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项目一 PLC 基础知识

项目一 PLC 基础知识. 基本内容. 什么是 PLC PLC 用途 欧姆龙 PLC PLC 单机应用举例 PLC 在工控网络中的应用. 1 什么是 PLC. Programmable Logic Controller 可编程序控制器简称 PLC. 在 1987 年国际电工委员会（ International Electrical Committee ）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：

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Presentation Transcript

  1. 项目一 PLC基础知识

  2. 基本内容 • 什么是PLC • PLC用途 • 欧姆龙PLC • PLC单机应用举例 • PLC在工控网络中的应用

  3. 1 什么是PLC Programmable Logic Controller 可编程序控制器简称PLC

  4. 在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： • 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

  5. 2 PLC用途 • 开关量的逻辑控制 ----开关量的逻辑控制使PC的最基本控制功能。PC最初的功能就是用于开关量的控制。 • 模拟量的闭环控制 ----PC具有A/D、D/A转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。 • 数字量的智能控制 ----利用PC能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。 • 数据采集与监控 ----利用PC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。 • 通信、联网及集散控制 ---利用PC的强大的通信联网功能，把PC分布到控制现场，并实现各站间的通信，上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的PCS系统。

  6. 3 欧姆龙PLC • 小型机以CP和CPM系列最为典型 • 中型机以CQM和CJ系列最为典型 • 大型机以CVM和CS系列为主

  7. 本书以OMRON（欧姆龙）公司生产的CP1H型PLC为典型机型，中型PLC以CJ1型为例。本书以OMRON（欧姆龙）公司生产的CP1H型PLC为典型机型，中型PLC以CJ1型为例。 • CP1H CPU 单元包括X（基本型）/XA（带内置模拟输入输出端子）/Y（带脉冲输入输出专用端子）3 种类型。 • （本教材主要采用XA型）XA（带内置模拟输入输出端子）在X 型上添加模拟输入输出功能的类型

  8. CP1H 系列PLC简介

  9. （1）CP1H各部分名称及使用

  10. 输入输出端子排列

  11. 输入输出布线

  12. 输入输出布线

  13. （2）CP1H的主要功能 • 丰富的高速计数器功能 • 模拟输入输出功能 • 与各种组件的连接相容性 • 7 段LED 显示 • 扩展系统

  14. （3）CP1H内部资源

  15. PLC单机应用举例 • 电机正反转控制 要求电机停止时，按下正转起动按钮SB1，接触器KM1得电，电机正转；电机停止时，按下反转起动按钮SB2，接触器KM2得电，电机反转；电机运行时，按下停止按钮SB3，电机停止；过载时，FR动作，KM1和KM2同时失电，电机停止，实现过载保护。

  16. L1 L2 L3 N QS FU1 KM2 M KM1 3～ FR 电机正反转控制 SB1正转起动按钮 SB2反转起动按钮 SB3停止按钮 FR热继电器 KM1接触器 KM2接触器 主电路 控制电路

  17. PLC代替控制回路

  18. 等效输入继电器 等效输出继电器 I0 SB1 负载 Q0 KM I1 I2 Q0 I0 I1 SB2 输入元件 Q0 I2 FR COM 负载电源 COM PLC内部控制电路 （用户程序） DC 24V PLC 输入和输出间的关系

  19. I/O地址分配

  20. I/O接线 • 启动按钮SB1、 SB2、停止按钮SB3和热继电器FR辅助触点一端分别接到PLC的输入模块上的输入端子I0、I1、I2、I3，另一端经24V直流电源接输入公共端COM。 • 相线L经熔断器FU2接输出公共端COM，接触器线圈KM作为负载分别接输出端子Q0和零线N。 • 接线时应注意： • 在输入端，所有输入元件均采用常开触点，便于编写程序，在熟练掌握后，也可根据需要采用常闭触点输入。

  21. 相关指令 • 时序输入输出指令

  22. L1 L2 L3 FU2 A QS FR FU1 SB2 A B KM SB1 KM FR KM M 3~ B 1.继电器控制方案 异步电动机控制电路 异步电动机单方向运行主电路与控制电路，其中： SB1：起动按钮 SB2：停止按钮 FR：热继电器 KM：接触器 FU1、FU2：熔断器 QS：刀开关 L1、L2、L3：电源引入线

  23. L1 L2 L3 N KM SB1 FU2 A FU2 QS SB2 FR FU1 FR SB2 I0 N L Q0 A B KM 输 出 模 块 输 入 模 块 24V SB1 KM I1 PLC FR FU3 I2 KM B M 3~ COM COM 2.PLC控制方案 编写程序（梯形图） 安装PLC 接入输出元件 写入PLC 对PLC供电 接入输入元件 拆除原控制回路

  24. 2.1 I/O接线 • 启动按钮SB1、停止按钮SB2和热继电器FR辅助触点一端分别接到PLC的输入模块上的输入端子I0、I1、I2，另一端经24V直流电源接输入公共端COM。 • 相线L经熔断器FU2接输出公共端COM，接触器线圈KM作为负载分别接输出端子Q0和零线N。 • 接线时应注意两点： • 1）输入端子I0、I1、I2和输出端子Q0所以采用是符号地址，并非实际地址，在确定机型后须按照输入/输出端的实际地址进行接线。 • 2）在输入端，所有输入元件均采用常开触点，便于编写程序，在熟练掌握后，也可根据需要采用常闭触点输入。

  25. 2.2 I/O分配表 • 在I/O地址分配表的基础上 • 1）完成实际接线。 • 2）利用CX-P编程软件，建立符号地址和实际地址的关系，采用符号地址编程；或直接用实际地址编程。

  26. 等效输入继电器 等效输出继电器 I0 SB1 负载 Q0 KM I1 I2 Q0 I0 I1 SB2 输入元件 Q0 I2 FR COM 负载电源 COM PLC内部控制电路 （用户程序） DC 24V PLC 2.3 输入和输出间的关系

  27. I0 I1 SB1 SB2 Q0 KM 3.继电器控制与PLC控制的比较 KM Q0 • 不同点 1）组成器件不同 2）触点情况不同 3）工作电流不同 4）接线方式不同 5）工作方式不同 • 相同点 1）符号基本类似 2）结构形式基本相同 3）输入、输出逻辑关系基本一致

  28. 4.PLC概述 4.1 PLC的产生 1968年，美国通用（GM）汽车公司提出招标要求。 1）编程简单，可在现场修改程序； 2）维护方便，最好是插件式； 3）可靠性高于继电器控制柜； 4）体积小于继电器控制柜； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）在成本上可与继电器控制竞争； 7）输入可以是交流115V（美国电网电压为110V）； 8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）在扩展时，原系统只需作很小变更； 10）用户程序至少能扩展到4K以上。

  29. 1969年，美国数字设备公司（DEC）结合计算机和继电器控制两者的优点按招标要求完成了研制工作。 • 20世纪70年代初开始的三十余年里，PLC已发展成一个巨大的产业。 • PLC及其网络日益成为首选的工业控制装置，并将PLC视作现代工业自动化的三大支柱之一。

  30. 4.2 PLC的定义 1.是一种数字运算操作的电子系统 2.为工业环境应用而设计 3.采用计算机的软硬件结构 4.达到各类机械或生产过程的控制目的 （ 1982年11月和1985年1月国际电工委员会（IEC）可编程控制器标准草案第一、二稿）

  31. CPU 存储器 总线 I/O口 通信接口 编程器 电源 扩展设备 …… 系统软件 用户软件 用户程序 编程器 系统程序 软件 系统 硬件系统 软件系统 存 储 器 基本 单元 系 统 总 线 CPU 输入口 输出口 通信口 硬件系统 电 源 4.3 PLC的组成

  32. PLC一次扫描的过程，包括公共处理、执行程序、扫描周期计算处理、I/O刷新、外设端口服务共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。PLC一次扫描的过程，包括公共处理、执行程序、扫描周期计算处理、I/O刷新、外设端口服务共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。 4.4 PLC的工作原理 *PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。

  33. 异常 正常 警告 否 是 无 异常 有

  34. 4.5 PLC的工作模式 • 程序模式（PROGRAM） 程序为停止状态。PLC系统的初始设定、程序的传送、程序的检查、强制置位／复位等的程序执行前的准备，要在该模式下进行。 • 2）监视模式（MONITOR） 程序执行状态，可进行联机编辑、强制置位／复位、I/O存储器的当前值变更等操作。试运行时的调整等可在该模式下进行。 • 3）运行模式（RUN） 程序的执行状态。

  35. 4.6 PLC的优点 • 编程简单 • 可靠性高 • 通用性好 • 控制功能强 • 易于实现机电一体化 • 设计、施工和调试周期短

  36. 6.PLC的应用 • 逻辑控制 • 位置控制 • 运动控制 • 过程控制 • 监控系统 • 集散控制

  37. 精品课程 ——《可编程序控制器技术》

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