PLC编程及应用1.ppt

PLC编程及应用,第1章概述,1.1可编程序控制器的由来可编程序控制器(ProgrammableController)简称为PC可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogicCntroller)。简称为PLC,1968年美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想，即(1)能用于工业现场。(2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。(3)出现故障时易于诊断和维修。1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC。我国1974年研制，77年应用。,1.2可编程序控制器的定义、特点,一、定义：可编程序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的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，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，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”,二、特点1编程方法简单易学2功能强，性能价格比高3硬件配套齐全用户使用方便。适应性强4可靠性高。抗干扰能力强5系统的设计、安装、调试工作量少6维修工作量小，维修方便7体积小，能耗低,1.3可编程序控制器的应用领域1.数字量逻辑控制2.运动控制3.闭环过程控制4.数据处理5.通信联网,1.4可编程序控制器的发展趋势,1向高性能，高速度、大容量发展2大力发展微型可编程序控制器3.大力开发智能型lO模块和分布式IO子系统4基于个人计算机的编程软件取代手持式编程器5可编程序控制器编程语言的标准化6可编程序控制器通信的易用化和“傻瓜化”7可编程序控制器的软件化与Pc化8组态软件引发的七位计算机编程革命9可编程序控制器与现场总线相结合,三、可编程序控制器的分类,（一）按I/O点数分：1.小型机：I/O点数在256点以下2.中型机：I/O点数在256-2048点之间3.大型机：I/O点数在2048点以上（二）按结构形式分：1.整体式结构，参见图5-12.组合式结构，参见图5-2,整体式PLC的组成,组合式PLC的组成,整体式PLC(LG),整体式PLC(西门子S7-200),组合式PLC,组合式PLC,第二节PLC控制与继电器控制的比较,继电器控制为接线程序控制，它是由分离元件（继电器、接触器等）用导线连接起来加以实现的，它的程序就在接线之中，对控制程序的修改必须通过改变接线来实现,PLC为存储程序控制，其工作程序放在存储器中，系统要完成的控制任务是通过执行存储器中的程序来实现的，控制程序的修改不需要改变PLC的接线，只需改变存储器中的某些程序语句即可,一、系统框图的比较,1.继电器控制系统框图,2.PLC控制系统框图,3.继电器控制系统与PLC控制系统的具体电路见图5-5,PLC控制系统原理图,继电器控制系统原理图,继电器控制电路,PLC控制电路,PLC的等效电路图由三部分组成：1.输入部分：收集被控设备（开关、按钮、传感器等）的信息或操作命令2.内部控制电路：运算、处理来自输入部分的信息3.输出部分：驱动外部负载4.参见图5-6,二、PLC的等效电路图,第2章可编程序控制器的硬件结构与工作原理,2.1可编程序控制器的基本结构2.1.1基本结构组成：CPU模块、输入模块、输出模块、编程装置。,1CPU模块1）CPU芯片作用：在可编程序控制器控制系统中，CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。2）存储器：作用：存放系统程序，用户程序和数据。系统程序：决定PLC的基本智能，由厂家设计，并存入ROM、EEPROM。用户不能修改。用户程序：根据要求，用PLC的编程语言，编制的程序，用户用编程器写入RAM或EEPROM。,类型(1)随机存取存储器(RAM)用户可以用编程装置读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，它是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。(2)只读存储器(ROM)ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程序控制器的系统程序。,(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM或E2PROM)它是非易失性的，但是可以用编程装置对它编程兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，但是将信息写入它所需的时间比RAM长得多。EEPROM用来存放用户程序和需长期保存的重要数据。,2I0模块作用：是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。1）输入模块作用：接收和采集输入信号。输人电路：设有RC滤波电路和光电耦合器。2）输出模块作用：控制输出设备，执行装置。输出电路：晶体管和场效应管、双向晶闸管，小型继电器。,3、编程装置作用：编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。1）.手持式编程器：不能直接输人和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。2）.编程软件编程：在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。,4、电源可编程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC5V、12V、24V等直流电源。,2.1.2可编程序控制器的物理结构1整体式（S7200）（图2-2）2模块式(s7300和s7400系列)(图2-3)。2.1.3可编程序控制器的外部接线CPU222模块的外部接线图(见图2-6),SIMATICS7系统概述,S7-200,S7-300,S7-400,SIMATIC综述,SIMATICS7/C7/M7和WinAC控制器,高中性能系列,较低性能系列,微型PLC,SIMATICWinACPro,S7-200:概述,S7-200:技术参数,CPU212CPU214CPU215CPU216尺寸160 x80 x62mm197x80 x62mm218x80 x60mm218x80 x60mm工作存储器1K字节4K字节8K字节8K字节指令5122K4K4K数据寄存器512字2048字5K字节5K字节基本单元I/O8DI/6DO14DI/10DO14DI/10DO24DI/16DO扩展能力2个扩展模块-7个扩展模块-中断1个输入中断-4个输入中断-1个计数中断(7kHz)2个计数中断(7kHz)-2个计数中断(20kHz)-计数器/定时器64/64128/128256/256256/256执行速度1.3ms0.8ms0.8ms0.8ms(1k二进制指令)通讯PPI/自由口PPI/自由口PPI,Profibus2XPPI/自由口维护-免维护,无电池-指令集基本,标准,特殊操作,集成功能+PID,接收+PID,接收算术功能（定点和浮点数运算）基本设备基本S7-200系统包括2种CPU型号，每种CPU型号都有3个类型（区别:供电电压/集成I/O),S7-200:模块,EM,输入,S7-200:CPU设计,S7-300:概述,S7-300:技术参数,S7-300:模块,PS(可选),CPU315-2DP,SIEMENS,RUN-PRUNSTOPMRES,SIMATICS7-300,Batterie,DP,MPI,SFDPBUSF,S7-300:CPU设计,（一）开关量输入接口电路,作用：把现场的各种开关信号变成PLC内部处理的标准信号1.直流输入接口电路：见