《lc实训1基础知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《lc实训1基础知识.ppt（40页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电工学实验室Electrical Engineering Lab Of Xiamen University第一部分PLC的基础知识版本：版本：2012年年11月月厦门大学电工学实验室电气实训考核电气实训考核（1）出勤及课堂遵守纪律（15分）（2）实训任务的完成（60分）（3）实训报告（25分）内容：内容：一、实训内容，包括程序的梯形图和实现的功能说明；二、设计思路；三、遇到的问题难题，是如何解决的；四、心得体会。厦门大学电工学实验室PLC在在实际实际中的中的应应用用厦门大学电工学实验室第一章第一章 PLC概述概述 1.1 PLC的定义和发展的定义和发展 可编程控制器是一种可编程控制器是一种数字
2、运算数字运算的电子操的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采用它采用可编程序的存储器可编程序的存储器，用来在其内部，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。机械或生产过程。厦门大学电工学实验室一、一、PLC的产生的产生1 1交流接触器控制回顾交流接触器控制回顾 厦门大学电工学实验室交流接触器是一种自动的电磁式开关交流接触器是一种自动的电磁式开关
3、主触点进线主触点进线线圈接线端线圈接线端外挂外挂辅助触点层辅助触点层主触点出线主触点出线线圈接线端线圈接线端厦门大学电工学实验室交流接触器的绘图符号交流接触器的绘图符号 线圈线圈线圈线圈 KMKM 动合动合动合动合(常开常开常开常开)主触点主触点主触点主触点 KMKMKMKM 动合动合动合动合(常开常开常开常开)辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点 动断动断动断动断(常闭常闭常闭常闭)辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点 KMKM 用于主电路流用于主电路流用于主电路流用于主电路流过的电流过的电流过的电流过的电流 大大大大 (需需需需加灭弧加灭弧加灭弧加灭弧 装置装置装置装置)用于控制电路流用于控制电路
4、流用于控制电路流用于控制电路流过的电流小过的电流小过的电流小过的电流小(无无无无需加灭弧装置需加灭弧装置需加灭弧装置需加灭弧装置)厦门大学电工学实验室设计示例设计示例电动机启停控制电动机启停控制传统继电器控制电路传统继电器控制电路 厦门大学电工学实验室按钮按钮厦门大学电工学实验室电机电机厦门大学电工学实验室厦门大学电工学实验室设计示例设计示例电动机启停控制电动机启停控制PLC实现控制电路实现控制电路 厦门大学电工学实验室PLC控制电路接线图控制电路接线图厦门大学电工学实验室PLC的按钮和数字输入量的按钮和数字输入量厦门大学电工学实验室继电器继电器厦门大学电工学实验室PLC数字量输出端子数字量输
5、出端子厦门大学电工学实验室PLC的产生的产生（1）软连接代替硬接线（2）维护方便（3）可靠性高于继电器控制柜（4）体积小于继电器控制柜（5）成本低于继电器控制柜（6）有数据通讯功能（7）输入115V（8）可在恶劣环境下工作（9）扩展时，原系统变更要少（10）用户程序存储容量可扩展到4K 68年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（GM）招标要求：）招标要求：厦门大学电工学实验室核心思想：核心思想：(1)(1)用程序代替硬接线用程序代替硬接线 (2)(2)输入输入/输出电平可与外部装置直接相联输出电平可与外部装置直接相联 (3)(3)结构易于扩展结构易于扩展 厦门大学电工学实验室 它的起源可以追
6、溯到它的起源可以追溯到6060年代，美国通用汽车公司为了适应年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通过改要求，为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程，从而提变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主要是供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制代替继电器系统完成顺序控制，虽然也采用了计算机的设计
7、思，虽然也采用了计算机的设计思想，实际想，实际只能进行逻辑运算只能进行逻辑运算，主要应用于开关量的逻辑控制，主要应用于开关量的逻辑控制，因此也称为可编程序逻辑控制器（因此也称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Programmable Logic ControllerController，PLCPLC）。）。PLC发展发展厦门大学电工学实验室 进入进入进入进入80808080年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远
8、远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进行可以进行可以进行可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统易于实现柔性加工和制造系统易于实现柔性加工和制造系统易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器，因此将其称为可编程控制器，因此将其称为可编程控制器
9、，因此将其称为可编程控制器（Programmable ControllerProgrammable ControllerProgrammable ControllerProgrammable Controller）简称）简称）简称）简称PC,PC,PC,PC,但为了与个人电脑但为了与个人电脑但为了与个人电脑但为了与个人电脑PCPCPCPC相区别，仍将其称为相区别，仍将其称为相区别，仍将其称为相区别，仍将其称为PLCPLCPLCPLC。PLCPLCPLCPLC已被称为现代工业控制的三大已被称为现代工业控制的三大已被称为现代工业控制的三大已被称为现代工业控制的三大支柱（支柱（支柱（支柱（PLCPL
10、CPLCPLC、机器人和、机器人和、机器人和、机器人和CAD/CAMCAD/CAMCAD/CAMCAD/CAM）之一。）之一。）之一。）之一。PLC发展发展厦门大学电工学实验室1.2 PLC的的结结构和工作构和工作过过程程1、PLC的结构的结构 PLC内部一般主要由主机、输入内部一般主要由主机、输入/输出接输出接口、电源、扩展接口和编程器等外部设备口、电源、扩展接口和编程器等外部设备接口等几部分组成。如图接口等几部分组成。如图1-1所示。所示。厦门大学电工学实验室图图图图1-11-1厦门大学电工学实验室（1 1）主机主机:包括中央处理器（包括中央处理器（CPUCPU）、系统程）、系统程序存储器
11、和用户程序及数据存储器。序存储器和用户程序及数据存储器。CPUCPUCPUCPU是是是是PLCPLCPLCPLC的核心的核心的核心的核心:一切逻辑运算及判断都是由其完成一切逻辑运算及判断都是由其完成一切逻辑运算及判断都是由其完成一切逻辑运算及判断都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。的，并控制所有其它部件的操作。的，并控制所有其它部件的操作。的，并控制所有其它部件的操作。系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序及对主要存放系统管理和监控程序及对主要存放系统管理和监控程序及对主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固
12、定，用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。用户不能更改。用户不能更改。用户不能更改。用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器RAMRAMRAMRAM:主要存放用户编制的应用主要存放用户编制的应用主要存放用户编制的应用主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。程序及各种暂存数据、中间结果。程序及各种暂存数据、中间结果。程序及各种暂存数据、中间结果。厦门大学电工学实验室（2 2）输入接口输入接口用于接收输入设备（如：按钮、用于接收
13、输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。行程开关、传感器等）的控制信号。（3 3）输出接口输出接口用于将经主机处理过的结果通过用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备（如输出电路去驱动输出设备（如:接触器、电磁阀、接触器、电磁阀、指示灯等）。指示灯等）。（4 4）电源指电源指为为CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口等内部电接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。子电路工作所配备的直流开关稳压电源。厦门大学电工学实验室（5 5）I/OI/O扩展接口扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/输出端输出端子数扩展单元与基本单元（即主机）联接在一子数扩展单元
14、与基本单元（即主机）联接在一起。起。（6 6）外部设备接口可将编程器、打印机、条形）外部设备接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。码扫描仪等外部设备与主机相连。（7 7）编程器编程器是是PLCPLC很重要的外部设备，它主要很重要的外部设备，它主要由键盘、显示器组成。由键盘、显示器组成。厦门大学电工学实验室 PLC采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”的工作的工作方式，这个过程可分为方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输入采样，程序执行、输出刷新输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。如图次所需的时间称为扫描
15、周期。如图1-2所示。所示。2、PLC的工作过程的工作过程厦门大学电工学实验室厦门大学电工学实验室（1）PLC在在输入采样阶段输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所，以扫描方式顺序读入所有输入端的通有输入端的通/断状态或输入数据，并将此状态存入输断状态或输入数据，并将此状态存入输入映象寄存器，即输入刷新。入映象寄存器，即输入刷新。（2）PLCPLC在在在在执行阶段执行阶段，按先左后右，先上后下的步，按先左后右，先上后下的步，按先左后右，先上后下的步，按先左后右，先上后下的步序，执行程序指令。其过程如下：从输入映象寄存器序，执行程序指令。其过程如下：从输入映象寄存器序，执行程序指令。其过程如下：从输
16、入映象寄存器序，执行程序指令。其过程如下：从输入映象寄存器和其它元件映象寄存器中读出有关元件的通和其它元件映象寄存器中读出有关元件的通和其它元件映象寄存器中读出有关元件的通和其它元件映象寄存器中读出有关元件的通/断状态，断状态，断状态，断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的映象寄存器中。的映象寄存器中。的映象寄存器中。的映象寄存器中。厦门大学电工学实验室（3）在所有指令）在所有指令执行完毕执行完毕后，将各物理继电器对应的后，将各物理继电器对
17、应的输出映象寄存器的通输出映象寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转存到断状态，在输出刷新阶段转存到输出寄存器，去控制各物理断电器的通输出寄存器，去控制各物理断电器的通/断，这才是断，这才是PLC的实际输出。的实际输出。厦门大学电工学实验室PLC的等效的等效电电路路图图图图1-31-3PLCPLC的等效电路的等效电路的等效电路的等效电路厦门大学电工学实验室1 1LADLAD梯形图（梯形图（Ladder DiagramLadder Diagram）梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中的相互梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，它是从继电器控制电路关系表示控制关系
18、的编程语言，它是从继电器控制电路图演变过来的。图演变过来的。1.3 PLC的的编编程程语语言言厦门大学电工学实验室 将程序输入到可编程控制器中需使用指令语句（助将程序输入到可编程控制器中需使用指令语句（助记符语言），它类似于微机中的汇编语言。语句是指令记符语言），它类似于微机中的汇编语言。语句是指令语句表编程语言的基本单元，每个控制功能由一个或多语句表编程语言的基本单元，每个控制功能由一个或多个语句组成的程序来执行。语句是由操作码和操作数组个语句组成的程序来执行。语句是由操作码和操作数组成的。成的。A I0.0A I0.1=Q0.02 2STLSTL指令表（指令表（Instruction Li
19、stInstruction List）厦门大学电工学实验室 顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。它包含步、动作、转换三个要素。3 3SFCSFC顺序功能图顺序功能图厦门大学电工学实验室 功能图编程语言实际上是用逻辑功能符号功能图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，它易于表现条件与字电路中的逻辑图一样，它易于表现条件与结果之间的逻辑功能。结果之间的逻辑功能。&Q0.14 4FBDFBD功能块图功能块图厦门大学电工学实验室 为了增强可编程控制
20、器的数字运算、数据为了增强可编程控制器的数字运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能，方便用户处理、图表显示、报表打印等功能，方便用户的使用，许多大中型可编程控制器都配备了的使用，许多大中型可编程控制器都配备了PASCAL、BASIC、C等高级编程语言。等高级编程语言。5 5结构文本结构文本厦门大学电工学实验室1 1、PLCPLC的主要技术指标的主要技术指标（1 1）I/OI/O点数：指点数：指PLCPLC外部的输入输出端子数。外部的输入输出端子数。（2 2）用户程序存储容量：用来衡量）用户程序存储容量：用来衡量PLCPLC所能存储用户程所能存储用户程序的多少。序的多少。（3 3）扫描速度：指
21、扫描）扫描速度：指扫描10001000步用户程序所需的时间，步用户程序所需的时间，以以ms/ms/千步为单位。千步为单位。（4 4）指令系统条数：指）指令系统条数：指PLCPLC具有的基本指令和高级指令具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。1.4 PLC的技术指标及主要功能和特点的技术指标及主要功能和特点厦门大学电工学实验室（5 5）编程元件的种类和数量）编程元件的种类和数量 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用继电器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器
22、、寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量数据寄存器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量是衡量PLCPLC的一个指标。的一个指标。厦门大学电工学实验室2 2、PLCPLC的主要功能的主要功能（1）开关逻辑控制）开关逻辑控制（2）定时）定时/计数控制计数控制（3）步进控制）步进控制（4）数据处理）数据处理（5）过程控制）过程控制（6）运动控制）运动控制（7）通信联网）通信联网（8）监控）监控（9）数字量与模拟量的转换）数字量与模拟量的转换 厦门大学电工学实验室3 3、PLCPLC的主要特点的主要特点（1）高可靠性，抗干扰能力强。高可靠性，抗干扰能力强。（2）编程简单，使用方便。）编程简单，使用方便。（3）通用性好，具有在线修改能力。通用性好，具有在线修改能力。（4）缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。）缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。（5）体积小，易于实现机电一体化）体积小，易于实现机电一体化电工学实验室Electrical Engineering Lab Of Xiamen University