电器及PLC控制课件3

1、第三章第三章 PLC基础基础 掌握掌握PLC工作原理、结构特点。工作原理、结构特点。 熟悉基本逻辑指令、顺序控制指令及常熟悉基本逻辑指令、顺序控制指令及常用的功能指令。用的功能指令。 具备具备PLC应用系统设计初步能力。应用系统设计初步能力。参考资料参考资料 “可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用” 钟肇新钟肇新 华南理工大学出版社华南理工大学出版社 “可编程序控制器可编程序控制器（PC）例题习题及实验指例题习题及实验指导书导书 ” 杨长能杨长能 重庆大学出版社重庆大学出版社 “可编程序控制器（可编程序控制器（PC）原理与应用原理与应用” 朱绍祥朱绍祥 上海交通大学出版社上海交通大学出

2、版社 “可编程序控制器应用技术可编程序控制器应用技术” 田瑞庭田瑞庭 机械工机械工业出版社业出版社 三菱可编程控制器三菱可编程控制器 MELSEC-F使用手册使用手册课程特点及学习要求课程特点及学习要求 特点：特点： 本课程实践性很强，突出可编程控制器本课程实践性很强，突出可编程控制器的应用。的应用。 要求：要求： 掌握可编程控制器原理，从自动化产品掌握可编程控制器原理，从自动化产品的角度，了解其使用，包括产品选型，的角度，了解其使用，包括产品选型，控制系统设计，安装调试。认真做好每控制系统设计，安装调试。认真做好每一次实验。一次实验。第三章第三章 可编程控制器概述可编程控制器概述 可编程控制

3、器的产生可编程控制器的产生 可编程控制器（可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称简称PLC。 自自1969年第一台年第一台PLC面世以来，已成为一种面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自并称为工业生产自动化的三大支柱。动化的三大支柱。 1968年年 美国通用汽车公司提出的美国通用汽车公司提出的替代继替代继电器电器控制系统的新型控制器的控制系统的新型控制器的十项指标十项指标：1） 编程简单、现场可编程简单、现场可修改程序；修改程序；2）维护

4、方便、采用插）维护方便、采用插件式结构；件式结构；3）可靠性高于继电器）可靠性高于继电器控制系统；控制系统；4）体积小于继电器控）体积小于继电器控制系统；制系统；5）数据可以直接送入）数据可以直接送入计算机；计算机；6）成本可与继电器系）成本可与继电器系统竞争；统竞争；7）输入可为市电；）输入可为市电；8）输出可为市电，能）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交直接驱动电磁阀、交流接触器等；流接触器等；9）通用性强、易于扩）通用性强、易于扩展；展；10）用户存储器大于）用户存储器大于4K。国际电工委员会（国际电工委员会（IEC）PLC的定义：的定义： 可编程控制器是一种数字运算操作的电可编程控制器

5、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。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、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指令，并通过数计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。类型的机械或生产过程。PLC的特点的特点 可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高，抗干扰能力强。 编程直观、简单。编程直观、简单。 环境要求低，适应性好。环境要求低，适应性好。 功能完善，接口功能强。功能完善，接口

6、功能强。PLC、继电器控制系统、微机控制系统之继电器控制系统、微机控制系统之比较，见比较，见P2 表表1-1PLC的分类的分类 按输入（按输入（INPUT）和输出（和输出（OUTPUT）点数多少，分为：超小型、小型、中型、点数多少，分为：超小型、小型、中型、大型和超大型。大型和超大型。 按结构形式，分为：整体式和模块式。按结构形式，分为：整体式和模块式。PLC的应用和发展的应用和发展 早期的早期的PLC 改造原有的继电接触器控制改造原有的继电接触器控制系统。系统。 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少序控制等。主要用于有大量开关

7、量和少数模拟量的控制系统。数模拟量的控制系统。 PLC的发展趋势：的发展趋势：1、小型化、专用化、小型化、专用化和低价格；和低价格；2、大型、高速、多功能和、大型、高速、多功能和分布式全自动网络化。分布式全自动网络化。3-2 PLC的组成与工作原理的组成与工作原理组成：组成： 中央处理单元中央处理单元（CPU） 存储器存储器 输入输出单元输入输出单元（I/O单元）单元） 电源单元电源单元 编程器编程器 2-1外形的样子外形的样子 PLC 编程器编程器 7-1 中央处理单元中央处理单元（CPU ） 通用微处理器；通用微处理器； FX2系列采用可系列采用可编程控制器使编程控制器使用的微处理器用的微

8、处理器是是16位的位的8096单单片机。片机。 存储器：存储器：包括包括系统存储器和系统存储器和用户存储器。用户存储器。 系统存储器存系统存储器存放系统管理程放系统管理程序。序。 用户存储器存用户存储器存放用户编制的放用户编制的控制程序控制程序。输入输出单元（输入输出单元（I/O）：）：是是PLC与被控对与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。输入象间传递输入输出信号的接口部件。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出部件部件是开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。是电磁阀、接触器、继电器。 输入接口电路输入接口电路 2-2输出接口电路输出接口电路 继电器输出继电器输出* 晶体管

9、输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出 2-3 电源电源 一般市电（一般市电（220） 直流直流24V PLC有有24V（DC直直流）输出流）输出。 编程器编程器 外围设备外围设备 利用编程器将用户利用编程器将用户程序送入程序送入PLC的存的存储器，检查程序。储器，检查程序。 PLC工作原理工作原理工作原理工作原理 PLC采用循环扫描的工采用循环扫描的工作方式，包括作方式，包括内部处理、内部处理、通讯操作、输入处理、程通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理序执行、输出处理几个阶几个阶段。全过程扫描一次所需段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。的时间称为扫描周期。 当处于当处于RUN状态时，上

10、状态时，上述扫描周期不断循环。扫述扫描周期不断循环。扫描过程。描过程。 图图2-19PLC 扫描工作过程扫描工作过程 输入处理输入处理 程序执行程序执行 输出处理输出处理 2-20PLC的编程器件的编程器件 PLC内部有许多具有不同功能的器件：内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器输入继电器X、输出继电器、输出继电器Y、定时器、定时器T、计数器计数器C、辅助继电器、辅助继电器M、状态寄存器、状态寄存器S等。为了区别实际的物理器件，上述等。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为内部的器件称为软元件软元件。 不同厂家、同一产家的不同型号的不同厂家、同一产家的不同型号的PLC的软元件的数

11、量、种类都不一样。的软元件的数量、种类都不一样。FX2可编程控制器编程器件可编程控制器编程器件 输入继电器（输入继电器（X） 是是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器接收外部开关信号的接口，输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器采用八进制编码，采用八进制编码，X0-X177，最多，最多128点。点。 输出继电器（输出继电器（Y）Y0-Y177 用来传送信号到外部负载的元件。输入继电用来传送信号到外部负载的元件。输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。器常开触点、常闭触点使用次数不限。 辅助继电器（辅助继电器（M） 通用辅助型：通用辅助型：M

12、0-M499共共500个个 保持型：保持型：M500-M1023共共524个个 特殊型：特殊型：M8000-M8255共共256个个 状态寄存器（状态寄存器（S） 初始化用：初始化用：S0-S9共共10个个 回零状态器：回零状态器： S10-S19 通用型：通用型： S20-S499共共480个个 保持型：保持型： S500-S899共共400个个定时器（定时器（T0T255）-时间时间继电器继电器 常规定时器常规定时器 T0-T199：200个点个点100ms。设定范围。设定范围0.13276.7s。 T200-T245：46个点个点10ms。设定范围。设定范围0.01327. 67s。计数器（计数器（C0C255） 通用型：通用型：C0-C99 保持型：保持型：C100-C199 指针（指针（P/I）跳转：分支指令，跳转：分支指令，P0-P63，64点。点。中断：中断：I0 -I8 （共共9个）个） 数据寄存器（数据寄存器（D）通用：通用：D0-D199，200点。点。保持：保持： D200-D511，312点。点。特殊：特殊：D8000-D8255（共共256个）个） 变址寄存器：变址寄存器：V、Z（共共2个）个） 常数（常数（K/H）K-十进制数；十进制数；H-十六进制数十六进制数 FX-20P简易编程器的使用简易编程器的使用 目的目的 了解和