电气与PLC控制第五章讲稿课件.ppt

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1、第一节可编程控制器的基本概念可编程控制器英文名称为ProgrammableController，简称PC，为避免与个人计算机（PC）名称混乱，改名为PLC（ProgrammablelogicController)。现在所说的可编程序控制器PLC是1980年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而来。1985年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。第二节可编程控制器的特点及应用一、PLC的特点1、可

2、靠性高，抗干扰能力性强2、配套齐全，功能完善，适用性强3、易学易用，深受工程技术人员欢迎4、系统设计周期短，维护方便，改造容易5、体积小，重量轻，能耗低二、PLC的应用领域1、开关量的逻辑控制：单台、多台、生产线2、模拟量控制：温度、压力、流量3、运动控制：圆周、直线运动，如数控机床4、过程控制：闭环控制，PID控制5、数据处理：运算、传送、转换6、通讯及联网：PLC之间、PLC与计算机等第三节可编程控制器的发展69年70年代中80年代初20世纪末第一台PLC诞生实用化发展阶段广泛应用全面发展集成电路计

3、算机技术成熟阶段向大型和超小型发展第四节可编程控制器的组成及其部分功能可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件）I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。一、中央处理器目前以单片机芯片为主。二、存储器用于存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两大类。三、输入输出接口输入接口用来接受生产过程的各种参数；输出接口用来送出可编程控制器运算后的得出的控制信息。1、开关量输入接口通常PLC的输入类型

4、可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。图5.2和图5.4分别为一种型号PLC的直流和交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。图5.2描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。2、开关量输出接口继电器可用于交直流电源，接通断开频率低；晶体管用于直

5、流，接通断开频率高；可控硅仅适合交流驱动。继电器输出型（b）晶闸管输出型（c）晶体管输出型（NPN集电极开路）（d）晶体管输出型（PNP集电极开路）3、模拟量输入接口将现场连续变化的模拟标准信号转换成数字信号。接受模拟电压或电流信号均可。工业现场中模拟信号的变化一般是不标准的，在送入模拟量接口时一般需经过变送处理才能使用。如图5-6，模拟信号经运算放大器放大后进行A/D转换：四、电源有开关电源和后备电源，后备电源一般为电池。五、外部设备1、编程器：专用编程器；个人计算机2、其他外部设备（1）盒式磁带机（

6、2）打印机（3）EPROM写入器（4）高分辨率监控系统第五节可编程控制器的结构及软件一、可编程控制器的结构按硬件的结构类型分类：单元式的、模块式的、叠装式的按应用规模及功能分类：按点数的多少大、中、小、超小二、可编程控制器软件（一）软件分类1、系统软件系统管理程序、用户指令的解释程序、供系统调用的专用标准程序块2、应用软件也叫用户软件，由用户根据现场情况编制的PLC程序。如图所示，继电器控制线路与PLC程序和接线比较。PLC简单很多，改变程序即可控制不同的功能，而继电器控制则要重新接线。（二）编程语言1

7、、梯形图2、指令表3、顺序功能图（5-13）4、功能块图（西门子）5、结构文本（高级语言）第六节可编程控制器的工作原理PLC是采用循环扫描工作方式。一、扫描工作方式1、输入处理阶段即输入采样，在执行过程中，即使输入口有变化，输入数据暂存区中内容不变，直到下一个周期的输入处理阶段，才读入这种变化2、程序执行阶段依用户程序的顺序逐条执行用户程序，执行结果均存储在输出状态暂存区中。3、输出处理阶段输出刷新阶段。这是程序执行周期的最后阶段，，对输出状态进行刷新。二、扫描周期及PLC的两种工作状态工作状态：运行状

8、态（RUN）和停止（STOP）状态PLC在RUN工作状态时，执行一次图5-15扫描操作所需时间，即扫描周期，范围1～100ms。三、输入输出滞后时间即系统响应时间，，是指PLC外部输入信号发生变化至外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。组成：输入电路滤波时间、输出模块滞后时间、扫描工作的滞后时间。如图5-16所示：第七节PLC与继电器系统工作差别接线方式：继电器由导线按规律连接起来，如改动十分麻烦；PLC的接口之间的联络靠计算机的逻辑关