PLC结构与工作原理1.ppt
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湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院一、一、电电动机正反转电气控制动机正反转电气控制二、二、电动机正反转电动机正反转PLC控制控制三、三、PLC产生和特点产生和特点四、四、PLC结构结构五、五、电动机点动控制线路电动机点动控制线路六、六、PLC工作原理工作原理七、七、讨论：
比较电气控制、讨论：
比较电气控制、PLC控制、及微机的异同控制、及微机的异同八、八、三菱三菱FX2-PLC编程器件编程器件九、九、讨论：
讨论：
十、十、总结总结湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院一、电动机正反转电气控制线路一、电动机正反转电气控制线路湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院二、电动机正反转二、电动机正反转PLC控制控制1、I/O分配：
分配：
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院2、梯形图、梯形图3、指令表、指令表湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院三、三、PLC的产生和特点：
的产生和特点：
1、PLC产生产生11）传统的继电器控制特点：
传统的继电器控制特点：
优：
简单、价廉，易于掌握，操作方便，应用广泛优：
简单、价廉，易于掌握，操作方便，应用广泛缺点：
缺点：
VV大，速度慢，耗电，硬件连接，可靠性差，通用性和灵大，速度慢，耗电，硬件连接，可靠性差，通用性和灵活性差。
活性差。
22）PLCPLC产生：
产生：
6060年代末，美国汽车制造业竞争，各厂家生产汽车型号年代末，美国汽车制造业竞争，各厂家生产汽车型号不断更不断更新新加工线也改变加工线也改变重新配置控制系统，重新配置控制系统，6868年，美国最大的汽车年，美国最大的汽车制造商制造商通用汽车公司（通用汽车公司（GMGM）设想：
设想：
计算机功能完善、灵活、通用计算机功能完善、灵活、通用继电器简单、方便；且编程和输入简单化继电器简单、方便；且编程和输入简单化取代原继电器控制取代原继电器控制装置。
装置。
6969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DECDEC），），研制出第一台研制出第一台PLCPLC，并在通用并在通用汽车公司（汽车公司（GMGM）生产线上装配试用生产线上装配试用成功成功很快发展。
很快发展。
19711971年年日本生产日本生产PLCPLC19731973年年德、英、法德、英、法我国我国19741974年年湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院3）PLC特点：
特点：
PLCPLC是专为工业应用而设计：
专门用于工业控制的计算机。
是专为工业应用而设计：
专门用于工业控制的计算机。
1）可靠性高、抗干扰能力强）可靠性高、抗干扰能力强采用了屏蔽：
对电源变压器、采用了屏蔽：
对电源变压器、CPUCPU、编程器编程器滤波：
滤波：
I/OI/O线路线路LCLC、RC、型，消除高频干扰，各模块之间的型，消除高频干扰，各模块之间的相互影响。
相互影响。
光电隔离：
在处理器与光电隔离：
在处理器与I/OI/O电路之间采用模块式结构：
故障迅速更换电路之间采用模块式结构：
故障迅速更换PLCPLC平均无故障（平均无故障（3355）*101044hh三菱公司三菱公司FF系列，平均无故障系列，平均无故障3030万万hh，一般微机所不能比拟一般微机所不能比拟2）编程简单，使用方便：
梯形图）编程简单，使用方便：
梯形图3）功能强、）功能强、速度快，精度高，有逻辑运算，定时，计数等功能，速度快，精度高，有逻辑运算，定时，计数等功能，D/AD/A，A/DA/D，数据处理，通信联网数据处理，通信联网4）通用性好：
许多通用性好：
许多PCPC制成模块式，可灵活组合制成模块式，可灵活组合55）VV小，小，GG轻，功能强，消耗底，环境适应性强，不需专门机房和空调轻，功能强，消耗底，环境适应性强，不需专门机房和空调但：
目前但：
目前PLCPLC价格还较高，高、中档价格还较高，高、中档PLCPLC使用需具有一定计算机知识使用需具有一定计算机知识价廉价廉应用应用是实现机是实现机电一体化的较理想设备，性价比。
电一体化的较理想设备，性价比。
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院4）PLC分类：
分类：
（11）按）按PLCI/OPLCI/O点数分：
点数分：
超小型：
超小型：
6481928192点点（22）按按PLCPLC结构分：
结构分：
整体式：
单元式（箱体式）整体式：
单元式（箱体式）各模块配置在一起装入机体，简单，紧凑，各模块配置在一起装入机体，简单，紧凑，VV小，价廉小，价廉模快式：
模快式：
各部分以模快分开，如：
各部分以模快分开，如：
CPUCPU模快，模快，I/OI/O模块，用搭积木方式组装模块，用搭积木方式组装在一起，灵活，扩展方便，便于维修，大、中型在一起，灵活，扩展方便，便于维修，大、中型PLCPLC。
（3）（3）按按PLCPLC功能：
功能：
低档机：
逻辑运算，计数低档机：
逻辑运算，计数中档计：
逻辑运算，计数，算术运算，数据比较中档计：
逻辑运算，计数，算术运算，数据比较高档机：
智能，过程控制高档机：
智能，过程控制湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院55）PLCPLC应用和发展：
应用和发展：
（1）PLCPLC应用：
应用：
PLCPLC应用领域非常广，并正在迅速扩大应用领域非常广，并正在迅速扩大早期早期PLCPLC：
凡是有继电器的地方；凡是有继电器的地方；现今现今PLCPLC：
控制系统存在控制系统存在用于逻辑控制：
顺序控制用于逻辑控制：
顺序控制最基本用途最基本用途：
工业自动化过程控制：
工业自动化过程控制：
A/D、D/A转换模快转换模快压力、温度：
模拟量压力、温度：
模拟量数据处理：
加减乘除数据处理：
加减乘除通信联网：
通信联网：
（2）我国）我国PLCPLC的发展和应用概况的发展和应用概况我国：
我国：
19741974年开始研制年开始研制19771977年应用年应用旧设备的改造和在一些引进设备和生产线上大量使用旧设备的改造和在一些引进设备和生产线上大量使用PLCPLC日本三菱公司日本三菱公司FF系列（系列（FF、F1F1、F2F2、FXFX系列）系列）AA、系列、系列、日本立石公司日本立石公司CC系列、松下系列系列、松下系列德国西门子公司德国西门子公司S5S5、S7S7系列：
系列：
S7-200S7-200、300300、400400系列系列美国通用汽车公司（美国通用汽车公司（GEGE系列）系列）PLCPLC产品国产化，引进和研制产品国产化，引进和研制PCPC单位很多单位很多湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院四、四、PLC结构结构以以为处理器为核心的结构：
硬件和软件为处理器为核心的结构：
硬件和软件1、硬件组成：
、硬件组成：
PLC组成逻辑部分：
组成逻辑部分：
以以CPU为核心的电子系统，实际上就是一种工业控制用的为核心的电子系统，实际上就是一种工业控制用的专用计算机。
专用计算机。
（1）继电控制线路：
）继电控制线路：
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院（22）PLCPLC结构结构逻辑部分：
以逻辑部分：
以CPUCPU为核心的电子系统，实际上就是一为核心的电子系统，实际上就是一种种工业控制用的专用计算机。
工业控制用的专用计算机。
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院22、各部分的作用、各部分的作用1）输入单元）输入单元I作用：
是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。
对输入信号进行作用：
是连接可编程控制器与其它外设之间的桥梁。
对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等，把输入信号安全、可靠地传送给滤波、隔离、电平转换等，把输入信号安全、可靠地传送给CPU。
生产设备的控制信号通过输入模块传送给生产设备的控制信号通过输入模块传送给CPU。
常用的输入信号：
常用的输入信号：
按钮、位置开关、开关或电位器、传感器、变送器按钮、位置开关、开关或电位器、传感器、变送器原理原理按按SB发光二极管导通（发光二极管导通（LED灯亮）灯亮）在发光激励下，光电三在发光激励下，光电三极管导通极管导通驱动内部电路通断驱动内部电路通断采用了滤波和光电隔离采用了滤波和光电隔离RC滤波滤波一个输入单元一个输入单元一个输入继电器一个输入继电器一个输入点一个输入点湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院2）输出单元）输出单元O
（1）作用：
输出单元是连接可编程控制器）作用：
输出单元是连接可编程控制器与控制设备的桥梁。
与控制设备的桥梁。
将将CPUCPU运算的结果进运算的结果进行隔离和功率放大后行隔离和功率放大后通过输出模块输出通过输出模块输出。
驱动外部执行元件工作。
驱动外部执行元件工作。
（22）三种输出方式：
）三种输出方式：
继电器输出：
继电器输出：
a）a）线圈与触头已完全分离，故不再需要隔线圈与触头已完全分离，故不再需要隔离措施，用于开关速度要求不高且又需要离措施，用于开关速度要求不高且又需要大电流输出大电流输出22AA负载能力，响应负载能力，响应1010msms晶体管输出晶体管输出：
b）b）使用光电偶合器驱动开关晶体管要求快使用光电偶合器驱动开关晶体管要求快速开断或动作频繁，响应速开断或动作频繁，响应0.20.2msms。
晶闸管输出晶闸管输出：
c）1msc）1ms：
I/OI/O点数点数:
PLCPLC的一个输入的一个输入/输出组件都对应输出组件都对应PCPC面面板上的一个输入板上的一个输入/输出接线柱输出接线柱一一个输入个输入/输出点。
输出点。
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院3）中央处理器）中央处理器CPU（微处理器）微处理器）PLC核心元件，核心元件，PLC控制运算中心（相当于人脑）控制运算中心（相当于人脑）PLC常用常用CPU有：
有：
8080、8086、80286、80386、单片机、单片机8031、8096等等等。
等。
8位、位、16位位、32位位4）存储器存储器:
安放程序安放程序,记忆功能记忆功能系统存储器：
系统存储器：
主要用来安放系统管理和监控程序，解释程序，是由厂家提供并固化主要用来安放系统管理和监控程序，解释程序，是由厂家提供并固化在在ROM/EPROM中，不能由用户直接存取。
中，不能由用户直接存取。
用户存储器：
用户存储器：
用来存放由编程器用来存放由编程器或磁带输入的用户程序或磁带输入的用户程序5）编程器：
编程器：
PLC外部设备外部设备用它来输入、检查、修改、调试用户程序，也用来监视用它来输入、检查、修改、调试用户程序，也用来监视PLC工作情况。
工作情况。
PLC工作时间不用：
一台编程器工作时间不用：
一台编程器多台多台PLC简易型：
价廉，小型简易型：
价廉，小型PLC智能型：
价高智能型：
价高6）电源部分：
）电源部分：
PLC内部有一个设计优良的独立电源。
内部有一个设计优良的独立电源。
电源部分将交流电源部分将交流220V转换供转换供PLC内部内部CPU存储器等电子电路工作所存储器等电子电路工作所需直流电源需直流电源5V、24V。
开关式稳压电源供电，用锂电池作停电后的后备电源，有些型号的开关式稳压电源供电，用锂电池作停电后的后备电源，有些型号的PLC如如F1、F2、FX还可向外部传感器提供还可向外部传感器提供24V直流电源。
直流电源。
湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院3、可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言PLC常用的编程语言有四种：
常用的编程语言有四种：
梯形图、指令表、功能图以及高级语言梯形图、指令表、功能图以及高级语言
（1）PLC梯形图中每个网络由多个梯形梯形图中每个网络由多个梯形级组成，每个梯形级由一个或多个支路级组成，每个梯形级由一个或多个支路组成，由一个输出元件构成。
组成，由一个输出元件构成。
类似继电器控制电路类似继电器控制电路
（2）指令语句表编程语言）指令语句表编程语言与汇编语言类似与汇编语言类似用一系列操作指令组成的语句表将控制用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描绘出来。
流程描绘出来。
序号序号操作码操作码操作数操作数0LDX11ORY12ANIX13OUTY14ENDPLC不同型号，操作码及操作数都不同不同型号，操作码及操作数都不同湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业
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