PLC应用技术.ppt
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PLC原理及应用技术ppt课件
中
央 ⑴微处理器CPU 编程
通信
C电PU作为整个PLC的核器心接起着总指接挥口的作用，
是PLC源的运算和控制中心。。口 ⑵存储器R中A央M/ROM
处
存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来 存放系统程序、处用理户程序、系逻辑变统量和总其它一线些
课程简介
本课程的学习目的
掌握PLC的组成及工作原理， 熟悉PLC的指令系统，掌握PLC的 各种功能。具备PLC控制系统硬 件设计、软件编程和调试的基本 能力，为走向工作岗位练就一身 本领。
课题一 PLC概述
学习内容
一、PLC的产生与发展 二、PLC的组成 三、PLC的基本工作原理 四、PLC的性能、特点及分类 五、PLC的控制功能
第一代PLC（1969～1972年）：大多用一位机开发， 用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能，机种 单一，没有形成系列化。
第二代PLC（1973～1975年）：采用了8位微处理器及 半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实 现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。
课题一 PLC概述
第三代PLC（1976～1983年）：随着高性能微处理器及 位片式CPU在PLC中大量的使用，PLC的处理速度大大提高， 从而促使它向多功能及联网通信方向发展，增加了多种特殊 功能，如浮点数的运算、三角函数、表处理、脉宽调制输出 等，自诊断功能及容错技术发展迅速。
第四代PLC（1983年～现在）：不仅全面使用16位、32 位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reduced instruction set computer)精简指令系统CPU等高级CPU，而 且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时 生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品 成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数 据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。
《PLC应用技术》ppt课件第四单元 顺序功能图
图4-21 自动门控制示意图
二、原理分析
为了用PLC控制器来实现自动门控制系统，PLC需要5个输入点，4个输出 点，输入输出点分配见表4-3。 表4-3 输入输出点分配表
输入继电器 作用 输出继电器 作用
X0
X1 X2 X3
红外感应器
开门减速开关 开门极限开关 关门减速开关
Y0
Y1 Y2 Y3
电机高速开门
四、任务实施
1．将二个模拟按钮开关的常开触点分别接到PLC的X0和X1（如图4-18所示的 输入部分），并连接PLC电源。检查电路正确性，确保无误。
2．输入图4-16所示的梯形 图，进行程序调试，调试时 要注意动作顺序，运行后可 任意按下X0（或X1），监控 观察各输出化，检查是否完成了按 钮式人行道交通灯所要求的 功能。
（1）以转换条件作为停止电路
将图4-25b 中M2的常闭触点用转换条件X3的常闭触点代替即可，如图4-25c所
示。
图4-25 仅有两步的小闭环
（2）在小闭环中增设一步
如图4-26a所示，在小闭环中增设了M10步就可以解决这一问题，这一步没有什 么操作，它后面的转换条件“=1”相当于逻辑代数中的常数l，即表示转换条件总是满 足的，只要进入步M10，将马上转换到步M2去。图4-26b是根据图4-26a画出的梯形 图。
图4-24 自动门控 制梯形图
三、知识链接
1．用启-保-停电路实现的选择序列的编程方法
（1）选择序列分支的编程方法 如果某一步的后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能转换到不同的N 步去，应将这N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联，作为结束 该步的条件。如图4-23中步M4之后有一个选择序列的分支，当它的后续步M5或者M6 变为活动步时，它应变为不活动步。所以需将M5和M6的常闭触点串联作为步M4的停 止条件。 （2）选择序列合并的编程方法 对于选择序列的合并，如果某一步之前有N个转换(即有N条分支在该步之前合并 后进入该步)，则代表该步的辅助继电器的启动电路由N条支路并联而成，各支路由某 一前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应转换条件对应的触点或电路串联而成。 以步M1为例，对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0、X0和M6、 T1的常开触点串联而成。
PLC原理与应用技术ppt课件
27
7. 模拟量输出模块（D/A、AO）
D/A作用：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4~20mA等
如： 12位数字量（0～4095） → 4~20mA 2047 对应的转换结果： 12mA
调节阀 变频器
……
执行器控制信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC
0～4095 0～1023
……
工程化转换
工程量
0～100℃ ?～??kPa
……
CPU
软件实现
硬件滤波 如：RC滤波
软件滤波 如：中值滤波
软件RC滤波 ……
25
A/D组成：一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（Analog to
Digital Converter）等组成
输入信号1
多路 转换
11
存储器、存储空间的分配－－系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统 的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解 释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂 商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它 和硬件一起决定了该PLC的各项性能。
12
存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区
直流、交流负载（隔离、功率放大）
2) 晶体管集电极输出：高速小功率
直流负载
3) 双向可控硅输出：高速大功率
交流负载
23
以继电器形式为例
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
路
路
输出接口电路
Y
COM +-
交流电源或 直流电源
24
6. 模拟量输入模块（A/D、AI）
7. 模拟量输出模块（D/A、AO）
D/A作用：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4~20mA等
如： 12位数字量（0～4095） → 4~20mA 2047 对应的转换结果： 12mA
调节阀 变频器
……
执行器控制信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC
0～4095 0～1023
……
工程化转换
工程量
0～100℃ ?～??kPa
……
CPU
软件实现
硬件滤波 如：RC滤波
软件滤波 如：中值滤波
软件RC滤波 ……
25
A/D组成：一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（Analog to
Digital Converter）等组成
输入信号1
多路 转换
11
存储器、存储空间的分配－－系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统 的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解 释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂 商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它 和硬件一起决定了该PLC的各项性能。
12
存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区
直流、交流负载（隔离、功率放大）
2) 晶体管集电极输出：高速小功率
直流负载
3) 双向可控硅输出：高速大功率
交流负载
23
以继电器形式为例
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
路
路
输出接口电路
Y
COM +-
交流电源或 直流电源
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6. 模拟量输入模块（A/D、AI）
电气控制与PLC应用技术-完整课件
交通工具
飞机、汽车、船舶等交通 工具的电气控制系统。
电气控制系统的基本组成
输入设备
控制元件
执行机构
控制系统
传感器、开关、按钮等， 用于采集被控对象的参
数和状态信息。
继电器、接触器等，用 于实现电路的通断控制。
电动机、电磁阀等，用 于实现被控对象的动作。
由控制器（如PLC）、 编程软件等组成，用于 实现控制逻辑和算法。
根据被控对象的控制要求，选择满足控制 点数、控制精度、控制顺序等要求的PLC。
选择具有良好扩展性的PLC，以便未来增加 或减少I/O模块。
考虑性能和可靠性
考虑成本因素
选择性能稳定、可靠性高的PLC，以确保长 期稳定运行。
在满足控制要求的前提下，选择性价比高 的PLC。
PLC的硬件配置
主控单元
包括中央处理器、存储器、电 源等核心部件。
运动控制
总结词
PLC能够实现高精度的运动控制，如伺服电机、步进电机等。
详细描述
在自动化生产线中，需要实现高精度的运动控制，如切割、装配等。通过与伺服电机、步进电机等运动控制设备 的配合，PLC能够实现精确的位置控制和速度控制，提高生产效率和产品质量。
过程控制
总结词
PLC能够对工业生产过程中的各种参数进 行监控和调节，实现自动化过程控制。
案例分析
以某高层建筑中的电梯为例，介绍PLC如何实现对电梯的自动化控 制和安全保护。
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电气控制与PLC应用技术-完整课 件
目录
• 电气控制技术概述 • PLC基础知识 • PLC在电气控制中的应用 • PLC的选型与配置 • PLC的通信与网络技术 • PLC应用案例分析
PLC应用技术课件第一单元认识PLC
图1-1是四台PLC通信联网的示意图，图1-2和图1-3是两个应用实例。
图1-1 PLC的通信联网
图1-2 选用GE公 司PLC的某开关量 控制盘
图1-3 选用A-B 公司PLC的某造纸 厂控制柜
二、常用的PLC控制器
目前，世界上PLC产品可按地域分成三大流派：美国、欧洲和日本产品。
1．美国PLC产品
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
谢谢
图1-29 直流输入接口
2）交直流输入接口 图1-30 交直流输入接口
3）交流输入接口 图1-31 交流输入接口
（2）开关量输出接口
开关量输出电路的作用是将PLC的输出信号传送到用户输出设备（负载），开 关量输出电路可分为三类：直流输出接口，交流输出接口，交直流输出接口。按输 出开关器件的种类不同，开关量输出电路也可分为三类：晶体管输出型，继电器输 出型，双向晶闸管输出型。
2．编程元件
不同厂家、不同系列的PLC，其内部软继电器（编程元件）的功能和编号也不相 同，因此在编制程序时，必须熟悉所选用PLC的每条指令涉及编程元件的功能和编号 。
（1）输入继电器（X） 输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受PLC外部开关信号的元件。PLC通 过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存储在输入映象 寄存器中。输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能 出现其线圈。由于输入继电器（X）为输入映象寄存器中的状态，所以其触点的使用 次数不限。FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的编号范 围为X000~X267（184点）。
在运行模式，PLC要完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作，如 图1-43所示。
《PLC应用技术》课件——2.10 启停控制程序--边沿检测指令应用
时序图分析
边沿检测触点指令
我们通过时序图来分析一下它的工作过程： • 梯形图的第2行M0.4置位Q0.2，且Q0.2保持高电平。
I0.4 M0.4 I0.5 M0.5 Q0.2
时序图分析
边沿检测触点指令
我们通过时序图来分析一下它的工作过程： • 梯形图的第3行检测到信号I0.5下降沿时，该触点接通一个扫描周期，因此M0.5
边沿检测触点应用实例演示
当启动按钮按下后无法弹回时，为了模拟这个效果。我们用手指一直按住启动 按钮，此时PLC的I0.4端口一直处于接通状态，程序中的I0.4这个触点也一直接 通，那么停止按钮需要一直按着，松开后Q0.0又得电了。
边沿检测触点应用实例演示
我们来看一下右边的程序，这是采用了启动信号边沿检测触点指令的起保停程 序，即使启动按钮对应的PLC的I0.4端口一直处于接通状态，我只要按一下停止 按钮就能停止。
边沿检测线圈指令
• 上升沿检测线圈指令，当进入线圈的能流中检测到上升沿信号时，分配的位为 TRUE，且维持一个扫描周期。
• 下降沿检测线圈指令，当进入线圈的能流中检测到下降沿信号时，分配的位为 TRUE，且维持一个扫描周期。
1
0
0
上升沿检测线圈指令
下降沿检测线圈指令
边沿检测线圈指令
注意：边沿检测线圈指令可以放置在程序当中的任何位置。 • 边沿检测线圈不影响逻辑运算结果，它对能流畅通无阻。 • 给其输入的逻辑运算结果被立即送给线圈的输出端。
边沿检测触点应用实例演示
这两个程序的区别是： • 是否采用了边沿检测触点指令？那么这条指令是如何工作的呢？
NO 02
第二部分
边沿检测触点指令
边沿检测触点指令
边沿检测指令认知：上升沿检测指令和下降沿检测指令
边沿检测触点指令
我们通过时序图来分析一下它的工作过程： • 梯形图的第2行M0.4置位Q0.2，且Q0.2保持高电平。
I0.4 M0.4 I0.5 M0.5 Q0.2
时序图分析
边沿检测触点指令
我们通过时序图来分析一下它的工作过程： • 梯形图的第3行检测到信号I0.5下降沿时，该触点接通一个扫描周期，因此M0.5
边沿检测触点应用实例演示
当启动按钮按下后无法弹回时，为了模拟这个效果。我们用手指一直按住启动 按钮，此时PLC的I0.4端口一直处于接通状态，程序中的I0.4这个触点也一直接 通，那么停止按钮需要一直按着，松开后Q0.0又得电了。
边沿检测触点应用实例演示
我们来看一下右边的程序，这是采用了启动信号边沿检测触点指令的起保停程 序，即使启动按钮对应的PLC的I0.4端口一直处于接通状态，我只要按一下停止 按钮就能停止。
边沿检测线圈指令
• 上升沿检测线圈指令，当进入线圈的能流中检测到上升沿信号时，分配的位为 TRUE，且维持一个扫描周期。
• 下降沿检测线圈指令，当进入线圈的能流中检测到下降沿信号时，分配的位为 TRUE，且维持一个扫描周期。
1
0
0
上升沿检测线圈指令
下降沿检测线圈指令
边沿检测线圈指令
注意：边沿检测线圈指令可以放置在程序当中的任何位置。 • 边沿检测线圈不影响逻辑运算结果，它对能流畅通无阻。 • 给其输入的逻辑运算结果被立即送给线圈的输出端。
边沿检测触点应用实例演示
这两个程序的区别是： • 是否采用了边沿检测触点指令？那么这条指令是如何工作的呢？
NO 02
第二部分
边沿检测触点指令
边沿检测触点指令
边沿检测指令认知：上升沿检测指令和下降沿检测指令
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S7-200系列PLC程序设计
三台电动机顺序启动控制
一．项目要求： 按下启动按钮，M1电动机启动，运行5秒后M2
电动机启动，M2运行10秒后M3电动机启动；按 下停止按钮三台电动机均停止运行。
S7-200系列PLC程序设计
二．项目程序设计
1．I/O地址分配表
S7-200系列PLC程序设计
2．PLC外部接线
电机停止运行。
图1 起保停电路
S7-200系列PLC程序设计
位操作指令程序的应用——起保停控制电路
三相异步电动机的起保停控制 电路所实现的这一逻辑控制可
以用逻辑代数式表示为：
图中的接触器线圈作为被控量， 与梯形图中的线圈具有相同的 作用，用继电接触器控制系统 所实现的这样一种逻辑功能， 也可以很容易地用PLC来实现。
图2 Y—Δ降压起动 I/O端子接线图
梯形图的经验设计法 ——机床电路中的Y—Δ起动环节的改造
3、梯形图程序如图3所示。
图3 三相笼型异步电动机的Y—Δ降压起动程序
S7-200系列PLC程序设计
三相异步电动机的正反转控制
一．项目要求：
要求按下正向 启动按钮，电 机正转；按下 反转启动按钮， 电机反转。按 下停止按钮， 电机停转。要 有必要的联锁
PLC应用技术
PLC程序设计基础 顺序控制设计法 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法
S7-200系列PLC程序设计
1.1.2 PLC基本结构
编程器
打印机
外设接口
继电器、可控硅、 晶体管电路
各种开关 继电器接点
行程开关 模拟量输入
输 入
CPU
输 出
接 ROM、RAM 接
图1是用交流接触器控制的异 步电动机的主电路、控制电路。 合上刀开关QS后，按下起动按 钮SB2，交流接触器线圈KM1得 电，接触器衔铁吸合，主电路 的三对常开主触头闭合，电机
开始运转，同时与起动按钮 SB2并联的KM1常开辅助触头也 闭合，形成自锁，保持电路接 通。按下停止按钮SB1后，接 触器线圈失电，KM1的主触点 断开，电机的三相电源被切断，
2．抢答器电路的PLC外部接线
S7-200系列PLC程序设计
S7-200系列PLC程序设计
梯形图的经验设计法
PLC使用的是与继电器接触器电路图极为相似的 梯形图编程语言，而原有的继电器接触器电路 经过长期使用，被证明是行之有效的控制电路。 而这种电路被广大的现场工作人员所熟悉，不 用改变长期形成操作习惯。
抢答器程序的设计
一．项目要求： 完成四路抢答器程序的设计，要求当一组抢到
答题权时使本组指示灯点亮，同时禁止其他组 抢答指示灯点亮，当答题完毕时由主持人拨动 开关使整个电路恢复初始状态。
S7-200系列PLC程序设计
二．项目程序设计 1．抢答器电路的I/O分配
表1 抢答器电路的I/O分配表
S7-200系列PLC程序设计
S7-200系列PLC程序设计
3、梯形图程序
图3 根据继电器电路设计的正反转控制梯形图程序
S7-200系列PLC程序设计
3、梯形图程序
有时为了减少指令数，加快程序 执行速度，或者优化程序结构，常 将直接由继电接触器控制电路改造 过来的程序进行优化处理。
图4 优化后的三相异步电机正反转控制梯形图程序
S7-200系列PLC程序设计
3．程序设计
梯形图的经验设计法 ——机床电路中的Y—Δ起动环节的改造
一．项目要求：
用要P求LC按实下现三启 相动笼按型钮异，步电电 动降图机Ｙ1机压Ｙ接所的起示接运Y动的—启行控电Δ制动10。， 路秒图后为转三换相异为 步△电接动运机行的 。 Y动现按钮—控在下，Δ制将降停电电它压止机路由起图 继按 停， 电转—。接触器控
在初始状态时，机械手 在最左边，I0.0接通；冲 头在最上面，I0.3接通； 机械手松开（Q0.0）断 开。按下起动按钮I0.4， Q0.0接通，工件被夹紧 并保持，1秒钟后，Q0.1 接通，机械手右行并碰 到行程开关I0.1，以后将 顺序完成以下动作：冲 头下行，冲头上行，机 械手左行，机械手松开， 系统最后返回初始状态。 各限位开关提供的信号 是相应步之间的转换条
件。
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
钻床控制系统
一．项目要求：
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
图1 起保停电路
S7-200系列PLC程序设计
位操作指令程序的应用——起保停控制电路
按图2 起保停控制电路图所示接线
图2 起保停控制电路接线图
S7-200系列PLC程序设计
位操作指令程序的应用——起保停控制电路
逻辑代数式表示为：
梯形图程序为:
图3 起保停控制电路梯形图程序
S7-200系列PLC程序设计
顺序控制设计法
锅炉控制系统 冲床控制系统 钻床控制系统
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
锅炉控制系统
项目要求：
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
顺序功能图
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
冲床控制系统
项目要求：
S顺7序-2控00制系设列计P法LC程序设计
顺序功能图
制方式改为由 PLC来控制。
图1 三相笼型异步电动机的Y—Δ降压起动控制电路图
梯形图的经验设计法 ——机床电路中的Y—Δ起动环节的改造
二．项目程序设计
1．I/O地址分配表
梯形图的经验设计法 ——机床电路中的Y—Δ起动环节的改造
二．项ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程序设计
2、I/O端子接线图 三相笼型异步电动机的Y—Δ降压起动控制电路的I/O接线图如图2所示。
控制。
图1 三相异步电动机正反转控制电路
S7-200系列PLC程序设计
二．项目程序设计
1．I/O地址分配表
S7-200系列PLC程序设计
二．项目程序设计
2．PLC外部接线 梯形图中的软件互锁和按钮互锁电路并不保险，应在PLC外部
设置有KM1和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路。
图2 正反转控制 I/O端子接线图
口
口
电源部件
采用光电 隔离装置
照明 电磁装置 执行机构
S7-200系列PLC程序设计
起保停电路 抢答器程序设计 梯形图的经验设计法 三台电动机顺序启动控制 机床电路中的Y—Δ起动环节的改造 三相异步电动机的正反转控制
S7-200系列PLC程序设计
位操作指令程序的应用——起保停控制电路