时映象寄存器和数据寄存器数据全部保持m8034禁止全部输出虽然输出全部禁止但plc中的程序及映象寄存器仍在运行m8030电池电压下降监视当锂电池电压下降到一定值时接通3特殊辅助继电器m8000m82554状态元件s状态继电器是步进顺控中的重要元件它与步进顺控指令stl组合使用
2、输出继电器(Y): 把PC的输出信号通过一对常开触点送到输出接线 端子,驱动外部负载,(外部信号无法直接驱动Y, 它只能在程序内部用指令驱动),其状态对应于输出 刷新阶段锁存器的输出状态,同时它还有无数对供编 程使用的内部常开、常闭触点。 编号: FX系列: Y0~Y7、Y10~Y17 (八进制)
增计数器
减计数器
8、数据寄存器D:存放16位二进制数
数据寄存器是存储数据的软元件。这些寄存器都是16位 的,可存储16位二进制数,最高位为符号位(0为正数,1为 负数)。一个存储器能处理的数值为-32768~+32767。将两 个相邻的寄存器组合可存储32位二进制数。如果指定低位 (例如D0),则紧接低位地址号的高位(D1)便被自动占 用。低位指定一般用偶数软元件号(地址号)。32位寄存器 可处理的数值为-2147483648~+2147483647。 FX系列数据寄存器可分为普通用、断电保持用和特殊用 三类。 通用:D0—D199(停电时,其存储的数据会被清零) 停电保持:D200—D7999 特殊数据寄存器:D8000~D8255
PLC教案-第二章
一、PLC的主要特点
二、PLC的主要应用领域
PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用,在国内外已广范应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。经验表明,80%以上的工业控制可以使用PLC来完成。
主要有以下几个方面:
1.数字量逻辑控制
2.运动控制
上课时间
第2周
上课节次
课型
理论课
课题
第二章PLC概述
教学目的
了解PLC的特点及功能
教学方法
多媒体教学
重点、难点
PLC的基本特点
时间分配
教学内容
板书或课件版面设计
可编程序控制器(Programmable Controller),简称PC,也称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,目前,可编程序控制器的发展已远远超出了逻辑控制,顺序控制的范围,还具有过程控制、运动控制、数据处理、网络通信等功能,为了区分PC个人计算机,故仍沿用简称PLC。
三、按结构形式分类
PLC可分为整体式、模块式和软PLC(即集成的PLC)等三类。
(1)整体式PLC
又称单元式或箱体式。整体式PLC是将电源、CPU、I/0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构。可扩展一定数量的I/O接口(即不含CPU的整体式I/O组件),如下图所示。
整体式PLC的结构:
70年代初步认识
80年代引进试用
90年代后推广应用
2000年以后PLC生产有一定的发展,特别是近几年,国产PLC有了更新的小型、中型、大型产品。
PLC的发展趋势
1、向超大型、超小型两个方向发展
第二章 PLC基本指令
用户程序中不能通过输出及设置指令修改,也不能在 系统调试时接受写入状态值;Y元件可通过线圈输出 指令来赋予其状态值,也可以被设置状态值,还可以 在系统调试时接受强制及写入状态值,通过系统块可 以设置在STOP状态下Y元件的输出状态;
(3)执行程序全清除操作后,全部指令都变成NOP。
5.置位、复位指令 1)SET:线圈置位指令 梯形图:
指令列表:SET(D)
适用软元件:Y、M、S、LM、SM、C、T 功能说明:当能流有效时,D指定的位元件将被
置位。
2)RST:线圈清除指令 梯形图:
指令列表:RST(D)
适用软元件:Y、M、S、LM、SM、C、T 功能说明:当能流有效时,指定位元件(D)将
梯形图:
指令列表:MPS 功能说明:将当前能流值压栈保存,供后续的输出分支
的能流计算使用。
2)MRD:读输出能流栈顶值指令
梯形图:
MRD
指令列表:MRD 功能说明:将能流输出栈的栈顶值赋给当前能流。
3)MPP:输出能流栈出栈指令
梯形图:
MPP
指令列表:MPP 功能说明:对能流输出栈进行弹栈操作,出栈值赋给当
全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列
可编程控制器实训 项目式教程
第二章 PLC基本指令
实训项目2 交流电动机点动运行控制系统设计
装接电路的原则:应遵循 “先主后控,先串后并; 从上到下,从左到右;上 进下出,左进右出。”
1)控制要求:
电气控制与PLC应用(电子教案)目录第2章
图2-7 连续运行控制线路
2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制
既能点动又能长动控制:
图 2 ∣ 8 长 动 与 点 动 控 制
2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制
三相笼型电动机直接起动时,电流一般可达额 定电流的4~7倍,过大的起动电流会减低电动机 的寿命,还会引起电源电压波动,所以对于容量 较大的电动机来说必须采用减压起动的方法,以 限制起动电流。 减压起动虽然可以减小起动电流,但也降低了 起动转矩,因此仅适用于空载或轻载起动。 三相笼型电动机的减压起动方法有定子绕组串 电阻(或电抗器)起动、自耦变压器减压起动、 星-三角形减压起动、延边三角形起动等。
2.1.2 电气原理图
图2-3 电动机正反转横坐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图示法电气原理图
2.1.3 电气元件布置图
电气元件布置图主要是用来表明电气设备上所 有电机、电器的实际位置,是机械电气控制设备 制造、安装和维修必不可少的技术文件。布置图 根据设备的复杂程度或集中绘制在一张图上,或 将控制柜与操作台的电器元件布置图分别绘制。 绘制布置图时机械设备轮廓用双点划线画出,所 有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备,用 粗实线绘制出其简单的外形轮廓。电器元件及设 备代号必须与有关电路图和清单上的代号一致。
GB6988—1987《电气制图》
GB7159—1987《电气技术中的文字符号制订通则》 规定从1990年1月1日起,电器控制线路中的图形 和文字符号必须符合最新的国家标准。
2.1.1 电器控制线路常用的图形、文字符号
国家标准GB7159—1987《电气技术中的文 字符号制订通则》规定了电气工程图中的文 字符号、它分为基本文字符号和辅助文字符 号。
第2章 PLC的结构和工作原理
绪论 EXIT
29
2.2 可编程控制器的工作原理
2.2.1 PLC的工作方式和工作过程
PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU连续执行
用户程序和任务的循环序列称为扫描。
CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用
周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的 。
绪论 EXIT
30
扫描周期主要包括
绪论 EXIT
13
3、输入输出接口 输入输出接口是PLC与工业控制现场各类信号连接的 部分。 输入接口用来接受生产过程的各种参数(输入信号)。 输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信 息(输出信号),并通过机外的执行机构完成工业现场的 各类控制。 为了适应可编程控制器在工业生产现场的工作,对 输入输出接口有二个主要的要求: ☆良好的抗干扰能力 ☆能满足工业现场各类信号的匹配要求
绪论 EXIT
32
l 输入采样阶段
PLC以扫描方式顺序读入输入端子的通断状态(ON/OFF),并 写入相应的输入状态寄存器中,即刷新输入,接着转入程序执行阶段。
l 程序执行阶段
PLC按先左后右,自上而下的顺序对每条指令进行扫描,并将相 应的运算和处理结果写入输出状态寄存器中。
l 输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后,输出状态寄存器的通断状态转写入输出 锁成器中,驱动相应的输出设备,产生PLC的实际输出。 经过这三个阶段,PLC完成一个扫描周期。
扫描周而复始地进行。
绪论 EXIT
34
PLC与微机、继电接触器工作方式比较:
PLC的工作方式:循环扫描(串行) 微机的工作方式:等待命令 继电接触器的工作方式:并行
PLC与微机、 继电接触器 的主要区别
绪论 EXIT
零基础入门PLC工程师(基础篇)-第二章
响
出
应
模
输 出 信 号
区
块
详细组成 (FX3U系列)
可登录三菱电机自动化(中国)有限公司官网查看硬件手册了解详细情况
以下为实物图:
输入部分端子排
程序上传/下载
输出部分端子排
输入指示灯 运行状态指示灯
输出指示灯
三:PLC工作原理
工作方式: 第一阶段:输入扫描, PLC在执行程序之前,首先扫描输入端
一个PLC控制器由以下三部分组成:输入部 分 、逻辑处理部分 、 输出部分。
输入部分
继电器触点 按钮
感应器 真空表 行程开关
逻辑部分
输
输
入
CPU
出
单
存储器
单
元
电源
元
继电器触点 指示灯 电磁阀 接触器 脉冲输出
输出部分
工作流程图:
外
部 输 入 信 号
输 入 响
输 入
应
模
区
块ห้องสมุดไป่ตู้
用户编辑 程序处理
输 出
输
①② ③
① 代表输入和输出共计48点;高端型PLC一般为输入和输出对半分,则输入 24点,输出24点。基本型和简易型PLC一般输入输出不一致,可查看三菱自动 化官网FX系列选型手册。 ② “MT” 代表晶体管输出,“MR” 代表继电器输出
③ “D”代表24V电源供电,“E”代表220V电源供电
二: 组成部分
子,按顺序将所有输入信号读入寄存器-输入状态的输入响应寄 存器中。PLC在运行程序时,读取输入响应寄存器中的信息。而 且采样结果不会在本工作周期内改变,只有到下一个扫描阶段 才会改变。 第二阶段:PLC程序执行,PLC程序采用“顺序扫描(从上而下, 从左到右)不断循环”的方式进行工作的。这一点很重要,往 往很多程序上的问题找不出原因是和PLC扫描周期有关,后面将 会用程序进行具体讲解。 第三阶段:输出执行,当执行完用户所有程序后,PLC上将所有 程序结果传送至输出响应寄存器中然后反应至输出模块,驱动 外部设备。
第2章 PLC的基本组成和工作原理
③交流输入电路
(1)输入接口电路:采用光电耦合器,防止强电干扰。
输入端子 发光二极管 PLC
3.3k
In
内 内 内 470 内
1000PF
24V – + + – COM 发光二极管
直流电源
光电三极管
直流输入电路
外部开关
输入点
S
R1 T C M R2 → →
+5V
内 部 电 路
A
公共端 输入点的状 态显示
模拟量输出单元框图
(四)电源 1、电源一般为单相交流电源(AC100 240V, 50/60Hz),也有用直流24V供电的。 2、对电源的稳定性要求不是太高,允许在额定 电源电压值的±10% ~ 15%范围波动。 3、小型PLC,电源与CPU合为一体,中大型PLC, 用单独的电源模块。
PLC 的供电
(三)输入/输出接口单元 输入/输出单元:PLC与被控对象之间传送输入 输出信号的接口部件,输入/输出单元有良好的电隔 离和滤波功能。
输入接口电路
由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。
输出接口电路
由CPU输出电路和功率放大电路组成。
输入/输出模块: (一)开关量 I/O模块 1. 开关量输入模块 ① 直流输入; ② 交流/直流输入; ③ 交流输入。 2. 开关量输出模块 ① 继电器输出(交流/直流驱动); ② 晶体管输出(直流驱动); ③ 双向晶闸管输出(交流驱动)。 (二)模拟量 I/O模块 (三)其他功能I/O模块
用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指 令。同一厂家的PLC产品,其助记符语言与梯 形图语言是相互对应的,可互相转换。
– 助记符语言常用于手持编程器中, 梯形图语言则多用于计算机编程环境 中。
plc第2章s7-300plc系统组成及内部资源(改)修改至20页
● 状态位(STA):执行位逻辑指令时,用于保存对 应位的状态。
比如下图当调用I0.0时,I0.0的状态保存在STA中, 当调用M0.0时,M0.0的状态会保存在STA中。
● 逻辑运算结果位(RLO):用来存储执行位逻辑指令 或比较指令的结果。结果为1表示能流通过。
另外CPU和各模块的参数被恢复为默认设置。
如果有存储器卡,CPU在复位后将它里面的用户程 序和系统参数复制到工作存储区。
பைடு நூலகம்位存储器操作:
通电后从STOP 位置扳到MRES 位置,“STOP” LED 熄灭1s,亮1s,再熄灭1s 后保持亮后。
放开开关,使它自动回到STOP位置,然后又扳 回到MRES,“STOP”LED 以2Hz 的频率至少闪动3s, 表示正在执行复位,最后“STOP”LED 一直亮,表 示复位完成。
加减法下溢出(超出负数的 允许范围)
正数绝对值过 大,超出正数浮 点数表示范围
1
1
—
除法或MOD(取余数)指令 的除数为0
非法的浮点数
比如:前面浮点数运算的结果已超出浮点数的表示范围,此结果又要参与本次浮点运 算,就会出现非法的浮点数。
执行比较、移位和循环移位、逻辑指令后的CC1和CC0:
CC1 CC0
第2章 S7-300PLC系统组成及内部资源
2.1 S7-300PLC硬件系统组成
• S7-300由多种模块部件组成,包括导轨(Rack)、电 源模块(PS)、CPU模块、接口模块(IM)、输入输 出模块(SM)、功能模块(FM)、通讯处理器模块 (CP)。各种模块能以不同方式组合在一起,从而可 使控制系统设计更加灵活,满足不同的应用需求。
第2章 PLC的硬件与工作原理
PLC经过这五个阶段的工作过程,称为一 个扫描周期,完成一个扫描周期后,又重新执 行上述过程,扫描周而复始地进行。
显然扫描周期主要取决于程序的长短,一般每秒 钟可扫描数十次以上,这对于工业设备通常没有什 么影响。但对控制时间要求较严格,响应速度要求 快的系统,就ห้องสมุดไป่ตู้该精确的计算响应时间,细心编排 程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少扫描周 期造成的响应延时等不良影响。
Q0.0 KM
二、PLC的操作模式
STOP:创建和编辑用户程序,设置PLC的 硬件功能,并可将程序下载到PLC。 RUN: 执行用户程序实现控制功能。
三、PLC工作原理
PLC通电后,对硬件和软件初始化,初始化后,PLC 反复不停地分阶段处理各种不同的任务,这种周而复 始地循环工作方式称为扫描工作方式。
解:4~20mA的模拟量对应于数字量6 400~32 000,压力的计算公式为
P
(10000 0) 100 ( N 6400) ( N 6400) (kPa) (32000 6400) 256
模拟量输出模块的量程有10V和0~20mA两种:
图2-11 模拟量输出数据字的格式
(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM)
它是非易失性的,但是可以用编程装置对它编程.兼有
ROM的非易失性和RAM的随机存取优点,但是将信息写入 它所需的时间比RAM长得多。EEPROM用来存放用户程序 和需长期保存的重要数据。
三、I/O模块 (1)输入接口电路:采用光电耦合器,防止强电干扰。
2.执行用户程序
在执行指令时,从I/O映像寄存器或别的位元件的映像 寄存器读出其0/1状态,并根据指令的要求执行相应的逻 辑运算,运算的结果写入到相应的映像寄存器中,因此, 各映像寄存器(只读的输入过程映像寄存器除外)的内容 随着程序的执行而变化。
第二章 PLC的基础知识
常用的功能模块有: 模拟量输入模块 模拟量输出模块 动态输入/输出模块 温度传感器模块 高速计数模块 PID模块 远程I/O模块 通讯模块
5.扩展口 扩展口是PLC的总线接口。主机与近程扩展机之 间利用扩展口相连接。 6.编程器 编程器是PLC最常用的外设,也是PLC中唯一不 需要通过功能模块而直接与总线相连接的外 设。
(1)直流开关量输入模块:
输入
滤 波
......
R1 DC 24V COM 图2-4 D 直流开关量输入模块原理图 C R2 T 滤 波
. . .
输 入 选 择 器
(2)交流开关量输入模块:
输入
滤 波 输 入 选 择 器
C AC 200~240V COM
R2 R3
......
滤
. . .
R1
T D 图2-5
2.3 可编程序控制器的扩展构成
在实际应用中,经常遇到仅用主机不能满足控 制要求的情况。例如,有的场合控制规律不 太复杂,但信号较多,这时仅用主机就可能 出现输入/输出点数不够用,而选用高档PLC 虽然输入/输出点数够用,但成本较高。在这 种情况下,应考虑采用主机带扩展机的方式。
2.3.1 近程扩展方式 当CPU主机上的I/O点数不能满足需要时,或组合式 PLC选用的模块较多在主机上安装不开时,可通过 扩展口进行近程扩展。
可编程序控制器构成的存储程序控制系统的 组成部分: 输入部分:它们直接接受来自操作台上的操 作命令,或来自被控对象上的各种状态信息, 如按钮、开关、传感器等。 输出部分:它们用来接受程序执行结果的状 态,以操作各种被控对象,如电动机、电磁 阀、状态指示部件等。 控制部分:采用微处理器和存储器,执行按 照被控对象的实际要求编制并存入程序存储 器的程序,来完成控制任务。
第二章PLC的基础指令系统
第二章S7-200 PLC的基本指令本章重点:(1)了解SIEMENS S7-200 PLC的软器件特点。
(2)掌握SIEMENS S7-200 PLC的指令系统的功能以及编程的方法。
本章的能力要求:通过学习,使学生具有灵活应用SIEMENS S7-200 PLC 指令进行编程的能力。
一、基本逻辑指令LD(load):常开触点逻辑运算开始。
A(And):常开触点串联连接。
O(Or):常开触点并联连接。
= (Out):线圈驱动。
图2-1 基本逻辑指令应用1. 指令使用说明:1)LD指令用于与输入母线相连的触点,在分支电路块的开始处也要使用LD指令。
2)触点的串/并联用A/O指令,线圈的驱动总是放在最右边,用=(Out)指令。
3)LD、A、O指令的操作元件(操作数)可为I,Q,M,SM,T,C,V,S。
=(Out)指令的操作元件(操作数)一般可为Q,M,SM,T,C,V,S。
4)在PLC中,用于常闭触点的基本逻辑指令为:LDN(Load Not):常闭触点逻辑运算开始。
AN(And Not):常闭触点串联。
ON(Or Not):常闭触点并联。
2. 指令使用注意问题1)在程序中不要用=(Out)指令去驱动实际的输入(I),因为I的状态应由实际输入器件的状态来决定。
2)尽量避免双线圈输出(即同一线圈多次使用)。
二、复杂的逻辑指令1.电路块的串/并联OLD(Or Load):电路块的并联。
ALD(And Load):电路块的串联。
每个电路块开始用LD、LDN指令,OLD指令用于电路块的并联,ALD指令用于电路块的串联,OLD及ALD指令均没有操作元件。
图2-2 串并联练习:根据下列梯形图写出指令表。
图2-3 练习12、逻辑堆栈的操作LPS(Logic Push):逻辑入栈指令(分支电路开始指令)。
在梯形图的分支结构中,LPS 指令用于生成一条新的母线,其左侧为原来的主逻辑块,右侧为新的从逻辑块,可直接编程。
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KM1 SB2
SB3 KM2
V1
KM1
KM2
5.自动停止控制电路
电路的工作原理:当按下正转起 动按钮SB2后,KM1的线圈通电 吸合并自锁,电动机正转,拖动 运动部件作相应的移动,当位移 至规定位置(或极限位置)时,安 装在运动部件上的挡铁(撞块)便 压下SQ1,SQ1常闭触点断开,K M1断电释放,电动机停止运转。 这时即使再按SB2,KM1也不会 吸合,只有按反转起动按钮SB3, 电动机反转,使运动部件退回, 挡铁脱离行程开关SQ1,SQ1的 常闭触点复位,为下次正向起动 做准备。
(1)设备操作使用说明书 (2)电气原理图
2.电气控制电路分析的内容和要求
(1)设备操作使用说明书
1)设备的构造组成、工作原理,传动系统的类型及驱动方式,主要性能
指标等。
2)电气传动方式,电动机及执行电器的数量、规格型号、用途、控制要 求及安装位置等。 3)设备的操作方式,各种操作手柄、开关、按钮、指示灯的作用与安装 位置。 4)与机械、液压部分直接关联的电气元器件,如行程开关、电磁阀、电 磁离合器、各种传感器等元器件,它们的安装位置、工作状态及与机械、
2
3
4
5
6
2.图面区域的划分
•电气原理图上方的1、2、3、…数字是图区编号, 是为了便于检索电气线路、方便阅读分析而设置 的。图区编号也可设置在图的下方。图幅大时可 在图纸左方加入a、b、c、…字母图区编号。 •图区编号下方的文字表明对应区域下方元器件或 电路的功能,使读者能清楚地知道某个元器件或 某部分电路的功能,以利于理解整个电路的工作 原理。
(2)可逆运行反接制动控制电路
2.能耗制动控制电路
(1)单向运行能耗制动控制电路 (2)可逆运行能耗制动控制电路
(1)单向运行能耗制动控制电路
(2)可逆运行能耗制动控制电路
采用速度原则控制的电动机可逆运行能耗制动控制电路
2.2.5 三相笼型异步电动机调速控制电路
1.双速电动机的调速原理
双速电机的变速是通过改变定子绕组的联结来改变极对数, 从而实现转速的改变。常见的定子绕组接法方式有两种: 三角形→双星形(△→YY)变换和星形→双星形(Y→YY) 变换。
各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。
5)不在同一安装板或电气柜上的电气元件或信号的电气连接一般 应通过端子排连接,并按照电气原理图中的接线编号连接。 6)走向相同、功能相同的相邻多根导线可用单线或线束表示。
2.2
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7
L1 L2 L3 QF FU
FR
SB1 KM2 SB2 R KM2 KM1 KM1 n KS
KM2
FR
3 KM1 VM 3~ KS KM2
(1)单向运行反接制动控制电路
电路的工作原理: 起动时,合上电源开关QF,按下起动按钮SB2,接触器KM1 的线圈得电吸合且自锁,KM1的主触点闭合,电动机起动运 转;当电动机转速升高到一定数值时,速度继电器KS的常开 触点闭合,为反接制动做好准备。 停车时,按停止按钮SB1,接触器KM1的线圈失电释放,KM1 的主触点断开电动机的工作电源;而接触器KM2的线圈得电 吸合,KM2的主触点闭合,串入电阻R进行反接制动,电动机 产生一个反向电磁转矩(即制动转矩),迫使电动机转速迅速 下降,当转速降至100r/min以下时,速度继电器KS的常开触 点复位打开,使接触器KM2的线圈失电释放,及时切断电动 机的电源,防止电动机的反向再起动。
2.1 电气控制电路的绘制原则及标准
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 电气图中的图形符号及文字符号 电气原理图的绘制原则 电气安装接线图 电气元件布置图
2.1.2电气原理图的绘源自原则1.绘制电气原理图的基本原则 2.图面区域的划分 3.符号位置的索引 4.电气原理图中技术数据的标注
第2章
2.1 2.2 2.3 2.4
基本电气控制电路
电气控制电路的绘制原则及标准 交流电动机的基本控制电路 典型生产机械电气控制电路的分析 电气控制电路的一般设计法
2.1.1 电气图中的图形、文字符号
电气图形符号是电气技术领域必不可少的工程语 言,只有正确识别和使用电气图形符号和文字符 号,才能阅读电气图和绘制符合标准的电气图。
(1)多地控制电路 (2)顺序起、停控制电路 (3)步进控制电路
(1)多地控制电路
两地的起动按钮SB3、SB4常开触 点并联起来控制器KM线圈,只要其 中任一按钮闭合,KM线圈就通电吸 合; 两地的停止按钮SB1、SB2常闭触 点串联起来控制KM线圈,只要其中 有一个触点断开,接触器KM线圈就 断电。
液压部分的关系,在控制中的作用等。
2.电气控制电路分析的内容和要求
(2)电气原理图
电气原理图是控制电路分析的中心内容。在分析时,必须与阅读其他
技术资料结合起来,例如,各种电动机及执行电器的控制方式、位置
及作用,各种与机械设备有关的位置开关、主令电器的状态等。
2.3.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤
2.双速电动机的控制电路
(1)接触器控制的双速电动机控制电路 (2)接触器、时间继电器控制的双速电动机控制电路
2.2.6 电气控制电路中的保护环节
1.短路保护 2.过电流保护 3.过载保护 4.零电压保护和欠电压保护
2.3 典型生产机械电气控制电路的分析
2.3.1 电气控制电路分析的基础 2.3.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3 C650型卧式车床电气控制电路的分析
2.3.1
电气控制电路分析的基础
1.电气控制电路分析的依据 2.电气控制电路分析的内容和要求
1.电气控制电路分析的依据
分析设备电气控制电路的依据是设备本身的基本结 构、运动情况、加工工艺要求、电力拖动要求和电
气控制要求等。这些依据来自设备本身的有关技术
资料,如设备操作使用说明书、电气原理图、电气 安装接线图及电气元件明细表等。
1.绘制电气原理图的基本原则
1)主电路、控制电路、信号电路等应分别绘出。 2)电气原理图中电气元件的布局,应根据便于阅读的原则安排。
3)各电气元件不画实际的外形图,但要采用国家标准规定的图形
符号和文字符号来绘制。 4)电气原理图中所有电器的触点,应按没有通电和没有外力作用 时的开闭状态画出。 5)事故、备用、报警开关应表示在设备正常使用时的位置。 6)应尽可能减少线条和避免交叉线。 7)有机械联系的元器件用虚线连接。
交流电动机的基本控制电路
三相笼型异步电动机直接起动控制电路 三相笼型异步电动机减压起动控制电路 三相绕线转子异步电动机起动控制电路 三相笼型异步电动机制动控制电路 三相笼型异步电动机调速控制电路 组成电气控制电路的基本规律 电气控制电路中的保护环节
2.2.1
三相笼型异步电动机直接起动控制电路
1.电动机单向点动控制电路 2.电动机单向自锁控制电路 3.电动机单向点动、自锁混合控制电路 4.电动机正反转控制电路 5.自动停止控制电路 6.自动往返控制电路 7.其他典型控制电路
1.分析主电路 2.分析控制电路 3.分析辅助电路 4.分析联锁与保护环节 5.分析特殊控制环节 6.总体检查
2.3.3
C650型卧式车床电气控制电路的分析
1.车床的主要结构和运动形式
C650型卧式车床的结构示意图 1—床身 2—主轴 3—刀架 4—溜板箱
5—尾座
2.电力拖动和控制要求
主轴电动机M1 : 车床的主轴运动及溜板箱进给运动均由主 轴电动机M1来拖动。主轴电动机采用直接起动方式,可正、 反两个方向旋转,并可进行正、反两个旋转方向的电气停车制 动。为加工调整方便,还应具有点动功能。 冷却泵电动机M2 : 车削加工时,为防止刀具和工件的温升 过高,需要用冷却液冷却,因此需安装一台冷却泵,由冷却泵 电机拖动。它只需要单方向连续运转,采用直接起、停方式。 快速移动电动机M3: M3拖动刀架快速移动,还可根据使用 需要随时进行手动启、停控制。 保护及照明电路:主电动机M1和冷却泵电动机M2应具有必 要的短路保护和过载保护 。
2.2.2
三相笼型异步电动机减压起动控制电路
1.电动机定子绕组串电阻减压起动控制电路 2.星-三角减压起动控制电路 3.自耦变压器减压起动控制电路
1.电动机定子绕组串电阻减压起动控制电路
2.星-三角减压起动控制电路
1) 接触器KM3先吸合,KM1后吸合。 2) 互锁保护措施。 3) 电动机绕组由星形联结向三角形联结自动转换后,随着KM3 失电,KT失电复位。
W 25A 1.5mm2 KM FU2 2A SB1 1 SB2
.
FU3 2A
0.75mm2
2.5mm
2
KM
1.5mm2 Q1 2 FR
6.8-11 A 8.4
U1
V1 W1
U2
V2
W2
3
M1 3~
M2 3~
V12
KM 2 4 2 2
0
PE
4kW 1500r/min
0.25kW 1500r/min
1
1.电动机单向点动控制电路
2.电动机单向自锁控制电路
(1)电路的工作原理 (2)电路的保护环节 1)短路保护。 2)过载保护。 3)欠电压和失电压保护。
3.电动机单向点动、自锁混合控制电路
4.电动机正反转控制电路
(1)正-停-反控制电路 (2)正-反-停控制电路
(1)正-停-反控制电路
U1 V1 W1 QF SB1 KM1 KM2 KM1 SB2 KM2 FR V M 3~ KM1 KM2 SB3 KM1 KM2 FR FU
6.自动往返控制电路
反向KM2
FU L1 L2 L3 QF SB1 KM1 KM2 SB2 SQ1 FR SQ3 U PE V M 3~ KM1 KM2 W KM2 SQ4 KM1 KM1 SQ2 SB3 SQ2 KM2 SQ1 FR