PLC总结和学习心得谢.docx

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PLC总结和学习心得谢

vPLC知识小结：

一、PLC的基本知识

1.什么是PLC

全名：

ProgrammableLogicController

中文名称：

可编程序控制器

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

2.PLC的产生

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。

同时，PLC的功能也不断完善。

随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。

今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

第一代：

从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。

其特点是：

CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器；

第二代：

70年代初期到70年代末期。

其特点是：

CPU采用微处理器，存储器采用EPROM；

第三代：

70年代末期到80年代中期。

其特点是：

CPU采用8位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等；

第四代：

80年代中期到90年代中期。

PLC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步；

第五代：

90年代中期至今。

PLC使用16位和32位的微处理器芯片，有的已使用RISC芯片。

我国于1974年开始研制，1977年开始工业应用。

3.典型PLC

图1-1

4.PLC的应用领域

Ø开关量的逻辑控制

----开关量的逻辑控制是PLC的最基本控制功能。

PLC首用的目标，就是用于开关量的控制。

Ø模拟量的闭环控制

----PLC具有A/D、D/A转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。

Ø数字量的智能控制

----利用PLC能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。

Ø数据采集与监控

----利用PLC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。

Ø通信、联网及集散控制

----利用PLC的强大的通信联网功能，把PLC分布到控制现场，并实现各站间的通信，上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的PCS系统。

应用举例：

图2包装切割机

5.PLC的组成

PLC是按继电-接触线路原理设计的，其等效的内部电器及线路与继电接触线路相同。

其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

1）电源

可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

2）中央处理单元（CPU）

中央处理单元（CPU）是可编程逻辑控制器的控制中枢。

它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

3）存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

4）输入输出接口电路

现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

5）功能模块

如计数、定位等功能模块。

6）通信模块

图3通信模块

6.PLC的一般特点

可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。

1）使用方便，编程简单

采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

2）功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。

它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。

PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。

PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。

硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

4）可靠性高，抗干扰能力强

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

5）系统的设计、安装、调试工作量少

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。

这种编程方法很有规律，很容易掌握。

对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。

完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。

6）维修工作量小，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。

PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。

二、西门子S7可编程控制器

目前，PLC的机型很多，但其基本结构、原理相同，基本功能、指令系统及编程方法类似。

因此，本教案从实际应用出发，选择了当今最具特色和符合IEC标准的西门子S7300系列高性能、中小型模块化可编程控制器作为背景机型。

S7-300属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。

（一）S7-300系列PLC

1、系统结构

S7-300的CPU模块（简称为CPU）都有一个编程用的RS-485接口，有的有PROFIBUS-DP接口或PtP串行通信接口，可以建立一个MPI（多点接口）网络或DP网络。

1.电源模块2.后备电池3.24VDC连接器4.模式开关5.状态和故障指示灯

6.存储器卡（CPU313以上）7.MPI多点接口8.前连接器9.前盖

图4S7-300PLC

功能最强的CPU的RAM为512KB，最大8192个存储器位，512个定时器和512个计数器，数字量最大65536，模拟量通道最大为4096。

计数器的计数范围为1～999，定时器的定时范围为10ms～9990s。

2、S7-300的输入/输出模块

输入/输出模块统称为信号模块（SM）。

前连接器插在前盖后面的凹槽内。

一个编码元件与之啮合，该连接器只能插入同类模块。

图5数字量输出模块

两线式接近开关的漏电流小于输入模块允许的静态电流，汇点输入的电流流进输入模块，反之为源输入电路。

3.S7-300的编程语言与指令系统

1）S7-300的编程语言

IEC61131-3广泛地应用PLC、DCS和工控机、“软件PLC”、数控系统、RTU等产品。

定义了5种编程语言：

Ø指令表IL（Instructionlist）：

西门子称为语句表STL。

Ø结构文本ST（Structuredtext）：

西门子称为结构化控制语言（SCL）。

Ø梯形图LD（Ladderdiagram）：

西门子简称为LAD。

Ø功能块图FBD（Functionblockdiagram）：

标准中称为功能方框图语言。

Ø顺序功能图SFC（Sequentialfunctionchart）：

对应于西门子的S7Graph。

图6PLC的编程语言

3.S7-300CPU的数制

1）二进制数

二进制数的1位（bit）只能取0和1这两个不同的值，用来表示开关量的两种不同的状态。

该位的值与线圈、触点的关系。

ON/OFF，TURE/FALSE。

二进制常数：

2#1111_0110_1001_0001。

2）十六进制数

十六进制的16个数字是0～9和A～F,每个占二进制数的4位。

逢16进1，例如B#16#3C＝3×16＋12＝60。

3）BCD码

BCD码用4位二进制数表示一位十进制数，十进制数9对应的二进制数为1001。

最高4位用来表示符号，16/32位BCD码的范围。

BCD码实际上是十六进制数，但是各位之间逢十进一。

296对应的BCD码为W#16#296，或2#0000001010010110。

4.基本数据类型

1）位（bit）：

位数据的数据类型为BOOL（布尔）型。

I3.2的意义。

2）字节（Byte）

3）字（Word）表示无符号数。

取值范围为W#16#0000～W#16#FFFF。

4）双字（DoubleWord）表示无符号数。

范围DW#16#0000_0000～DW#16#FFFF_FFFF。

5）16位整数（INT，Integer）是有符号数，补码。

最高位为符号位，为0时为正数，取值范围为-32768～32767。

6）32位整数（DINT，DoubleInteger）最高位为符号位，取值范围为（-2147483648～2147483647）。

vPLC学习心得：

这个学期开设了PLC应用技术的课程，跟以前所有开设的课程有很大的区别，这门课程的灵活性很强，其实学习的过程当中并不一定要学到多少东西，个人觉得开散思维怎样去学习，这才是最重要的，而这门课程恰好体现了这一点。

西门子S7-300PLC是现今比较先进，市场占有率最高的高端PLC产品，现在西门子已经把300和2100，高中低端PLC的编程工具统一，所以学习300，也可以应用到2100上。

S7是西门子公司标准工具STEP7，用于所有西门子部件（包括PLC、远程I/O、HMI、驱动装置和通信网络等）进行硬件和通信连接组态、参数设置和编程。

S7还有测试、启动、维护、文件建档、运行和诊断等功能。

运用S7工具，就可以完成对一台设备工作控制和运行状态监控，从设计到组态选型，调试，仿真等等工作。

但从厂实际工作出发，我们更需要是对PLC故障诊断技术，而不是应用开发技术。

我们作为PLC的学习者，更多的时候是看别人的程序，因不同人有不同的编写习惯，从PLC下载到PC上的程序又经常是没有注释和说明的，所以要看懂别人写的程序是相当困难；同时我们也没有丰富的相关知识和熟练的使用技巧，所以要在很短时间内，准确诊断出PLC的故障并找到解决方法，绝对是一项要有丰富相关知识，积累充足的经验后才能做到的。

另外,在教学中，采用组态软件和PLC控制系统相结合，以组态软件为基础，利用组态对PLC进行动画组态、硬件组态和控制组态的设定。

通过计算机全真模拟PLC的整个控制过程，对PLC的多个实验项目状态进行模拟，画面直观、生动逼真，组态软件制作出来的动态画面，可以超越课堂的时空界限．课堂上没有条件做的、演示效果不好的、短时间内做不出的实验，都可以通过组态画面展现出来，学生不用进实验室就能看清PLC的运行情况。