可编程控制器原理及应用.ppt

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可可编编程程控控制制器器原原理理及及应应用用ProgrammableLogicController（PLC）ProgrammableController（PC）可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上，逐步可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型术融为一体的新型工业自动控制装置。

工业自动控制装置。

1概概述述一、发展概况一、发展概况PLC可编程控制器可编程控制器二、二、PLC的品牌产品的品牌产品三三菱：

菱：

FX1S、FX1N、FX2N、Q、A系列系列日日立：

立：

E、EC、EM、EMII、H、EH-150、MICRO-EH系系列列东东芝：

芝：

EX20EX40系列系列富富士：

士：

NB、NJ、NS、SPB系列系列松松下：

下：

FP0、FP1、FP2、FP2SH、FP3、FPM、FPC、FP5、FP10、FP10S、FP10SH系列系列欧姆龙：

欧姆龙：

CPM1A、CPM2A、C200H、CQM1、CQM1A、CJ系列系列SIEMENS：

SIMATICS7-200S7-300S7-400系列系列施施耐耐德：

德：

Twido系列系列通通用：

用：

GE-I系列系列德洲仪器：

德洲仪器：

TI100系列系列LG：

K10、K30、K60、K80、K100、K120、K120S（E）、）、K200、K300、K1000系列系列二、二、PLC的品牌产品的品牌产品三、主要功能三、主要功能1.逻辑控制逻辑控制可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与与”、“或或“、“非非”等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接。

因此它可以代替继电器进行组合逻辑串并联、并串联等各种连接。

因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。

和顺序逻辑控制。

2.定时控制定时控制可编程序控制器具有定时控制功能。

它为用户提供若干个定时可编程序控制器具有定时控制功能。

它为用户提供若干个定时器并设置了定时指令。

定时时间可由用户在编程时设定，并能在运器并设置了定时指令。

定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行选择，因此，使用灵活，操作方便。

选择，因此，使用灵活，操作方便。

3.计数控制计数控制可编程序控制器具有计数控制功能。

它为用户提供若干个计数可编程序控制器具有计数控制功能。

它为用户提供若干个计数器并设置了记数指令。

计数值可由用户在编程时设定，并能在运行器并设置了记数指令。

计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。

种不同的记数方式。

4.A/D、D/A转换转换大多数可编程序控制器还具有摸大多数可编程序控制器还具有摸/数（数（A/D）和数）和数/摸（摸（D/A）转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。

转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。

三、主要功能三、主要功能5.定位控制定位控制有些可编程序控制器具有步进电动机和伺服电动机控制功能，有些可编程序控制器具有步进电动机和伺服电动机控制功能，能组成开环系统或闭环系统，实现位置控制。

能组成开环系统或闭环系统，实现位置控制。

6.通信与联网通信与联网有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程I/O控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。

由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成算机进行上位链接。

由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以完成较大规模的复的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂控制。

杂控制。

三、主要功能三、主要功能7.数据处理功能数据处理功能大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、比较运算；传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的按位按位“与与”、“或或”、“异或异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数制转换等操作。

据检索、比较、数制转换等操作。

随着科学技术的不断发展，可编程序控制器的功能还在不断拓随着科学技术的不断发展，可编程序控制器的功能还在不断拓宽和增强。

宽和增强。

三、主要功能三、主要功能BCD码:

用用4位二进制数来表示位二进制数来表示1位十进制数中的位十进制数中的09这这10个数码，简个数码，简称称BCD码，即码，即BCD代码。

代码。

Binary-CodedDecimal，简称，简称BCD，称，称BCD码或二码或二-十进制代码，亦称二进码十进数。

是一种二进制的数字十进制代码，亦称二进码十进数。

是一种二进制的数字编码形式，用编码形式，用二进制编码的十进制二进制编码的十进制代码。

代码。

四、主要特点四、主要特点1.可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境2.编程简单易学编程简单易学3.应用灵活方便应用灵活方便4.通用性强通用性强5.具有完善的监视和诊断功能具有完善的监视和诊断功能6.体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高1）各种机械行业，可实现设备、自动线的自动化控制；）各种机械行业，可实现设备、自动线的自动化控制；2）顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、）顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术；结合网络技术；3）数字量、模拟量的数据采集；）数字量、模拟量的数据采集；五、应用范围五、应用范围学学习要求要求：

1）了解可了解可编程控制器的基本程控制器的基本结构与基本工作原理构与基本工作原理2）搞清楚搞清楚PLC内部等效内部等效继电器器电路的等效思路路的等效思路3）熟悉熟悉PLC的指令系的指令系统统4）掌握掌握PLC的的编程方法和开程方法和开发步步骤一、一、PLC的基本结构的基本结构三菱三菱PC基本单元外形基本单元外形CPU存储器存储器通用串口通用串口扩展接口扩展接口电电源源外部设备外部设备（编程器等）（编程器等）扩展单元、特扩展单元、特殊功能单元等殊功能单元等输输入入状状态态寄寄存存器器输输出出状状态态寄寄存存器器输输入入接接口口输输出出接接口口现现场场输输入入信信号号现现场场输输出出信信号号PLC基本结构框图基本结构框图2可编程控制器的硬件结构与工作原理可编程控制器的硬件结构与工作原理2.存储器存储器系统程序存储区：

存放系统软件，固化在系统程序存储区：

存放系统软件，固化在ROM或或EPROM等只等只读存储器中。

读存储器中。

用户程序存储区：

存放用户程序用户程序存储区：

存放用户程序变量（数据）存储区：

存放内变量（数据）存储区：

存放内部变量或数据部变量或数据通常采用低功耗的通常采用低功耗的CMOS-RAM存储器加存储器加备用电池，可读写备用电池，可读写1.中央处理单元中央处理单元CPU计算和控制中心。

它的性能（位数和主频）决定了计算和控制中心。

它的性能（位数和主频）决定了PLC的运的运算速度和信息处理量的大小。

算速度和信息处理量的大小。

3.输入输入/输出接口：

输出接口：

是是CPU连接工业现场设备的桥梁。

连接工业现场设备的桥梁。

CPU：

标准电平标准电平弱电弱电数字量数字量外部设备：

外部设备：

开关量、模拟量开关量、模拟量不同电压等级的交流、直流量不同电压等级的交流、直流量高速、低速信号高速、低速信号远程、本地信号远程、本地信号输入输入/输出接口输出接口PC厂家为用户提供各种类型的厂家为用户提供各种类型的I/O接口电路。

接口电路。

直流开关量输入接口电路光耦的作用光耦的作用:

电气隔离，抗干扰电气隔离，抗干扰电平转换电平转换1）开关量输入接口：

将工业现场的开关量信号转变成开关量输入接口：

将工业现场的开关量信号转变成CPU能接受能接受的标准逻辑电平。

的标准逻辑电平。

（图）直流开关量输入接口直流开关量输入接口交流开关量输入接口交流开关量输入接口内部直流电源内部直流电源发光二极管发光二极管光电耦合器光电耦合器输出输出方式方式2）开关量输出接口：

通过该接口实现对外部设备的驱动控制开关量输出接口：

通过该接口实现对外部设备的驱动控制继电器输出继电器输出晶体管输出晶体管输出晶闸管输出晶闸管输出继电器输出：

输出接口由继电器构成。

继电器输出：

输出接口由继电器构成。

晶体管输出：

输出接口由晶体管构成。

晶体管输出：

输出接口由晶体管构成。

晶闸管输出：

输出接口由晶闸管构成。

晶闸管输出：

输出接口由晶闸管构成。

适于大功率、低速、交、直流负载适于大功率、低速、交、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于大功率、高速、交流负载适合于大功率、高速、交流负载请问请问PLCPLC输出输出24V24V是否直接驱动接触器，接触器是不是是否直接驱动接触器，接触器是不是直流接触器？

补充：

直流接触器？

补充：

PLCPLC控制的接触器控制控制的接触器控制220V220V的电的电路。

要不要中间还要有什么转换电路。

路。

要不要中间还要有什么转换电路。

PLCPLC有多种输出控制，常见的是晶闸管，小型继电器，有多种输出控制，常见的是晶闸管，小型继电器，理论上是可以直接控制接触器的，但是万一你的接触理论上是可以直接控制接触器的，但是万一你的接触器质量不好，是要烧坏器质量不好，是要烧坏PLCPLC的，所以中间还是加套中间的，所以中间还是加套中间继电器控制，加保险丝继电器控制，加保险丝（图）继电器输出型接口电路继电器输出型接口电路负载电源由外部提供负载电源由外部提供继电器输出接口电路继电器输出接口电路PLCPLC通过通过PhotoMOSPhotoMOS继电器继电器驱动电磁阀、接触器驱动电磁阀、接触器效效果好果好使用使用PhotoMOSPhotoMOS继电器继电器驱动电磁阀、电磁开关、直流电驱动电磁阀、电磁开关、直流电机、接触器等机、接触器等高速高速1KHz1KHz无机械磨损无机械磨损无噪音无噪音无辐射污染无辐射污染5V5VTTLTTL电平信号驱动电平信号驱动直流直流5-48V5-48V3-20A3-20A电流电流24V24VPLCPLC电平信号驱动电平信号驱动直流直流5-48V5-48V3-20A3-20A电流电流信号源可以是信号源可以是PLC,TTL,DCS,DSP,MCUPLC,TTL,DCS,DSP,MCU6.编程器：

编程器：

是是PLC的主要外设。

用于用户程序的编制、编辑、的主要外设。

用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视。

调试、检查和监视。

便携式：

本身不带便携式：

本身不带CPU，只能联机编程。

体积小、重量轻、只能联机编程。

体积小、重量轻、便于生产现场调试。

便于生产现场调试。

CRT智能式：

带有显示屏的图形编程器，有智能式：

带有显示屏的图形编程器，有CPU，可联机可联机编程也可脱机编程，可用多种语言编程。

编程也可脱机编程，可用多种语言编程。

4.扩展接口：

扩展接口：

是用于扩展是用于扩展I/O单元或特殊功能单元。

单元或特殊功能单元。

通用微机作为编程器：

个人电脑，配上厂家提供的编程通用微机作为编程器：

个人电脑，配上厂家提供的编程软件和通讯线。

有效利用资源。

软件和通讯线。

有效利用资源。

5.电源：

电源：

是是PLC的供电电源一般为市电（也有的供电电源一般为市电（也有24V供电的）。

供电的）。

PLC内部设计有电路进行稳压和变换。

以适应内部电路的需要。

内部设计有电路进行稳压和