GE PLC指令培训手册资料下载.pdf

1、 GE PLC Training Manual PLC 培训手册培训手册 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 1 第一讲第一讲PLC 的基本概念的基本概念 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员是为工业控制应用而设计制造的早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称 PLC它主要用来代替继电器实现逻辑控制随着技术的发展这种

2、装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围因此今天这种装置称作可编程控制器简称 PC但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆所以将可编程控制器简称 PLC 一一.PLC 的由来的由来 在 60年代汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装随着生产的发展汽车型号更新的周期愈来愈短这样继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装十分费时费工费料甚至阻碍了更新周期的缩短为了改变这一现状美国通用汽车公司在 1969 年公开招标要求用新的控制装置取代继电器控制装置并提出了十项招标指标即 1.编程方便现场

3、可修改程序 2.维修方便采用模块化结构 3.可靠性高于继电器控制装置 4.体积小于继电器控制装置 5.数据可直接送入管理计算机 6.成本可与继电器控制装置竞争 7.输入可以是交流 115V 8.输出为交流 115V2A以上能直接驱动电磁阀接触器等 9.在扩展时原系统只要很小变更 10.用户程序存储器容量至少能扩展到 4K 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 2 1969 年美国数字设备公司（DEC）研制出第一台 PLC在美国

4、通用汽车自动装配线上试用获得了成功这种新型的工业控制装置以其简单易懂操作方便可靠性高通用灵活体积小使用寿命长等一系列优点很快地在美国其他工业领域推广应用.到 1971年已经成功地应用于食品饮料冶金造纸等工业 这一新型工业控制装置的出现也受到了世界其他国家的高度重视1971 日本从美国引进了这项新技术很快研制出了日本第一台 PLC1973 年西欧国家也研制出它们的第一台 PLC我国从 1974年开始研制于 1977年开始工业应用 二二.PLC 的定义的定义 PLC 问世以来尽管时间不长但发展迅速为了使其生产和发展标准化美国电气制造商协会 NEMA（National Electrical Manu

5、factory Association）经过四年的调查工作于 1984年首先将其正式命名为 PC（Programmable Controller）,并给 PC作了如下定义 PC 是一个数字式的电子装置它使用了可编程序的记忆体储存指令用来执行诸如逻辑顺序计时计数与演算等功能并通过数字或类似的输入/输出模块以控制各种机械或工作程序一部数字电子计算机若是从事执行 PC 之功能着亦被视为 PC但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器 以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了 PLC 标准的草案第一稿第二稿并在 1987年 2月通过了对它的定义 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应用而设

6、计的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可编程控制器及其有关外部设备都按易于与工业控制系统联成一个整体易于扩充其功能的原则设计 总之可编程控制器是一台计算机它是专为工业环境应用而设计制造的计算机它具有丰富的输入/输出接口并且具有较强的驱动能力但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用在实际应用时其硬件需根据实际需要进行选用配置其软件需根据控制要求进行设计编制 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有

7、限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 3 三三.PLC 的特点的特点 一.PLC的主要特点 （一）高可靠性 1.所有的 I/O接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离 2.各输入端均采用 R-C滤波器其滤波时间常数一般为 1020ms.3.各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰 4.采用性能优良的开关电源 5.对采用的器件进行严格的筛选 6.良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大 7.大型 PLC还可以采用由双 CPU构成冗余系统或有三 CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提

8、高 （二）丰富的 I/O接口模块 PLC针对不同的工业现场信号如 交流或直流 开关量或模拟量 电压或电流 脉冲或电位 强电或弱电等 有相应的 I/O模块与工业现场的器件或设备如 按钮 行程开关 接近开关 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 4 传感器及变送器 电磁线圈 控制阀 直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块;#为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等 （三）采用模块化结构 为了适应各种

9、工业控制需要除了单元式的小型 PLC以外绝大多数 PLC均采用模块化结构PLC的各个部件包括 CPU电源I/O等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合 （四）编程简单易学 PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握 （五）安装简单维修方便 PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与 PLC相应的 I/O端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障 由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用

10、户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行 二.PLC的功能 （一）逻辑控制 （二）定时控制 （三）计数控制 （四）步进（顺序）控制 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 5 （五）PID控制 （六）数据控制 PLC具有数据处理能力 （七）通信和联网 （八）其它 PLC还有许多特殊功能模块适用于各种特殊控制的要求如定位控制模块CRT模块 四四.PLC 的发展阶段的发展阶段 虽然 PLC问世时间不长但是随着微处理器的出现大规模超

11、大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步PLC也迅速发展其发展过程大致可分三个阶段 一.早期的 PLC（60年代末70年代中期）早期的 PLC 一般称为可编程逻辑控制器这时的 PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制定时等它在硬件上以准计算机的形式出现在 I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路存储器采用磁芯存储器另外还采取了一些措施以提高其抗干扰的能力在软件编程上采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图因此早期的 PLC 的性能要优于继电器控制装置其优点包括简单

12、易懂便于安装体积小能耗低有故障指使能重复使用等其中 PLC特有的编程语言梯形图一直沿用至今 二.中期的 PLC（70年代中期80年代中后期）在 70 年代微处理器的出现使 PLC 发生了巨大的变化美国日本德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为 PLC的中央处理单元（CPU）杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 6 这样使 PLC 得功能大大增强在软件方面除了保持其原有的逻辑运算计时计数等功能以外还增加了算术运算数据处理和传送通

13、讯自诊断等功能在硬件方面除了保持其原有的开关模块以外还增加了模拟量模块远程 I/O模块各种特殊功能模块并扩大了存储器的容量使各种逻辑线圈的数量增加还提供了一定数量的数据寄存器使 PLC得应用范围得以扩大 三.近期的 PLC（80年代中后期至今）进入 80 年代中后期由于超大规模集成电路技术的迅速发展微处理器的市场价格大幅度下跌使得各种类型的 PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高而且为了进一步提高 PLC 的处理速度各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片这样使得 PLC软硬件功能发生了巨大变化 五五.PLC 的分类的分类 （一）小型 PLC 小型 PLC的 I/O点数一般在 128点以下其

14、特点是体积小结构紧凑整个硬件融为一体除了开关量 I/O以外还可以连接模拟量 I/O以及其他各种特殊功能模块它能执行包括逻辑运算计时计数算术运算数据处理和传送通讯联网以及各种应用指令 （二）中型 PLC 中型 PLC采用模块化结构其 I/O点数一般在 2561024点之间I/O的处理方式除了采用一般 PLC通用的扫描处理方式外还能采用直接处理方式即在扫描用户程序的过程中直接读输入刷新输出它能联接各种特殊功能模块 通讯联网功能更强指令系统更丰富内存容量更大扫描速度更快 （三）大型 PLC 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭

15、州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 7 一般 I/O点数在 1024点以上的称为大型 PLC大型 PLC的软硬件功能极强具有极强的自诊断功能通讯联网功能强有各种通讯联网的模块可以构成三级通讯网实现工厂生产管理自动化大型 PLC还可以采用三 CPU构成表决式系统使机器的可靠性更高 六六.PLC 的基本结构的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机相同如图所示 一.中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是 PLC 的控制中枢它按照 PLC 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

16、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当 PLC 投入运行时首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据并分别存入 I/O映象区然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内等所有的用户程序执行完毕之后最后将 I/O 映象区中央处理单元（CPU）编程器 输入电路输出电路系统程序存储器 系统程序存储器 电源 杭州集益科技有限公司 GE FANUC最大分销商地址：#杭州市文一路66号 电话：#057188227048杭州集益科技有限公司 地址：#杭州市文一路66号 电话：# GE Fanuc Automation 8 的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置如此循环运行直到停止运行 为了进一步提高 PLC 的可靠性近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统或采用三 CPU的表决式系统这样即使某个 CPU出现故障整个系统仍能正常运行 二.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 （一）PLC常用的存储器类型 1.RAM（Random Assess Memory）这是一种读/写存储