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1、绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)可可 编编 程程 控控 制制 器器教材：PLCPLC及电气控制主编：吴亦锋电子工业出版社可编程控制器课程考核评分规则可编程控制器课程考核评分规则序号序号评定条目评定条目评评 定定 标标 准准1 1出勤成绩出勤成绩(9(9分分)（1 1）每堂课签到，全到得）每堂课签到，全到得9 9分；分；（2 2）缺课）缺课1 1次扣次扣2 2分，分，代签代签1 1次扣次扣5 5分分；（3 3）请假条需指导员签字；）请假条需指导员签字；（4 4）出勤成绩扣到出勤成绩扣到0 0，本课程期末成绩直接为，本课程期末成绩直接为0 0分分2 2实验成绩实验成绩（2121分）分
2、）每个实验每个实验A A得得7 7分，分，B B得得6 6分，分，C4C4分，分，D2D2分，缺席分，缺席0 0分。分。实验缺席实验缺席2 2次，本课程期末成绩为次，本课程期末成绩为0 0分分。3 3期末笔试成绩期末笔试成绩（7070分）分）期末卷面成绩满分期末卷面成绩满分7070分分4 4奖励分奖励分（1010分）分）主动参与主动参与课堂讨论，回答正确或基本正确每次奖励课堂讨论，回答正确或基本正确每次奖励1-21-2分，整个课程最多奖励分，整个课程最多奖励1010分。分。注：包括奖励分在内，期末总评成绩封顶注：包括奖励分在内，期末总评成绩封顶100100分分绪论EXIT可 编 程 控 制 器
3、 (PLC)第第1 1章章 常用低压电器常用低压电器低压低压电器电器手控手控电器电器自控自控电器电器刀开关刀开关按钮按钮接触器接触器继电器继电器断路器断路器热继电器热继电器中间继电器中间继电器时间继电器时间继电器绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)QS闸刀开关闸刀开关KM接触器主触点接触器主触点KM接触器线圈接触器线圈SB常闭按钮常闭按钮SB常开按钮常开按钮电气图形符号和文字符号FR热继电器热继电器图形符号详见课本P.25表格绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)电器的文字符号空气开关空气开关接触器接触器热继电器热继电器时间继电器时间继电器中间继电器中间继电器按钮按钮开关开关
4、行程开关行程开关QFKMFRKTKASBSASQ详见课本P.25表格绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)第第2 2章章 电气控制线路基本环节电气控制线路基本环节三相异步电动机起动控制三相异步电动机起动控制三相异步电动机正三相异步电动机正/转控制转控制三相异步电动机制动控制三相异步电动机制动控制顺序启动顺序启动/停止控制停止控制基本控制线路绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)KM2KM2KM2SB3 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SB2和和SB3不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过
5、程：操作过程：SB2正转正转SB3反转反转停车停车SB1正转正转KM1KM1SB1SB2FR电动机正、反转控制M3KM1FRFUQSL1 L2 L3哪里短路？示例一绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SB3不起作用；反转不起作用；反转时，时，SB2不起作用。从而避免两个接触器不起作用。从而避免两个接触器同时吸合造成主电路短路。同时吸合造成主电路短路。电气互锁电气互锁接触器互锁正、反转控制电路KM2M3L1 L2 L3KM1FUQSFRKM1SB1KM1SB2FRKM2KM2KM1KM2SB3绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)搅拌机由一台
6、三相异步电动机驱动，控制搅拌机由一台三相异步电动机驱动，控制要求：搅拌机起动后正转（或反转）要求：搅拌机起动后正转（或反转）2020秒，停秒，停5 5秒；然后反转（或正转）秒；然后反转（或正转）2020秒，停秒，停5 5秒。如此反秒。如此反复进行，直到按下停止按钮。复进行，直到按下停止按钮。搅拌机继电器接触器控制示例二电动机正反转基本接线电动机正反转基本接线主电路？先画出正反转控制电路，先画出正反转控制电路，控制电路？绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)控制电路控制电路M3A BCKMFFUQ SFRKMR主电路主电路KMFFRKMRSBFSB1KMFKT2KT4KMRKMRKMFK
7、T2KT4SBRKT1KT1KT3KT2KMRKT3KT4KMFKT1KT3绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)继电器控制系统通常可以看成是由继电器控制系统通常可以看成是由检测检测电路电路、控制电路控制电路、执行部件执行部件和和现场设备现场设备四个部分组成四个部分组成简单简单 易懂易懂 价格便宜价格便宜接线复杂接线复杂 改变控制困难改变控制困难绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)二十世纪二十世纪7070年代前，继电器控制系统已广泛应年代前，继电器控制系统已广泛应用于工业生产，在传统的工业生产控制中曾发用于工业生产，在传统的工业生产控制中曾发挥过重要作用。挥过重要作用。受继电
8、器触点可靠性影响和使用寿命的限制，受继电器触点可靠性影响和使用寿命的限制，这类控制系统故障较多，使用寿命不长，而且这类控制系统故障较多，使用寿命不长，而且更改不方便，维护困难更改不方便，维护困难第第3章章 PLC概述概述3.1 从继电器控制到PLC控制绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)美国通用汽车公司（美国通用汽车公司（GM）于）于1968年提出年提出研制新型工业控制器的研制新型工业控制器的10条设想条设想编程简单，可现场修改程序编程简单，可现场修改程序维护方便，最好是插件式维护方便，最好是插件式可靠性高于继电器控制装置可靠性高于继电器控制装置体积小于继电器控制装置体积小于继电器控
9、制装置数据可送到管理计算机数据可送到管理计算机成本上可与继电器控制竞争成本上可与继电器控制竞争输入信号可以是交流电压输入信号可以是交流电压AC110220V输出电流可达输出电流可达2A,可直接驱动电磁阀可直接驱动电磁阀在系统扩展时，原系统变更较小在系统扩展时，原系统变更较小用户程序存储器的容量能扩展用户程序存储器的容量能扩展绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)1969年美国数字设备公司（年美国数字设备公司（DECDEC），研制出），研制出世界上第一台世界上第一台可编程控制器可编程控制器，并在，并在GMGM公司汽车公司汽车生产线上首次应用成功生产线上首次应用成功 随着大规模集成电路技术
10、的发展，随着大规模集成电路技术的发展，1975年后年后，可编程控制器增加了许多功能，不仅可进行逻可编程控制器增加了许多功能，不仅可进行逻辑控制，而且还辑控制，而且还可对模拟量进行控制可对模拟量进行控制绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)20 20世纪世纪7070年代中期，年代中期，PLCPLC进入了实用化发展阶段进入了实用化发展阶段 20 20世纪世纪8080年代，年代，PLCPLC在西方工业国家得到广泛应用在西方工业国家得到广泛应用2020世纪末，世纪末，PLCPLC的功能已完全满足现代工业控制的需要的功能已完全满足现代工业控制的需要 21 21世纪，随着计算机通信技术的发展，世纪
11、，随着计算机通信技术的发展，PLCPLC重点发重点发展了网络通信能力，并广泛应用于工业控制系统的各个展了网络通信能力，并广泛应用于工业控制系统的各个领域领域绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)搅拌机搅拌机PLCPLC控制电路控制电路M3A BCKMFFUQ SFRKMR主电路主电路PLC绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)1980 1980年美国电气制造商协会（年美国电气制造商协会（NEMANEMA）正式将其命名为）正式将其命名为可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller），简称），简称 PC
12、 PC为了和个人计算机（为了和个人计算机（PCPC）相区别，人们习惯上将）相区别，人们习惯上将可编程序控可编程序控制器制器称为称为 PLCPLC（Programmable logic ControllerProgrammable logic Controller）1985 1985年，国际电工委员会（年，国际电工委员会（IECIEC）制定了可编程控制器）制定了可编程控制器的标准，并对的标准，并对PLCPLC做了定义做了定义 绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)国际电工委员会(IEC)对PLC的定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，
13、专为在专为在工业环境工业环境下应用而设计，它采用可编程序下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类控制各种类型的机械或生产过程型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整的设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则设计体、易于扩充功能的原则设计工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等工业环
14、境：电场、磁场干扰，温度、振动等目的用途：目的用途：控制各种类型的机械设备或生产过程控制各种类型的机械设备或生产过程绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)PLC控制系统由于由于PLCPLC控制系统与继电器控制系统相比具有显著控制系统与继电器控制系统相比具有显著的优点，的优点，因此在今后的控制系统中，传统的继电因此在今后的控制系统中，传统的继电器控制系统被器控制系统被PLCPLC控制系统所替代是大势所趋控制系统所替代是大势所趋绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)可编程序控制器有哪些主要特点？3.2 PLC的主要特点和应用模块化结构，组合灵活模块化结构，组合灵活功能强，适应面广功
15、能强，适应面广抗干扰能力强，可靠性高抗干扰能力强，可靠性高 编程简单，易学易用编程简单，易学易用体积小，易于实现机电一体化体积小，易于实现机电一体化安装调试简单，维修方便安装调试简单，维修方便 一、特点绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)模块化结构，组合灵活绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)v功能强，适应面广PLCPLC具有逻辑运算、定时、计数、顺序具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制，模拟量输入控制，模拟量输入/输出等功能，既可输出等功能，既可控制开关量，也可控制模拟量控制开关量，也可控制模拟量可进行单机控制、生产线控制、生产可进行单机控制、生产线控制、生产过程控制以及联
16、网控制等过程控制以及联网控制等绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)硬件上采用光电耦合隔离采用光电耦合隔离设置多种滤波电路设置多种滤波电路内部采用电磁屏蔽内部采用电磁屏蔽采用开关稳压电源采用开关稳压电源软件上故障自诊断功能故障自诊断功能软件狗软件狗(Watching Dog)(Watching Dog)技术技术可方便地构成双机冗余热备系统PLC在可靠性方面采取了那些措施？抗干扰能力强，可靠性高绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)OMRON的CS1D双机冗余系统Duplication of CPU,PS and CLK unit绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)编程
17、语言简单易学PLCPLC采用梯形图语言，与继电器电路相似采用梯形图语言，与继电器电路相似安装调试简单，维修方便PLCPLC内部不需接线，安装工作量小内部不需接线，安装工作量小各各I/OI/O配有配有LEDLED指示，调试维修方便指示，调试维修方便模块更换方便模块更换方便绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)体积小、重量轻，易于实现机电一体化PLCPLC体积小，适应环境能力强，因此很容体积小，适应环境能力强，因此很容易安装在机械设备内部，是机电一体化设易安装在机械设备内部，是机电一体化设备中较为理想的控制装置备中较为理想的控制装置绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)二、应用范围
18、PLC的应用范围主要有哪些？开关量逻辑控制开关量逻辑控制运动控制运动控制连续量闭环控制连续量闭环控制数据处理数据处理联网控制联网控制绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)开关量的逻辑控制PLC控制开关量的能力很强，所控制控制开关量的能力很强，所控制的输入的输入/输出可以从几十点到几千点输出可以从几十点到几千点所控制的逻辑可以是：组合逻辑、时所控制的逻辑可以是：组合逻辑、时序逻辑、延时计数等，都可以控制序逻辑、延时计数等，都可以控制绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)运动控制PLCPLC通过伺服驱动器可以方便地控制伺服电机、通过伺服驱动器可以方便地控制伺服电机、步进电机的转动，
19、实现对机械运动的精确控制步进电机的转动，实现对机械运动的精确控制取出电容加工定位加工深度旋转（最后定位）可以控制可以控制轴轴PLC伺服驱动器伺服电机绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)回路控制模块回路控制模块 CS1W-LCU001模块模块CPU电源电源连续量闭环控制PLC可对连续过程回路进行控制，实现很可对连续过程回路进行控制，实现很高的控制精度高的控制精度绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)数据处理PLC能进行算术运算、数据传送、数据转能进行算术运算、数据传送、数据转换、数据比较、数据显示等。中大型换、数据比较、数据显示等。中大型PLC还具有浮点运算、开方、函数运算等功
20、能还具有浮点运算、开方、函数运算等功能联网控制PLC与与PLC之间之间PLC与可编程终端与可编程终端PLC与计算机之间与计算机之间PLC与其他智能设备与其他智能设备绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)HUB中央控制室中央控制室光纤适配器光纤适配器CS1DController Link 光纤冗余环网光纤冗余环网Device NetCS1CS1CS1S工厂自动化控制网络系统管理层控制层设备层Ethernet 100M光纤以太环网 模拟屏PTCompoNet绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)3.3 PLC与其他工业控制系统的比较一、PLC控制系统与继电器控制系统的比较软继电器软
21、继电器VS硬件继电器硬件继电器 触点无限使用触点无限使用VS四对触点四对触点 软件编程软件编程VS接线逻辑接线逻辑 循环扫描工作循环扫描工作VS触点并行工作触点并行工作 组成的器件不同组成的器件不同触点的数量不同触点的数量不同控制方法不同控制方法不同工作方式不同工作方式不同绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)PLC控制系统与继电器控制系统的比较与继电器控制系统比较，PLC控制系统有什么优点？绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)二、PLC控制系统与工业计算机 控制系统的比较工业计算机总线标准化程度高、品种兼容性工业计算机总线标准化程度高、品种兼容性强、软件资源丰富、有实时操作
22、系统支持，强、软件资源丰富、有实时操作系统支持，在要求快速、实时性高、模型复杂的工业控在要求快速、实时性高、模型复杂的工业控制中占有优势制中占有优势但工业计算机尚不能适应恶劣的工作环境，但工业计算机尚不能适应恶劣的工作环境，此外还要求操作人员具有一定的计算机知识，此外还要求操作人员具有一定的计算机知识，因此不如因此不如PLC那样容易维护那样容易维护绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)PLC控制系统与工业计算机控制系统的比较绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)随着随着PLC更多地采用计算机技术，同时更多地采用计算机技术，同时工业计算机也向提高可靠性的方向发展，工业计算机也向提
23、高可靠性的方向发展，两者相互渗透，差异越来越小。他们将继两者相互渗透，差异越来越小。他们将继续共存，在一个控制系统中，续共存，在一个控制系统中，PLC集中在集中在功能控制上，工业计算机集中在信息处理功能控制上，工业计算机集中在信息处理上上，各显神通，各显神通绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)3.4 PLC的发展趋势体积更小，速度更快，性能更好体积更小，速度更快，性能更好通信联网能力更强，扩大控制地域通信联网能力更强，扩大控制地域开发开发PLCPLC与其他控制系统的兼容性与其他控制系统的兼容性规范化、标准化，推广通用编程语言规范化、标准化，推广通用编程语言小型化网络化兼容性标准化绪论
24、EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)小型化绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)网络化近年来，加强近年来，加强PLCPLC的联网能力成为的联网能力成为PLCPLC的发展趋势。的发展趋势。PLCPLC和计算机等可以构成和计算机等可以构成多级分布式网络控制系统，实现工厂多级分布式网络控制系统，实现工厂自动化（自动化（FAFA）网络化的分布式控制系统使网络化的分布式控制系统使现场设备现场设备层层的执行、的执行、车间控制层车间控制层的监控、的监控、工厂工厂管理层管理层的信息调度连成一个整体，进的信息调度连成一个整体，进而创造出更高的生产效益而创造出更高的生产效益绪论EXIT可 编 程 控
25、 制 器 (PLC)PLC2-2PLC2-3PLC2-4工程工程师师站站Modem光环快速以太网光环快速以太网100M某某 污污 水水 处处 理理 厂厂 控控 制制 系系 统统操作站操作站OS操作站操作站OSPLC3PLC1-1ModemPLC1-3PLC1-2PLC2-5ModemController Link(2M)RS2公共电话网公共电话网Controller Link(2M)PLC2-15.7寸触摸屏10.4寸触摸屏多屏幕显示器多屏投影服务器Web服服务务器器初沉泵房2013第三分控站第三分控站回流泵房1065初沉泵房2012初沉泵房2011回流泵房1064回流泵房1063回流泵房10
26、62回流泵房1061RS2PLC4CS1雨水泵房第四分控站第四分控站出水泵房RS2PLC1第一分控站第一分控站进水泵房沉砂池计量槽第一分变电站加药间浓缩池浓缩泵房储气罐燃烧器PLC2RS2第二分控站第二分控站鼓风机房加氯间中央控制室中央控制室PLC-M密云路泵站密云路泵站PLC-X咸阳路泵站咸阳路泵站污泥消化系统污泥干化系统电站自动化系统RS2绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)兼容性随着工业自动化技术的发展，今后将随着工业自动化技术的发展，今后将更加注重更加注重PLC与其他智能控制系统的与其他智能控制系统的兼容性，如兼容性，如PLC与工业控制计算机、与工业控制计算机、集散控制系统、
27、嵌入式计算机系统、集散控制系统、嵌入式计算机系统、现场总线等的渗透与结合，不断拓宽现场总线等的渗透与结合，不断拓宽PLC的应用范围的应用范围绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)标准化各公司生产的各公司生产的PLC自成体系，不同公自成体系，不同公司的产品无法通用，相互间不能通信司的产品无法通用，相互间不能通信联网，造成用户在使用上的不方便。联网，造成用户在使用上的不方便。因此，制定因此，制定PLC的国际标准是今后发的国际标准是今后发展的趋势展的趋势绪论EXIT可 编 程 控 制 器 (PLC)本 章 要 求1.了解了解PLC的定义和发展趋势的定义和发展趋势2.对对PLC的特点和应用范围有初步概念的特点和应用范围有初步概念3.领会继电器控制与领会继电器控制与PLC控制的不同点控制的不同点预习第4章P.78思考题4.14.7