《PLC原理与应用》PLC的工作原理-课件

PLC原理与应用PrinciplesandApplicationsofPLC0ppt课件第二章PLC的工作原理2.1

继电器2.2PLC的循环扫描方式2.3

常用PLC简介1ppt课件2.1继电器继电器的组成(常开、常闭)触点、线圈、衔铁，等N.O.N.C.2ppt课件2.1继电器继电器的作用功率放大线圈的工作电压：直流、交流控制回路（例如：电机主回路为几十A）可以作为中间继电器，控制交流接触器，从而控制电机通断电气隔离线圈工作电压与触点间电压无关3ppt课件2.1继电器继电器的作用逻辑运算例：启－保－停电路KM=(SB1+KM)∙SB2与M=A∙B或M=A+B非M=A4ppt课件2.1继电器继电器的作用逻辑运算例：启－保－停电路5ppt课件2.1继电器继电器输出的特点驱动电流大，响应慢，有机械寿命。适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。很多硬件都是一种继电器例如：定时器、计数器、温控仪……6ppt课件2.1继电器继电器（Relay）控制v.s.PLC控制控制方式Relay

采用硬件接线，利用机械触点的串、并联，形成控制逻辑，只能完成逻辑控制。PLC

采用存储逻辑，控制逻辑以程序方式存储在内存中。控制速度Relay

工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC

速度快，微秒级，能够严格同步，无触点抖动。PLC可以等价为软继电器、虚拟继电器。7ppt课件2.2PLC的循环扫描方式循环扫描方式周期扫描方式CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符（End）后返回第一条，不断循环。抗干扰能力强，但响应速度较慢。定时中断方式输入中断方式通信方式……微机：等待命令方式顺序扫描，不断循环！8ppt课件2.2PLC的循环扫描方式循环扫描过程中五个阶段的任务内部处理阶段通信处理阶段输入(I)刷新阶段程序执行阶段输出(O)刷新阶段由系统程序实现由PLC的制造企业编制，固化在PROM或EPROM中，安装在PLC上。包括：系统管理程序、用户指令解释程序和供系统调用的标准程序模块等。9ppt课件2.2PLC的循环扫描方式上电初始化进行系统初始化处理清除内部继电器区，复位定时器等检查电源、内部电路、用户程序的语法等10ppt课件2.2PLC的循环扫描方式内部处理阶段检查用户程序存储器是否正常扫描周期I/0单元的连接复位监控定时器（WDT）如果出现错误，发出报警信号、停止运行PLC。通信处理阶段进行PLC与微机之间、或PLC与PLC之间的信息交换。11ppt课件2.2PLC的循环扫描方式输入刷新阶段以扫描方式把输入信息的状态存入输入映像寄存器。（读入全部输入端子的通断状态，并保存。）在程序执行阶段，即使输入状态发生变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，直到下一个扫描周期的相应阶段。输出刷新阶段将输出映像寄存器的通断状态经输出锁存寄存器、输出电路送到输出点，成为PLC的实际输出。12ppt课件2.2PLC的循环扫描方式程序执行阶段自上而下，逐条读用户程序并执行。以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，扫描一条执行一条，并把运算结果存入输出映像寄存器对应的位中。用户程序用户根据生产过程控制的需要，使用编程语言自行编制的应用程序。包括：开关量逻辑控制、模拟量运算程序、闭环控制程序、操作站系统应用程序等。13ppt课件2.2PLC的循环扫描方式执行用户程序的过程执行用户程序输入刷新

输出刷新14ppt课件2.2PLC的循环扫描方式执行用户程序的过程读读读写写执行用户程序输入刷新

输出刷新Q0.1I1.0I0.0I0.1Q0.0输入端子输入电路用户输入设备输入映像寄存器输出电路输出端子输出映像寄存器输出锁存器

用户输出设备()()15ppt课件2.2PLC的循环扫描方式扫描周期由多个阶段任务所需时间的和。约为0.1～100ms。一个扫描周期

O刷新

I刷新执行指令

内部处理

通信处理16ppt课件2.2PLC的循环扫描方式系统响应时间（输入／输出滞后时间）是指PLC外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，大约几十毫秒。影响因素输入滤波的时间输出电路的滞后扫描周期17ppt课件2.2PLC的循环扫描方式中断程序的处理不是由用户程序调用，而是在中断事件发生时，由系统程序调用。中断的优先级处理和输出由于PLC扫描输入点是按顺序进行的，因此中断源的先后顺序根据其占用的输入点位置而自动排序，当系统接到中断申请后便顺序扫描中断源。在扫描中断源的过程中，就在存储器的一个特定区里建立中断处理表，按顺序存放中断信息，然后系统按照该表顺序先后转至相应的中断子程序去处理。18ppt课件2.2PLC的循环扫描方式中断程序的处理中断的优先级处理和输出PLC的中断源有优先顺序，一般无嵌套关系，即在中断程序执行中，如果有新的中断发生，无论它的优先顺序如何，都不能中断正在执行的中断程序。只有在原中断处理程序结束后，才能进行新的中断处理。PLC正常的输入/输出处理是在扫描周期内的某一个阶段进行的，对于中断处理子程序中有关信息的输出必须采取特殊处理，即这部分输出信息不通过周期扫描方式输出，而利用专门的硬件或软件去立即执行。19ppt课件2.2PLC的循环扫描方式中断程序的处理用户程序结构20ppt课件2.2PLC的循环扫描方式PLC工作方式小结循环扫描，具有周期性，定时完成在每个扫描周期内，只进行一次输入和输出的操作。对用户程序而言，要处理的输入信号是输入映像寄存器的信号，而不是实际的信号。运算处理后的输出信号被放到输出映像寄存器中，而不是直接输出到现场的信号。以串行方式执行多个阶段的任务21ppt课件2.2PLC的循环扫描方式PLC的两种基本工作状态运行（RUN）状态执行用户程序，实现控制功能停止（STOP）状态创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能下载程序到PLC22ppt课件2.2PLC的循环扫描方式在PLC的面板上，通常有状态指示灯，用于显示RUN/STOP状态西门子S7-200PLC西门子S7-1200PLC23ppt课件2.3常用PLC简介西门子PLCS7-200即将停产？西门子PLCS7-200SMARTS7-200的升级产品西门子PLCS7-1200面向中低端市场的新一代PLC24ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子SIMATICS7家族S7-400中/大型S7-300中/小型S7-200微型CPU221,222,224,22625ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200CPU

CPU2268K字节

5K字节

24/1632/320.37us256256256256内置

标准标准6个30Khz2个20Khz2xRS485

用户程序区

数据存储区

CPU内置DI/DO点数

AI/AO点数

扫描时间/1条指令

最大DI/DO点数

位存储区

计数器

计时器

时钟功能

数字量输入滤波

模拟量输入滤波

高速计数器

脉冲输出通讯口

CPU2224K字节2K字节8/616/160.37us256256256256

可选

标准

标准4个30Khz2个20Khz

1xRS485

CPU2214K字节2K字节6/4

无0.37us256256256256可选

标准

N/A4个30Khz2个20Khz

1xRS485

CPU224

8K字节5K字节

14/1032/320.37us256256256256

内置

标准

标准6个30Khz2个20Khz

1xRS48526ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200CPU的扩展功能(使用扁平电缆)CPU221数字量10点CPU222数字量40入/38出=78模拟量8入或4出或8入/2出CPU224数字量94入/74出=168模拟量28入或14出或28入/7出CPU226数字量128入/120出=248模拟量28入或14出或28入/7出最大7个模块最大7个模块最大2个模块无扩展能力27ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的功能高速处理能力(每条二进制指令执行速度0.37µS)通讯功能(PPI、MPI、自由口、Profibus-DP和As-I)内置最多六路高速计数器（HSC）(30KHz)内置两路高速脉冲输出内置脉冲捕捉功能立即输入/输出功能高速中断响应(中断触发后200µS)8路PID回路控制28ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的功能脉冲捕捉功能每个CPU内置的数字量输入点均可独立地设置脉冲捕捉功能，可识别宽度很小的脉冲29ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的功能高速计数功能不占用CPU扫描时间包括：加计数、减计数、加/减计数30ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的功能高速脉冲输出功能具有脉宽调制（PWM）和脉冲序列输出（PTO）两种模式。PWM提供可变占空比的脉冲输出。PTO提供的一组脉冲在电机加、减速时频率线性变化。脉冲输出频率为20KHz。不影响CPU扫描速度。脉冲输出用于控制步进电机驱动脉冲输出用于控制加热器加热器31ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的功能数字量、模拟量滤波功能CPU内置的数字量输入点设置0.2ms～12.8ms的滤波时间，降低噪音干扰。对于CPU222,CPU224和226，可为所有的模拟量输入点设置滤波功能。32ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的编程线缆使用PC/PPI电缆与计算机的串口连接33ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的编程软件STEP7-Micro/WIN34ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的编程软件STEP7-Micro/WIN中的基本指令

位逻辑指令

比较指令

SlMATIC计时器指令计数器指令

高速计数器指令

脉冲输出指令

时钟指令

整数数学运算指令

实数数学运算指令

赋值指令表格指令

逻辑操作指令

移位循环指令转换指令

程序控制指令

通讯指令

逻辑堆栈指令

NETR,NETW指令

PID指令

……35ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200西门子S7-200

PLC的触摸屏6～15英寸触摸屏36ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200例：西门子S7-224XPCNPLC基本配置数字量14输入/10输出，共24个I/O点模拟量2输入/1输出，共3个I/O点通讯口2×RS-485

订货数据订货号CPU224XPCN24VDC电源

24VDC输入

24VDC输出6ES7214-2AD23-0XB8100～230VAC电源

24VDC输入

继电器输出6ES7214-2BD23-0XB837ppt课件2.3.1西门子PLCS7-200例：西门子S7-224XPCNPLC应用自动化机械的遥控面板38ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMART2012年7月30日，南京，西门子发布了新款的小型PLC，命名为S7-200SMART。参考网文“西门子的刺刀，S7-200SMARTPLC评测报告”

CPUSR6C扩展模块39ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMARTS7-200SMART

有6款CPUSR20，SR40/ST40，SR60/ST60，CR40。其中，20点一款，40点3款，60点2款。其中包括一款40点不带扩展功能的经济型。最大的扩展能力目前可以达到188点。40ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMART41ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMART42ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMARTS7-200SMART

的CPU速度提高到了0.15us每个位指令PLC布尔指令执行时间对比欧姆龙三菱台达S7-12000.085µs

0.143ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的通讯功能

集成一个RS485口支持扩展板功能集成了以太网，用来编程或组网皆可目前不支持ProfiBus协议44ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的编程软件

在S7-200的Micro/Win基础上发展起来，指令基本没有变化，界面更加友好，易于掌握。安装包小于100M。45ppt课件2.3.2西门子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的运动控制

支持3路伺服控制的能力定位为低端市场，价格会比S7-200低，尤其是不具备扩展能力的经济型CPU。46ppt课件2.3.3西门子PLCS7-12002009年5月18日，西门子自动化系统部西门子北京中心正式发布了全新小型可编程控制器系列SIMATIC

S7-1200系列PLC。CPUCPU