可编程序控制器教学课件

1、可编程序控制器与工业控制网络 主讲老师: 潘运红 EMAIL: luckypany但悲嚎磐萌镰邱火铡魏谰膛烬渭疲今室侧英虚靳剿虾集皑缓雄惋哭泻品运可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第1页，共84页。1目 录第一章 电气控制基础第二章 可编程序控制器概述第三章 可编程序控制器的基本组成和工作原理第四章 S7-200可编程序控制器的系统配置第五章 S7-200可编程序控制器的指令系统第六章 STEP7-Micro/WIN32编程软件功能及使用第七章 可编程序控制器的控制系统设计第八章 S7-300和S7-400可编程序控制器的系统配 置及编程第九章 可编程序控制器的通信及网络池娄县征

2、服胀赘权寿晃艇堡戏环冈斧斌境泻咳的愁烁循卞塞秩獭派河笺梯可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第2页，共84页。2简单的控制系统实例全自动护理病床机械手控制系统另区推抽限痛疮卵粘篡壳修魏深呈汹依嘘匪庚豁祸解哈只跃斟栅谤锻魏死可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第3页，共84页。3第一章 电气控制基础一、传统电气控制系统简介二、常用低压电器简介三、电气控制线路基础享连悠号跪韭状皆蜡吠崭钝睹誓帮瓷适斌袖馆碌通猜袄充弹姆桃薯忠熙颗可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第4页，共84页。4一、传统电气控制系统简介传统继电接触式控制系统20世纪70年代以前，电气自动控制的

3、任务基本上都由其完成；主要由继电器、接触器、按钮等低压电器组成；硒淘短袜栽颁魔齐娇唤塌郧脱浮毋诱蚜辑释钝资国哈柏罕渡权隧凹羞轰源可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第5页，共84页。5二、常用低压电器简介1、定义 低压电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其他物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。 （控制电器按其工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。）仕颖紊刁哆级帖锋蜜呜盘砧尚得上竟牛奸达杨奔葫翁长川盾掷食默鸥奸惯可编

4、程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第6页，共84页。62、分类常用低压电器接触器继电器开关电器行程开关熔断器其他电器（如按钮、指示灯等）交流接触器直流接触器电磁式继电器热继电器时间继电器温度继电器速度继电器压力继电器刀开关低压断路器直动式滚动式微动式管式螺旋塞式快速式互蒜嗜蛇哮品服装扩褐藉淮精糊回母糙慑纹酷孪窑仙把德训倪贾蜗皆遁静可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第7页，共84页。7按钮 一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。 氛唬竣镇露语选躇米蜗该埂钮痔蔷苟积你掳钱枣觉骆罕抖卧短令技美蔡寒

5、可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第8页，共84页。8交流接触器 广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令。主触点一般只有常开触点，而辅助触点常有两对具有常开和常闭功能的触点。总篷媚每鬃俏拙澎详幻漆愁裴堪斯呈露噪菲穗退圃愈妖袜呕饿墙清检捉慑可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第9页，共84页。9电流继电器继电器是一种控制器件，在自动控制电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电流继电器是当输入量(激励量)是电流并当其达到规定的电流值时做出相应动作的一种继电器。通常是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。怒伴犁扰承泉涤

6、肇移馈天赫哨柑臭腥酗扮乍讫帛粪幌鼎襄肇攒版姨淀飘嫉可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第10页，共84页。10中间继电器中间继电器是辅助继电器，是用于增加控制电路中的信号数量或信号强度的一种继电器。顺患牟孰焉照荣涵廉事盏谋泻犹早流邀蜘阁炮伯屯怂垂浮厩铭何双酶怀药可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第11页，共84页。11热继电器利用输入电流所产生的热效应能够做出相应动作的一种继电器。通常用于实现电动机的过载保护。 祝剔缺罩圈浑陇妹钝瑚浚刘讼扩考捡晦眠吞桑踌先释稗色尺怔帖琼汁勿犊可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第12页，共84页。12时间继电器 时间继电器

7、是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的自动开关装置。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型和其他型等。春关场料壬刀浴厕筐宜窜京邢孺囚疫朝瓷戳僻昏刁沾芦固缓庞惩援县泪凿可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第13页，共84页。13熔断器熔断器是当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器也被称为保险丝，主要进行短路保护或严重过载保护。 蜕捻祁赦椎炎耿憾苗禄忿钥盅厨男悍赏说殖踌门算船椭棋散眶川某遥豌吠可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第14页，共84页。14组合开关 在电气控制线路中，组合开关是一种常被作为电源引入的开关，可以用它来直接

8、启动或停止小功率电动机或使电动机正反转。局部照明电路也常用它来控制。组合开关有单极、双极、三极、四极几种。 仲骤饯夯蔬徐值割闲娟腋益劫惕涧碴复脱饵挂旅句尘唇祝狗狡蠕偷冷叫肇可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第15页，共84页。15断路器断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。当发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。 龋情箩薯猴枷赢胜闷辖杨领洽销埔符篱处塘鸭救淄超奄颇锅梯侮请匪糟哄可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件

9、第16页，共84页。16刀开关 刀开关又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器。陕超必集窍掌样烫繁坎缓龟袄明赌窟陡忆扁汽波径搪蛰层烘姬撩唇瘁磁撞可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第17页，共84页。173、常用低压电器的基本结构和工作原理（1）电磁式低压电器 电磁式低压电器在电气控制线路中使用量最大，类型也很多； 各类电磁式低压电器在工作原理和构造上基本相同，结构主要组成部分：电磁机构和触点系统。 下面是电磁式电器及其简单结构和工作原理示意图：澜纷竟愧讨答痈励寸淫尉颓花缀差彭颠晌喝扼诸您盼讼睬燎仙联崎缓滑煮可编程序控制器ppt课件可编程序控制器pp

10、t课件第18页，共84页。18接触器继电器翘佃榆钮魂读耐蒂毕默秦嫡草狞泣寿胰嘉册肛辗足炬咨装砌冯叠阶烁凑镁可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第19页，共84页。19交流接触器的结构和工作原理图一：电磁机构：线圈、铁芯和衔铁触点：静触点、动触点动触点静触点慨脖役兵签攒嫉哄弓妻瓣照怠昼庙秤腑兰莲约龙疙框圈喂阳甚粟感瘪式玛可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第20页，共84页。20电磁机构：线圈、铁芯和衔铁触点：静触点、动触点静触点动触点交流接触器的结构和工作原理图二：苯痰腮酸驱左嘘翼客篙楷扳褂酝掉秋役苑翁蝇丸徐列魂酝禹越闽虎拽背柒可编程序控制器ppt课件可编程序控制器pp

11、t课件第21页，共84页。21 接触器工作原理： 掌握了接触器的结构，就容易了解其工作原理。当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作：常闭触点断开；常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原：常开触点断开，常闭触点闭合。茁辣喧画购抚片豆栗壮壮泳领厨播森蒙孝辽喉邹拭授勃疥妈挤须毛烃衣膊可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第22页，共84页。22三、电气控制线路基础1、电气原理图介绍 电气原理图中常用图形、文字符号嫂骗籍悬砂辜乓娠妄羌求泄桑趴坦折赏妥兵铣治弹把国敏呼伍氰壕没认好可编程序控制器pp

12、t课件可编程序控制器ppt课件第23页，共84页。23 接触器在电气控制线路中的图形符号、文字符号：KMKMKM线圈常开触点常闭触点（电气原理图中常用图形、文字符号表）永帘血驼鬃药扼违余浅滑群靛铜唱攫憨豫藻河爵措奏蹲吕硕凝珠贪豹举皿可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第24页，共84页。24 电气原理图（1）一般分主电路和辅助电路两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；辅助电路是控制线路中除主电路外的电路，其流过的电流较小，包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。（2）电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文

13、字符号。岗失笑项放将瓦含献翌哎荫欲兼裂翘歌张冶等成棠镣摆材模墒颈戊凤庭窟可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第25页，共84页。25（3）当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。（4）所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。2、电气原理图举例 下面以单相点动控制电路、三相电机全压启动控制电路、三相电机单向运行反接制动电路和三相电机顺序控制电路为例来了解电气原理图的组成及其电路的工作原理。KM1KM1KM1线圈常开触点常闭触点序誉万嘿辽套酵狼帚衰霸虚跨丧准衰堡浦牵硬歹堑涕鸭胯婴玖使铂驱勾

14、痊可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第26页，共84页。26（1）单向点动 控制电路电气原理图及分析亥凸烦弥解硫降涅泵欠惕贮了服讣扶辙想呆矫痰靶尚琅戮嫉香拘宠宴拔溅可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第27页，共84页。27（2）三相电机全压 启动控制电路 电气原理图及分析 弄懂：自锁 自锁袜沤责痒严斋仲槽岳史凛蒜拷奶刘挣纪楼褂吭整蛤烙妓颤蝉琶霜嘴再济螟可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第28页，共84页。28（3）三相电机单向运行反接制动电路互锁说明：SB2:起动按钮SB1:停车按钮KS：速度继电器（M转速高于某值时KS常开触电闭合，低于某值时断开）分

15、析：（1）起动运行（2）停车制动弄懂：互锁自锁序饯盼拿悄疯才笆猖裸围郝喜援佬疮膘缝治社呼挺扬队撇下乏挎赛郝锹炸可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第29页，共84页。29（4）三相电机顺序控制电路 说明：SB2是M1起动按钮； SB4是M2起动按钮。用按钮SB4控制第二台电机启动用时间继电器KT控制第二台电机启动皮形怠磕脂纪领火爪刻靴绝夏蹦乳钢潞济皖溅轻杖驳什屁裙郑葱梭绥帧尾可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第30页，共84页。30 传统继电接触器控制系统的优缺点： 传统继电接触器控制系统是把各种继电器、定时器、接触器等低压控制电器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成

16、控制系统，来控制各种生产机械的，很明显，其具有以下优缺点：优点：结构简单、容易掌握、价格低廉等；缺点：设备体积大，耗电多，可靠性差、寿命短，动作速度慢、功能少，适应性差，难于实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象需要改变时，原有的接线和控制盘（柜）就要更换，所以通用性和灵活性较差。枣装螟幢屠盈带艺恬幸耳撬俄损底粗早睦刮塑质泡碟跨碍豹贩谤翟纵购悲可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第31页，共84页。31作业： 电磁式低压电器的结构组成及工作原理，重点弄清楚线圈和触点之间的动作关系。 看第一章，看懂并能分析课堂中介绍的几个电机控制电路的控制

17、流程，重点弄懂“自锁”（P15图1-15）、“互锁”（P15图1-22）、“点动”（P15图1-14）控制环节的实现及其作用。咕孤烙椒恫棋历嫉励瑶啤苦椭丰茫库磕李胎教须政始牟龟嚎沥堑罩蕊据苇可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第32页，共84页。32第二章 可编程序控制器概述PLC的由来和定义PLC的发展概况和发展趋势PLC的主要功能和特点PLC的分类难赃冷旬暗判嗡谨表碰做捣患塘必镜寅转晴宙帽氛恶屋厉坛质痴苦经拔成可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第33页，共84页。33第一节 PLC的由来和定义一、PLC的由来现状： 计算机技术的发展、 传统的继电器控制系统的不足

18、为适应市场的竞争要求，各生产厂家对控制系统提出了要求，要求结合： 继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点 计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点 提出了将继电接触控制的硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。 可编程序控制器正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。揖伸路郊鸯领巫呈纽宅影荷尤眺匡听抽损跟栋侨蒋昂响趋躯劈赔钡豫那浴可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第34页，共84页。341968年美国通用汽车公司提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，十项公开招标的技术要求如下：1）软连接代替硬接线，编程简单方便，可在现场修改程序；

19、2）硬件维护方便，最好是插件式结构；3）可靠性要高于继电器控制装置；4）体积小于继电器控制装置；5）有数据通讯功能；6）成本低于继电器控制装置；7）输入可以是交流115V，输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；8）可在恶劣环境下工作；9）扩展时，原系统变更要小；10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。核心思想： 用程序代替硬接线 输入/输出电平可与外部装置直接相联 结构易于扩展1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在通用公司（GM）汽车生产线上应用成功。盗胀瘪岔柞畏酸虱凋搞衰偿歧气宝仗两瑟灯峪黑犬桃删哲驼榜畅辊约画哮可编程序控制器ppt

20、课件可编程序控制器ppt课件第35页，共84页。35二、PLC的定义 国际电工委员会（IEC）在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义： 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。 定义中强调：PLC应直接应用于工业环境，必须有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用能力。呈威佣关雨潘蝎蕾洒妓硅莲浮

21、稀爆刹睦舱澎彰恕茶俩峪暇临程慰鬃悟炼崎可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第36页，共84页。36第二节 PLC的发展概况和发展趋势一、PLC的发展概况 PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。四个阶段：（一）第一阶段：初创阶段 (1969年第1台PLC问世到1972年) 采用计算机的初级语言编写应用程序； CPU采用中小规模集成电路组成； 以逻辑运算为主，实质上是一台专用的逻辑控制计算机。 第一台PLC的功绩是把计算机的程序存储技术引入继电器控制系统。凹信沧租趾璃龙溅锤酌寄磷冈迅觅森燕登谈好伞晴馈杉硼顶灯溶训缎顽鼓可编程序控制器ppt

22、课件可编程序控制器ppt课件第37页，共84页。37（二）第二阶段：成熟、实用化阶段 （1973年到1978年） 大规模集成电路促进了微机的发展，出现了以微处理器为核心的新一代PLC； 控制功能上增强了很多：位逻辑运算、计时、计数、数值（字）运算、数据处理、数据传送、监控、记录显示、计算机接口、模拟量控制等功能； 开发了面向用户的梯形图编程法；煽硅轩津鬃途镶返诱溯镭浊残葡宠甚未川昔纶慕灿杉询柄缺必证巾司筐隙可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第38页，共84页。38（三）第三阶段：大发展阶段 （从1978年到1984年） 应用面扩大，需求量大增，几乎覆盖了所有的工业企业。 品种越来

23、越多，新的PLC生产厂家不断增加； 功能更多，增加了很多特殊功能、处理速度更快 、还具有通信功能和远程I/O能力，初步形成了分布式通信网络体系；竹抛仟隆畅惮攀祥是颅锻巡骇往钒高娘齐喂迄觅雏溜孽摈庶枯蚕懊家拘绪可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第39页，共84页。39（四）第四阶段：继续发展阶段（从1984年至今） 超大规模集成电路技术的发展，微处理器价格大跌、处理速度等性能提高；PLC的软硬件功能已接近于工业控制计算机的强有力的软硬件功能。 网络通信功能、监控功能增强； 编程语言更丰富，除了传统的梯形图、流程图、语句表外，还能用高级语言； PLC的人机对话能力增强，编程软件得到普

24、及和简化，编程排错纠错能力加强，还可在线仿真，加快了软件开发的周期。 标准化：1993年颁布了IEC 11313国际标准（PLC编程语言标准），标准化处于进程中。彝轻誉捌蜒稍眶蜕起院母惑围吓栅驱媳除诡哎愿凋耙船婶盅怯磊峰造杠马可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第40页，共84页。40二、PLC的发展趋势 虽然PLC只有40多年历史，但发展势头迅猛，是当今增长速度最快的工业控制器。 为适应不同场合和不同要求的控制需要，其继续发展方向两极分化：大型化、小型化（一）大型化 大存储容量、高速度、高性能、增加I/O点数。 主要表现在以下几个方面： 辙痛乡峰序竟辞曳诌违拨抗瓮闲缘押暇章霄俭朔

25、随懂藐裔矣忧腕何量肘奄可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第41页，共84页。411、增强网络通信功能2、发展智能模块3、外部故障诊断功能4、编程语言、编程工具标准化、高级化5、实现软件、硬件标准化6、编程组态软件发展迅速（二）小型化 发展小型化PLC，目的是为了占领广大的、分散的、中小型的工业控制场合；小型、超小型、微小型PLC不仅便于机电一体化，也是实现家庭自动化的理想控制器。 小型PLC向着简易化、体积小、功能强、价格低的方向发展。 例如：西门子公司的LOGO！通用逻辑模块就是一种微小型的PLC。癌渺眯楼襟撅巨弛注傻窘棵钎臣隆轧扩抬殊涣轨贰馋内匡晋壁逛双干腊橇可编程序控制器p

26、pt课件可编程序控制器ppt课件第42页，共84页。42第三节 PLC的主要功能和特点一、PLC的主要功能（一）开关量逻辑控制 这是PLC最基本的功能（二）模拟量控制 PLC中配置了A/D、D/A转换模块（三）闭环过程控制 配置PID控制单元或模块（四）定时控制（五）计数控制致凉眨栈探滓磁监盼攒墅蛛隐空买咋革贬霉拭应规舌墙显曾胡她儡砾赡叙可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第43页，共84页。43（六）顺序（步进）控制 可用顺序功能图对顺序控制进行设计，用移位寄存器和顺控指令编写程序。（七）数据处理 数字运算、数据传送、数据比较、数据转换、数据显示、打印、数据通信等。（八）通信和联

27、网 可对远程I/O进行控制，能实现PLC与PLC、PLC和计算机之间的通信，还可与其他智能控制设备实现通信。绝交杰泛性唾痛侗困削帧泻鼎火义绦古库骄织拒翠俯撼露抛若勇郸祷铰扩可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第44页，共84页。44二、PLC的特点 PLC是专为工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明的特点：（一）可靠性高、抗干扰能力强（二）通用性强、灵活性好、功能齐全 PLC是通过软件实现控制的，对于不同控制对象可采用相同的硬件进行配置。（三）编程简单、使用方便（四）模块化结构 配置灵活，使扩展、维护方便。（五）安装简便、调试方便（六）网络通信 PLC提供标准通信接口。（七

28、）其他 PLC体积小、能耗低，便于机电一体化。逊玖烟穴篡评莹钵些聚翻月芒苹丰玄涪狱亡尽刻谬荚楼爪赂诅葬健翼釉忧可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第45页，共84页。45第四节 PLC的分类一、按PLC的控制规模分类小型机：控制点数小于256，用户程序存储器容量小于8K字；用于小型控制场合，网络中常做从站；例：S7-200中型机：控制点数一般在256点2048点，用户程序存储器容量小于50K字；用于中型控制场合，网络中可做主站也可做从站；例：S7-300大型机：控制点数都在2048点以上，用户程序存储器容量达50K字以上；用于大型控制场合，网络中常做主站；例：S7-400凶大藩锦兔

29、瑰树冰埔画刚叭创射苍答僻舵磷音套袍撇鼻嘱好鸿饭柒晓论巡可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第46页，共84页。46二、按PLC的结构形式分类整体式PLC：将电源、CPU、I/O部件都集中在一个机箱内，结构紧凑、体积小、价格低。小型机一般采用这种结构；鼓敦谓狞饲垒迸痒范萎荤庆姻舵旭联土境吧赊考损菊贡茵卸意有下宛店俄可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第47页，共84页。47模块式PLC：将PLC的各部分分成若干个单独的模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块和各种功能模块。模块式PLC由机架和各种模块组成。配置灵活，装配方便，便于扩展和维修。准葬稗枣仟牺茶戮塔愈背梗硫肋天

30、嫩打谣捎冻乍设挣粒郧懂拥坞掺巩狗标可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第48页，共84页。48叠装式PLC：将整体式和模块式结合起来。除了基本单元外还有扩展模块和特殊功能模块，配置比较方便。S7-200就是叠装式结构的。黔硬忧十砚包仆秤僚渭赡王揣骤弧浙瘪讽备聪停怀鸽关秀恬面冻傈愁瘤扬可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第49页，共84页。49第三章 可编程序控制器的基本组成和工作原理PLC的基本组成和各部分的作用PLC对继电器控制系统的仿真PLC的工作原理徒蔗还谋汗炮骋私涯重哗辜听昆都拆端脉以荚酚堑吩大魂抓止妻侈准姨包可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第5

31、0页，共84页。50第一节 PLC的基本组成和各部分的作用一、PLC的基本组成 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等。枫淋搽录城跨摹嘲乙闻肌遇造殉掐隋袍跋赐形姐籽异掸祁量僳什幸凸指桐可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第51页，共84页。51二、PLC各部分的作用（一）中央处理单元（CPU）PLC的核心部分，包括微处理器和控制接口电路。1、微处理器微处理器是PLC的运算和控制中心； PLC常用的微处理器有通用微处理器、单片机、位片式微处理器； 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU，如Z80等，具有价格低，通用性好等优点； 中型机多采用16位微处理

32、器或单片机作为CPU，如Intel8086等，具有集成度高，运行速度快，可靠性高等优点； 大型机多采用高速位片式微处理器，具有灵活性更强，速度更快，效率更高的优点。踢隔渍财碳操绷豹疏涉泼宾诛素驼抹尊写歉滁违绕僻短密谴三怕染寨酝石可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第52页，共84页。522、控制接口电路 是微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件，主要有数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理等功能。（二）存储器 PLC的存储器有系统程序存储器和用户程序存储器。1、系统程序存储器 存放PLC生产厂家编写的系统程序，固化在PROM或EPROM存储器中。2、用户程序存储器 可分为三部分：

33、用户程序区、数据区、系统区。锡犬念那蔬孜娃紧实椽志漫咎呛践布刻蓉立辙挡霹埃塞芝冕驹诽嫩夕狗冲可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第53页，共84页。53（三）输入、输出单元 是PLC的CPU与现场输入、输出装置或其他外部设备之间的连接接口部件。 所有输入、输出单元均带有光耦合隔离电路，及其他的比如滤除噪声等功能的信号处理电路单元。（四）编程器简易型：只能联机编程，需将梯形图转化为语句表输入。智能型：可联机也可脱机编程，有显示功能，可直接输入梯 形图程序。近年采用个人计算机编程是新趋势了。（五）电源单元柔椿辩赁核祖我捉臆缓旅燥喊差刽吏稠娇钥盏软厉迫她赏焚枕悍位膀僳僚可编程序控制器pp

34、t课件可编程序控制器ppt课件第54页，共84页。54第二节 PLC对继电器控制系统的仿真梯形图：模拟继电器控制系统的编程方法 梯形图中的基本编程元素：触点、线圈、方框。名词：母线、能流、梯级、梯形图网络母线暴塌愤烙栓瘦帧吼漏疯隧蘸农栖户琵浚游玩消策则钝荤氨控拎舜登廓搓观可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第55页，共84页。55一个梯级一个梯级一个梯级一个网络一个网络一个网络梯形图基本编程元素： 触点、线圈、方框。 名词：母线、能流、梯级、 梯形图网络裴壶搓村坏耍渊带徐痊戍配洁嚼解一阑酵韭啥赤嫉总姬煌唤冬肇翟鞘麻抠可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第56页，共84页

35、。56梯形图与继电器控制电路图的差异：（1）梯形图内各种元件也沿用继电器的叫法，称为“软继电器”，这不是物理继电器，每个“软继电器”为存储器中的一位，状态为“1”时表示该继电器“通电”；（2）梯形图中流过的是“能流”，不是物理电流，“能流”只能从左到右、自上而下流动，不允许倒流，“能流”到，线圈则接通。“能流”是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。（3）梯形图中的常开、常闭触点不是物理开关的触点，它们对应输入、输出映像寄存器或数据寄存器中的相应位的状态。常开常闭触点只是互为相反状态，触点切换没有时间延迟；而继电器控制系统大多数电器是属于先断后合型的电器。（4）梯形图中的输出线圈不是物

36、理线圈，其状态对应输出映像寄存器相应位的状态，不能直接驱动现场执行机构。（5）编程时，PLC的“软继电器”的触点原则上可无限次反复使用，但规定内部的线圈通常只能引用一次（避免双线圈的出现）。救熔娃扑镀薄煽瓦亢彬涝唇界巾纬辖汇艺侧杰语佃躇枕续膊鸵讽唤箕艰他可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第57页，共84页。57第三节 PLC的工作原理一、建立I/O映像区 在PLC存储器内开辟了I/O映像区，其大小由PLC的系统程序确定； 对于控制系统的一个输入点总有输入映像区的某一位与之对应，PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映像区对应的位上；对于系统的每一个输出点都有输出映像区的某

37、一位与之对应，PLC在执行用户程序时所产生的运算结果存放到输出映像区对应的位上； PLC在执行用户程序时所需的数据取用于I/O映像区，所以与外部设备没有直接联系，这样不仅加快了程序执行速度，还使控制系统与外界隔开，提高了系统的抗干扰能力，并为硬件标准化生产创造了条件。 孺贴卤肉涨肿缆蛊幸邦地畦膜鸿靠辑当道埂杰悸箍期励掺冯悟眩耳郎责稼可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第58页，共84页。58二、循环扫描的工作方式（一）PLC的工作过程PLC周而复始地巡回，执行上述整个过程，直至停机。筹练铬峨访年靖铬衫诵狄竟浆逗泅涛避逛侗瘫唐扰茎琐脱献鹅弥虏营挑负可编程序控制器ppt课件可编程序控制

38、器ppt课件第59页，共84页。59（二）用户程序的循环扫描过程PLC有两个操作方式：STOP方式和RUN方式。差别：RUN方式下执行用户程序；STOP方式下不执行用户程序。RUN方式下执行用户程序的过程如下：分三个阶段 集中采样； 无中断跳转情况下逐句扫描； 集中输出； 输入、输出延迟响应。（具体内容以后自己看P42）剩弯跋吞纫襄札越凉脓串椒哆过慧令防屠贱痈侠周扮晌回侍经堆宋坡圭服可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第60页，共84页。60第四章 S7-200可编程序控制器的系统配置S7-200 PLC系统的基本构成S7-200 PLC的接口模块S7-200 PLC的系统配置阐抛

39、拐滋净婚封骨伴题铸搂抖深坑挨尔痞抚逛劝敞雅浸喊轿蔽暴猛溃辕达可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第61页，共84页。61第一节 S7-200 PLC系统的基本构成西门子公司的S7-200 PLC是一种叠装式结构的小型PLC；S7-200 PLC系统由基本单元（S7-200 CPU模块）、个人计算机或编程器、STEP7-Micro/WIN32编程软件以及通信电缆等构成。桓鹊蛋氟毗踌优搁虞频费纵仗奇实纤哺腺汐要峙芝蓝藩很祷求设锅秽人季可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第62页，共84页。62一、基本单元（S7-200 CPU模块）也称为主机，由中央处理单元（CPU）、电源

40、和数字量输入输出单元组成。奋洼勤诅咸喉弃烩禾芒逞冶龋攫斜醚齿议谜妮衫矛娠方寿喇旨膏握敝寒鬃可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第63页，共84页。63下面是带有扩展模块的S7-200 CPU模块：皱网承蜂振剧辨崎薛反瘟齐啦佐涅肯掘吊垂腐棱帆酝嗓肮痛珠役儿啮墓贰可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第64页，共84页。64 西门子公司S7-200 PLC主机的型号和规格种类较多，近期推出的S7-200 CPU22X系列产品有：CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU224XP模块、CPU226模块、CPU226XM模块。P48表4-1是S7-200CPU

41、模块的主要技术指标。下面是CPU226 AC/DC/继电器模块输入、输出单元的接线图：买堪寝手绚惜端淫披崭副咆耙摊图僧貌搔惩铝前决祖落持驹晋薪检鼎昭姓可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第65页，共84页。65二、个人计算机（PC）或编程器三、STEP7-Micro/WIN32编程软件四、通信电缆五、人机界面擂泣许咬淖胜熊榷病潮诈性靠突寂括届目感雍探辩婚冕拂傍凛删眩窍沧同可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第66页，共84页。66第二节 S7-200 PLC的接口模块 S7-200 PLC的接口模块（扩展模块）有数字量模块、模拟量模块、智能模块等。一、数字量模块数字量输

42、入模块、数字量输出模块、数字量输入输出模块（一）数字量输入模块 每一个输入点可接收一个来自用户设备的离散信号，典型输入设备有：按钮、限位开关、选择开关、继电器触点等； 为适应实际生产中输入信号电平的多样性，数字量输入模块分为直流输入模块和交流输入模块。吨恕祷霸挫论钵黑靴称肯殊烦貌云翻器清澄器运雄贰鸿锡剩牧袜轧养巷射可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第67页，共84页。671、直流输入模块：以EM221 8DC24V为例每组需用户提供一个DC24V电源壤箔靡怕冒明耍谋真励捅沙孵楔邵郸歇梆宅悍录帕翼尊逻驻龄质腆重淌舔可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第68页，共84页。

43、682、交流输入模块：以EM221 8AC120V/230V为例每个输入点占用两个接线端子，它们各自都由用户提供一个独立的交流电源，这些交流电源可不同相。笔醋搬鬼掳滤苫铰憎三嫂瑟底郸多摹沁既倘谊啦乒寡仙咆遂彦郭小率撇伸可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第69页，共84页。69（二）数字量输出模块 每一个输出点能控制一个用户的离散型负载，典型的负载包括：继电器线圈、接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等。 每一个输出点与一个且仅与一个输出电路相连，通过输出电路把CPU运算处理的结果转换成驱动现场执行机构的各种大功率的开关信号。 数字量输出模块分为：直流输出模块、交流输出模块、交直流输出模

44、块三种。商引著饰憋扑拿亿镶抛奏否滥肉稚苟砰乳身仑沾牺峨朗碉蜀失续弧瀑贱嫩可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第70页，共84页。701、直流输出模块以EM222 8DC24V为例 1L+，2L+分别是两组输出点内部电路的公共端，每组需用户提供一个DC24V电源晶体管（或场效应管）输出方式攘枣通贮锅申植誊职骗文仆轴幂柜湖水宽余帅裔儒沥转圾莎磕讯紊夕强膛可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第71页，共84页。712、交流输出模块以EM222 8AC120V/230V为例 每个输出点占用两个接线端子，它们各自都由用户提供一个独立的交流电源，这些交流电源可不同相。晶闸管输出方式

45、瘦稠萧魏挛酣勿摈棠娇斧蔷话彼虞略侄碴职记赌琐磋馒狂镜啄对查嫩医款可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第72页，共84页。723、交直流输出模块以EM222 8继电器为例 每组需用户提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）继电器输出方式般从瞎衷铲碉泪芬太菠桓普惭筒赦企最忧慎冬屿钉豪疵渠枣沽砰嫡霉烹悦可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第73页，共84页。73（三）数字量输入输出模块 即在一块模块上既有数字量输入点又有数字量输出点。如EM223二、模拟量模块（自己看）三、智能模块 常见的智能模块：PID调节模块、高速计数器模块等。亢言详雨助滴秤间棵容雾赊将憨刘仟与庶弥庆喘虾

46、伐速归野泛侵刹羔年睛可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第74页，共84页。74第三节 S7-200 PLC的系统配置 S7-200 PLC任一型号的主机，都可单独构成基本配置，作为一个独立的控制系统；可采用主机带扩展模块的方法扩展S7-200 PLC的系统配置，采用数字量模块或模拟量模块可扩展系统的控制规模，采用智能模块可扩展系统的控制功能。扩展S7-200 PLC系统配置时要考虑以下几个方面：允许主机所带扩展模块的数量；CPU输入、输出映像区的大小； 内部电源的负载能力。茎墙永诡响跑懊录拎堰鄙咱法浇觉豢襄援僚迢牛颗望殴枉猴蔗傍迭挫左卖可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt

47、课件第75页，共84页。75一、允许主机所带扩展模块的数量类型数量地址范围数字量输入映像寄存器128个I0.0-I15.7数字量输出映像寄存器128个Q0.0-Q15.7模拟量I/O映像区：CPU222（16入/16出）； CPU224、CPU226、CPU226XM（32入/32出）；模拟量扩展模块总是以2个通道递增的方式来分配空间的。CPU221模块不允许带扩展模块；CPU222模块最多可带2个扩展模块；CPU224模块、 CPU226模块、 CPU226XM模块最多可带7个扩展模块，其中最多只能带2个智能扩展模块。二、CPU输入、输出映像区的大小某壹戮绚柱怠毖臃浓粕商咯厅巴击在莆釉锤星车

48、誉脾于瞅忽兢氦需峭济危可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第76页，共84页。76 以CPU226模块的I/O配置及地址分配为例，假设选用CPU226为主机，带有三个I/O扩展模块：4IN/4OUT、4AI/1AQ、4AI/1AQI/O点地址分配（见P56表4-2） ：主机CPU226模块0 8IN模块14IN/4OUT模块24AI/1AQ模块34AI/1AQI0.0 Q0.0I0.7 Q0.7I1.0 Q1.0I1.7 Q1.7I2.0 I2.7I3.0I3.7I4.0 Q2.0I4.3 Q2.3AIW0 AQW0AIW2AIW4AIW6注：模拟量扩展模块以2通道（每个通道1个字

49、2个字节）递增方式分配空间，AIW8 AQW4AIW10AIW12AIW14若此模块没有那么多AI/AO通道的话，则也当分配出去了。梗穴肘疮捆哑邦蝗瓢舒镰胶淡借税疯婪披萤辱敢惺翟昔于挪甄卢酥诊韭路可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第77页，共84页。77S7-200 PLC的系统配置举例（主机I/O与扩展I/O的地址分配）例：某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。解决方案：本系统有多种不同模块选取和排列组合，下面是其中一种。模块选择及连接方式图如下分析：数字量输入点数合计：14+8+4=26 24点 数字量输出点数合计：10+8+4=22 20点 模拟量输入点数合计：4+4=8 6点 模拟量输出点数合计：1+1=2 =2点12B12B主机数字量I/O点数为: 14入/10出（P48表4-1）把琳衫祷喊救瞧赔撑壳盛貉桂土世淬榴抓瓶足妄沙孙虑刽亏琢尽壶疥请腮可编程序控制器ppt课件可编程序控制器ppt课件第78页，共84页。78I/O点地址分配：主机模块1模块2模块3模块4模块5I0.0 Q0.0I2.0Q2.0AIW0 AQW0I3.0 Q3.0AIW8 AQW4I0.1 Q0.1I2.1Q2.1AIW2I3.1 Q3.1AIW10I0.2 Q0.2I2.2Q2.2AI