顺序控制 华电第一章

1、顺序控制顺序控制：顺序控制：将生产过程的部分工艺按照事先规定好的条件及顺序启动和停止相关设备，实现自动操作。顺序控制的应用实例：电梯控制、信号灯控制、生产线、火电厂输煤车间、水处理车间等。顺序控制中使用的变量：开关量。开关量：仅具有两种对立状态的逻辑变量。课程内容开关量控制可编程逻辑控制器火电厂保护与顺序控制教材开关量控制，可编程逻辑控制器部分： 可编程控制器技术及应用（欧姆龙机型），第2版 戴一平 主编 机械工业出版社火电厂顺序控制部分 PDF电子版文档第一章 可编程控制器基础第一节 电气控制和传统工业控制设备一、继电器 (Relay)定义：继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定

2、值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。 可以起到传递信号和远方操作的目的。接触器：一种可以频繁接通和断开大功率设备的继电器。继电器由两部分组成：线圈，其控制的触点两者同名。二、手动电器 按钮 最简单的手动主令电器。4：动断触点（常闭触点） 5：动合触点（常开触点）常用控制电器符号传统电气控制回路（以三相电机控制为例）控制电路中：启动按钮SB2 停止按钮SB1 热继电器FR工作过程启动：SB2按下，线圈KM得电，主电路上主触点闭合，电机运转，KM线圈并联在启动按钮上的动合辅助触点闭合为启动按钮松开时提供电流通道（自保持）。停止：SB1动断按下，控制电路断开，KM线圈断电，其两个触点断开，电

3、机停机。传统电气控制回路的缺点要求对左图的控制回路进行修改：增加启动按钮SB3，当SB2和SB3同时按下时，才能启动电机可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）；通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）；功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等）？解决方法：采用PLC完成开关量控制第二节 PLC概述一、PLC的发展简史1968年，美国通用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115

4、V（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。1969年，美国数字设备公司按招标要求完成了研制工作。The first PLC was installed at General Motors Oldsmobile plant and at the Lanids Company in Landis, Pennsylvania in 1970. Mr. Morley is shown at right with the first PLC.Richard (Dick) Morley i

5、s known as the father of the PLC20世纪70年代初开始的近四十年里，PLC已发展成一个巨大的产业。二、PLC的定义1.1.是一种数字运算操作的电子系统是一种数字运算操作的电子系统2.2.为工业环境应用而设计为工业环境应用而设计3.3.采用计算机的软硬件结构采用计算机的软硬件结构4.4.达到各类机械或生产过程的控制目的达到各类机械或生产过程的控制目的1.美国的PLC：如罗克韦尔(Rockwell)公司（包括 AB公司）产品，通用电气（GE）产品。2.欧洲的PLC：如西门子（Siemens)公司产品，施耐德(Schneider)公司的产品。如欧姆龙（OMRON）公司

6、的产品，三 菱（Mitsubishi)公司的产品。3.日本的PLC：三、PLC主要生产厂家：实验装置：OMRON CPM2A型目前PLC 主要生产厂商艾默生西门子三菱罗克维尔欧姆龙LG施耐德富士通用GE松下台湾和利时安控兰州全志南京嘉华（民营） 南京亚锐（台资） 杭州机床电器厂国国 外：外：国国 内：内： 中国PLC市场（ 2004年度）四、PLC的主要优点 1. 编程简单 采用图形化编程语言梯形图2. 可靠性高 采用工业标准设计，无故障时间 20000h3. 通用性好 改变输入输出设备即可实现多种控制目的4. 功能强 可以实现逻辑、定时、计数、模拟量 运算、通信功能5.易于远程监控 6. 设

7、计、施工和调试周期短 （1 1）逻辑控制）逻辑控制 （2 2）位置控制和运动控制）位置控制和运动控制 （3 3）过程控制）过程控制 （4 4）监控系统）监控系统 （5 5）集散控制）集散控制 七、七、PLC的发展趋势的发展趋势向网络化、高可靠性、多功能方向发展向网络化、高可靠性、多功能方向发展网络化分散控制系统PK可靠性向向控制与管理功能一体化控制与管理功能一体化方向发展方向发展 向小型化、低成本、简单易用方向发展向小型化、低成本、简单易用方向发展向编程语言标准化方向发展向编程语言标准化方向发展 第二节第二节 PLC的基本构成及工作原理的基本构成及工作原理 一、一、PLC的基本构成的基本构成

8、系统程序系统程序用户程序用户程序编程器编程器存存 储储 器器输入口输入口CPU输出口输出口通信口通信口系系 统统 总总 线线电电源源软件软件系统系统基本基本单元单元硬件系统硬件系统CPU存储器存储器总线总线I/O口口通信接口通信接口编程器编程器电源电源扩展设备扩展设备系统软件系统软件用户软件用户软件硬件硬件系统系统软件软件系统系统 二、PLC控制的等效电路传统电机控制电气图输输入入元元件件负负载载SB1SB2FRKM负载电源PLC内部控制电路内部控制电路（用户程序）（用户程序）等效输出继电器等效输出继电器 0.00PLCCOMDC 24V 0.00 0.01 0.02 0.01 0.0210.

9、0010.0010。00COM等效输入继电器等效输入继电器END传统电气控制图与梯形图的比较寄存器0.00 0.01 0.02分别记录外部触点（继电器）SB1,SB2,FR的状态，与其一一对应，所以称为“软触点（继电器）”10.00为输出寄存器，保存前面指令的运算结果，与线圈“KM”对应，称为“软线圈”。常开触点常闭触点线圈模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器触点继电器触点各种开关各种开关传感器传感器CPUROM、RAM电源部件电源部件输输出出接接口口输输入入接接口口外设接口外设接口照明照明电磁装置电磁装置执行机构执行机构采用光电采用光电隔离装置隔离装置继电器、可控硅、继电器、可控硅、晶

10、体管电路晶体管电路编程器编程器打印机打印机计算机计算机三、三、PLC的工作原理的工作原理（一）（一）PLCPLC的工作方式的工作方式 *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。 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采用循环扫描的工作方式。初始化初始化（1）公共处理）公共处理（2）执行程序）执行程序（3）扫描周期）扫描周期 计算处理计算处理（4）I/O刷新刷新（5）外设端口服务）外设端口服务PLC执行程序的过程PLC运行机制扫描原理程序执行顺序程序执行顺序：自上

11、而下，自左到右：自上而下，自左到右开始开始I/O刷新刷新通讯通讯任务任务用户程序用户程序内务处理内务处理 周而复始周而复始 输入滤波器有时间常数。 输出电路存在滞后 循环扫描工作方式I/O信号传递滞后的原因信号传递滞后的原因PLC输入输出响应滞后输入输出响应滞后最小最小I/OI/O响应时间响应时间= =输入输入ONON延时延时+ +扫描时间扫描时间+ +输出输出ONON延时延时I/OI/O刷新刷新I/OI/O刷新刷新 执行指令执行指令/ /其他处理其他处理扫描时间扫描时间PLCPLC输入触点输入触点输入滤波输入滤波输出锁存器输出锁存器输出触点输出触点执行指令执行指令/ /其他处理其他处理扫描时

12、间扫描时间输入输入ONON延时延时输出输出ONON延时延时I/OI/O响应时间响应时间响应现象一：响应现象一：PLC输入输出响应的滞后现象：输入输出响应的滞后现象：最大最大I/OI/O响应时间响应时间= =输入输入ONON延时延时+ +扫描时间扫描时间2+2+输出输出ONON延时延时I/OI/O响应时间响应时间I/OI/O刷新刷新I/OI/O刷新刷新 执行指令执行指令/ /其他处理其他处理扫描时间扫描时间PLCPLC输入触点输入触点输入滤波输入滤波输出锁存器输出锁存器输出触点输出触点执行指令执行指令/ /其他处理其他处理扫描时间扫描时间输入输入ONON延时延时输出输出ONON延时延时I/OI/O刷新刷新 执行指令执行指令/ /其他处理其他处理扫描时间扫描时间四、四、PLC的工作模式的工作模式1）程序模式（）程序模式（PROGRAM） 程序模式是程序的停止状态，PLC的初始设定、程序传送、程序检查、强制置位复位等程序执行前的准备，要在该模式下进行。2）监视模式（）监视模式（MONITOR） 监视模式是程序的执行状态，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（）运行模式（RUN） 运行模式为程序的执行状态。 二、二、PLC的基本技术性能的基本技术性能 输入输入/输出控制方式输出控制方式 编程语言编程语言 指令