模块一 认识PLC

5 PLC的特点 • 按外形和结构分 整体式和模块式 • 按点数和功能分 小型PLC/中型PLC/大型PLC
任务二 从传统的电气控制到PLC
• 1．使用传统控制方式的电动机自锁运行的控制。
• 2．使用PLC控制的电动机自锁运行
• 3．电动机的传统控制方法和PLC控制方法的比较
PLC控制的硬件接线只是作为PLC输入的操作者控制信 号和作为输出的控制电动机运行的信号
1 在图示的控制系统中，PLC起着什么样的作用呢？
• 在全集成化的控制系统中，PLC是最基本的控制设备，收集 来自现场各种传感器信号及操作者的控制信息作为输入信号， 执行存储器中用户编写的程序，将程序执行后的结果输出， 驱动相应电动阀门的开关、电动机的启动与调速等生产过程。
• PLC定义：
– 可编程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，并通过数字的、模拟的输入 和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控 制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一 个整体，易于扩充其功能的原则设计。
模块一 认识PLC
学习目标
学习了本模块之后，你将会… • 了解PLC的基本概念； • 熟悉从传统的电气控制到PLC控制的转换； • 熟悉PLC硬件的构成，各部分的功能； • 熟悉PLC的软件构成； • 熟悉PLC的编程语言，各种编程语言的特点； • 了解PLC的工作原理，熟悉PLC的扫描工作模式； • 了解PLC的性能与选型。
单元三 了解PLC的工作原理和系统选型
教学课题 教学目标
教学重点 教学难点 教学方法
PLC的工作原理和系统选型
1、了解PLC的工作原理 2、了解PLC的性能及系统选型 PLC的工作原理和性能 PLC的工作原理 板书和多媒体结合
教学手段
板书和多媒体结合
任务五 了解PLC的工作原理
• 1. PLC的扫描工作模式
2 PLC的发展
• • • • • 从技术上看 从产品规模上看 从产品配套性上看 从市场上看 从网络发展上看
3 PLC的特点
• • • • • 可靠性高,抗干扰能力强 配套齐全,功能完善,适用性强 易学易用 设计开发工作量小，维护方便 体积小、重量轻，功耗低
4 PLC的应用领域
• • • • • • 开关量的逻辑控制 模拟量控制 运动控制 过程控制 数据处理 通信与联网
单元一 传统的电气控制到PLC控制的转换
教学课题 教学目标
教学重点 教学难点 教学方法
PLC的初步认识
1、了解PLC的基本概念 2、熟悉从传统电气控制到PLC控制的转换 从传统的电气控制到PLC控制的转换 从传统的电气控制到PLC控制的转换 板书和多媒体结合
教学手段
板书和多媒体结合
任务一 与PLC的初次会面
• （7）电源
– 电源部件将交流电源转换成供PLC内部需要的直流电源，它的好坏 直接影响PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC均采用开关式 稳压电源供电，同时还向各种扩展模块提供24V直流电源。
任务四 认识PLC的软件
• 1． PLC的软件构成 – PLC的软件系统可分为系统程序和用户程序两大类 • 2．PLC的编程语言
• （2）存储器RAM/ROM
– 主要用来存放系统程序、用户程序和工作数据等。存储器是衡量 PLC性能的一个重要指标。
• （3）I/O接口
– 输入接口 ：接收来自现场检测部件如限位开关、操作按钮、选择 开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量(要通 过模数变换进入机内)等各种状态控制信号，并存入输入映像寄存 器。 – 输出接口模块是PLC与现场设备之间的连接部件，用来将输出信号 送给控制对象的输出接口。其作用是将中央处理单元送出的弱电 控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触 器、电机等被控设备的执行元件。
– 输入接口电路通常有两类，一类为直流输入型，如图1-6a所示；另 一类是交流输入型，如图1-6b所示
IN
输入LED 内 部 电 路
IN
输入LED
～
IN
IN
内 部 电 路
COM a) 直流输入接口电路示意图
COM
b) 交流输入接口电路示意图
图1-6
输入接口电路示意图
– PLC的输出接口类型有三种：继电器输出型、双向晶闸管输出型和 晶体管输出型
– PLC的用户程序由根据现场控制要求，使用厂家提供的编程语言自 行编写的程序。不同的厂家的PLC有不同的编程语言。 – （1）顺序功能图（SFC) – （2）梯形图（LAD） – （3）语句表（STL） – （4）功能块图（FBD） – （5）结构化文本（ST） 在西门子S7-200系列PLC的编程软件STEP7-Micro/WIN的软件中， 主要使用LAD、STL、FBD三种方式编写用户程序。
任务六：了解PLC的性能及选型
• 1． PLC的性能指标 – （1）I/O点数 – （2）存储器容量 – （3）指令的种类和数量 – （4）扫描速度 – （5）内部寄存器的种类和数量 – （6）通讯能力 – （7）智能模块 – （8）扩展能力
– 其工作过程一般分为五个阶段，即输入采样、执行用户程序、处 理通讯请求、CPU自诊断和输出刷新五个阶段。完成上述五个阶 段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫 描速度重复执行上述五个阶段。
• 2. PLC的工作原理
– S7-200在循环扫描中完成控制任务，在一个扫描周期中，执行读 输入、执行用户程序、处理通讯请求、执行CPU自诊断、写输出 等阶段。
教学手段
板书和多媒体结合
任务三 认识PLC的硬件
• 西门子S7-200PLC
• 1． PLC的硬件构成
– PLC的硬件系统一般主要由中央处理单元CPU、输入/输出接口、 I／0扩展接口、存储器、电源等几个部分组成，
• （1）中央处理单元（CPU）
– PLC的控制中枢，其性能决定了PLC的性能，它按PLC中程序赋予 的功能，有条不紊地进行工作。
– (1) PLC控制系统结构紧凑 – (2) PLC内部大部分采用“软”逻辑
– (3) PLC控制功能改变极其方便
来自百度文库– (4) PLC控制系统制造周期短
单元二 掌握PLC的硬件和软件构成
教学课题 教学目标
教学重点 教学难点 教学方法
PLC的硬件和软件
1、熟悉PLC的硬件组成 2、熟悉PLC的软件组成 PLC的硬件和软件组成 PLC的硬件结构和编程语言 板书和多媒体结合
L
输出LED 内 部 电 路
L
输出LED
OUT
OUT L OUT ～
L
OUT
～
内 部 电 路
COM
COM
图1-6
继电器输出接口电路示意图
图1-7
双向晶闸管输出接口电路示意图
输出LED
L+
内 部 电 路
OUT OUT
L L
COM
图1-8 晶体管输出接口电路示意图
• （4）I/O扩展接口
– 小型的PLC输入输出接口都是与中央处理单元CPU制造在一起的， 为了满足被控设备输入输出点数较多的要求，常需要扩展数字量输 入输出模块；为了满足模拟量控制的需要，常需要扩展模拟量输入 输出模块，如A/D、D/A转换模块等；I/O扩展接口就是为连接各种 扩展模块而设计的。
• （5）通讯接口
– 用于PLC与编程器、计算机、PLC、变频器、触摸屏等智能设备之 间的连接，以实现PLC与智能设备之间的数据传送。
• （6）编程器
– 编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键 盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数，它经过编程器接 口与中央处理器单元联系，完成人机对话操作。