plc基础知识入门PPT教学课件

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1、1 预备知识继电器控制技术 第一部分可编程控制器绪论 第三部分三菱FX 2N可编程控制器 本课程具体内容 第二部分可编程控制器基础知识 第四部分PLC网络及通信 第五部分PLC控制系统设计与应用 第六部分其他可编程控制器简介 2 一 常用低压电器 二 基本控制线路 继电器控制技术 3 电器的构成 电器的定义 1 概述 常用低压电器 电器是根据外界信号 机械力 电动力和其它物理量 自动或手动接通和断开电路 实现对电路或非电对象的切换 控制 保护 检测 变换和调节用的元件或设备 1 电磁机构 铁心 衔铁 线圈 4 2 触头系统 常用低压电器 2 接触器 接触器是一种用于接通和断开 交 直流 负荷电

2、流的电磁式自动切换电器 主要用于控制电动机 电焊机 电容器组等大容量设备 具有低压释放的保护 5 常用低压电器 1 结构 1 动触头2 静触头3 衔铁4 弹簧5 线圈6 铁心7 垫毡8 触头弹簧9 灭弧罩10 触头压力弹簧 3 符号 功能 适用于频繁操作和远距离控制 6 继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路 实现自动控制和保护的电器 其输入量可以是电压 电流等电气量 也可以是温度 时间 速度 压力等非电气量 1 结构 1 底座2 反力弹簧3 4 调节螺钉5 非磁性垫片6 衔铁7 铁心8 极靴9 电磁线圈10 触点系统 常用低压电器 3 继电器 7 2 种类 1 电流继电器 2

3、 电压继电器 3 中间继电器 3 符号 中间继电器 4 时间继电器 5 热继电器 6 速度继电器 常用低压电器 8 常用低压电器 4 其它常用电器 1 低压断路器 1 热脱扣器的整定按钮2 手动脱扣按钮3 脱扣弹簧4 手动合闸机构5 合闸联杆6 热脱扣器7 锁钩8 电磁脱扣器9 脱扣联杆10 11 动 静触点12 13 弹簧14 发热元件15 电磁脱扣弹簧16 调节按钮 9 2 控制按钮 常用低压电器 10 2 符号 3 行程开关 常用低压电器 11 1 长动控制 基本控制线路 1 异步电动机直接起动控制线路 12 2 点动控制 基本控制线路 13 2 异步电动机正反转控制线路 1 正 停 反

4、 控制 基本控制线路 14 2 正 反 停 控制 基本控制线路 15 1 定子串电阻降压起动控制电路 基本控制线路 3 异步电动机降压起动控制线路 16 改进后的电路 基本控制线路 17 2 星形 三角形降压起动控制电路 基本控制线路 18 3 自耦变压器降压起动控制线路 基本控制线路 19 三种降压起动方式优缺点 1 串起动电阻起动的优点 结构简单 成本低 动作可靠 缺点 消耗电能 适用场合 要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合 2 自耦变压器起动的优点 对电网电流冲击小 功率损耗小 缺点 价格较贵 体积较大 且是按照非连续工作制设计制造的 不允许频繁操作 3 Y 起动的优点 定

5、子绕组星形接法时 起动电压为直接采用三角形接法时的1 3 起动电流为1 3 因而起动电流特性好 缺点 起动转矩也相应下降为三角形接法的1 3 转矩特性差 此线路适合轻载或空载的场合 基本控制线路 20 1 反接制动控制线路 基本控制线路 4 异步电动机制动控制线路 21 改进后的电路 基本控制线路 22 2 能耗制动控制线路 基本控制线路 23 反接制动优点 制动效果好 其缺点是能量损耗大 在制动过程中有冲击 对转动部件有害 故用于不太经常起制动的设备 能耗制动优点 能量损耗少 在制动时磁场静止不动 不会产生有害的反转 制动停车准确 制动过程平稳 缺点是需要整流电路 制动速度也较反接制动慢些

6、所以 能耗制动适用于电动机容量较大 要求制动平稳和起动频繁的场合 两种制动方式优缺点的比较 基本控制线路 24 PLC绪论 一 PLC的由来 二 PLC的特点 PLC出现后受到普遍重视 应用发展十分迅速 它有一系列受用户欢迎的特点 主要是 PLC是上世纪70年代以来发展起来的一种新型工业控制设备 具有功能强 可靠性高 配置灵活 使用方便以及体积小 重量轻等优点 国内外已广泛应用于自动化控制的各个方面 并已成为实现工业自动化的支柱产品 作为电气工程技术人员 必须牢固掌握PLC及其控制系统的基本原理与应用技术 才能适应当前及今后的社会发展的需要 1 可靠性高 25 3 组合灵活 使用方便 4 功能

7、强 通用性好 5 开发周期短 成功率高 6 体积小 重量轻 功耗低 1 按结构形式 整体式 模块式 2 按I O点数和存储容量 小型 256点 8K步 中型 2048点 32K步 大型 2048点以上 32K步以上 3 按功能 低档机 中档机 高档机 PLC绪论 三 分类 2 编程简单 易于掌握 四 应用 1 开关量逻辑控制 26 2 定时 计数控制 3 闭环过程控制 4 冗余控制 5 监控 6 数字通信和联网控制 五 发展方向 PLC绪论 1 小型化方向 多功能 体积小 点数少 2 大型化方向 功能强 应用范围大 性能高 编程软件多样化和高级化 标准化 构成形式的分散化和集散化 六 PLC控

8、制系统与其他控制系统的比较 1 与继电器接触器控制系统的比较 1 控制逻辑 硬接线 软接线 27 2 工作方式 受约状态 周期扫描 3 控制速度 机械式 电子式 6 设计与施工 周期长且困难 周期短 方便 7 可靠性 差 高 8 价格 便宜 昂贵 小结 在性能上PLC优异 且体积小 功耗低 使用维护方便 但价格较高 1 应用范围 几乎所有领域 主要用于工业领域 PLC绪论 2 与微型计算机控制系统比较 2 使用环境 要求较高 要求不高 3 输入输出 I O与主机采取微电联系 不需电气隔离 控制强电 需电气隔离 28 4 程序设计 要求具有较高的计算机硬件和软件知识 易于学习和掌握 5 运算速度

9、 速度快 微秒级 接口响应速度慢影响运算速度 毫秒级 6 价格 较高 较低 十分之一左右 小结 PLC是一种用于工业自动化控制的专用微机控制系统 结构简单 抗干扰能力强 易于学习和掌握 价格便宜 1 单片机不如PLC容易掌握 2 单片机不如PLC使用简单 3 单片机不如PLC可靠 PLC绪论 3 与单片计算机比较 29 4 PLC不如单片机运算速度快 5 PLC不如单片机数据处理能力强 小结 PLC用于控制 稳定可靠 抗干扰能力强 使用方便 单片机通用性和适应性较强 PLC绪论 30 一 PLC基本结构 二 PLC基本工作原理 可编程控制器基础知识 三 PLC编程语言 31 主机 PLC的硬件

10、系统简化图 基本组成 32 基本组成 PLC的单总线结构框图 33 基本组成 1 输入部件 输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件 是现场信号进入PLC的桥梁 开关量输入电路 汇点式 分隔式 2 输出部件 输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件 其功能是控制现场设备进行工作 直流输入 交流输入 2 输入信号接线图 34 基本组成 三种方式的使用场合分别为交直流 直流 交流 I O端口接线 3 可控硅输出方式 2 晶体管输出方式 继电器输出方式 35 工作原理 1 工作方式 2 工作过程 1 输入采样阶段 PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据 并将它们存入I O映像区中相

11、应的存储单元内 2 程序执行阶段 CPU按自上而下 自左而右顺序扫描用户程序 逐句执行各条指令 PLC采用周期循环扫描 集中输入与集中输出的工作方式 每次扫描的时间称为扫描周期 3 输出刷新阶段 所有程序执行完毕后 CPU将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载 36 工作原理 3 输入输出响应时序图 电路 37 工作原理 4 滞后原因及改进的措施 1 提高扫描速度 2 提供高速输入端口以减少输入滤波时间 3 提供高速处理模块 4 采用I O立即刷新指令 改进的措施有 导致PLC滞后的因素主要为 1 输入滤波的时间常数 输入延迟 2 输出继电器的机械滞后 输出延迟 3 PLC的循环扫描工作方

12、式 工作原理 4 PLC的输入采样 输出刷新的特殊性 工作原理 5 用户程序的编程水平 38 1 梯形图与语句表 编程语言 39 继电器控制线路与梯形图的联系与区别 编程语言 2 顺序功能图 状态转移图 3 逻辑图编程语言 4 高级编程语言 40 一 FX 2N简介 二 FX 2N编程软元件 三菱FX 2N可编程控制器 三 FX 2N基本逻辑指令 四 FX 2N定时器及计数器编程 五 FX 2N实例 六 FX 2N步进控制 七 FX 2N应用指令编程 41 1 型号名称 FX 2NPLC简介 一 FX 2N系列PLC是由电源 CPU 存贮器和输入 输出器件组成的单元型可编程控制器 而且AC电流

13、 DC输入型的内装DC24V电源作为传感器的辅助电源 功能强大 可进行逻辑控制 开关量控制 模拟量控制 并可进行各种各种功能运算 传送 变址寻址 移位等 42 FX 2NPLC简介 举例 2 FX 2NPLC的主要特点 43 1 输入输出16 256点 2 内部随机存取存贮器 8000步 电池后备 RAM 3 内部定时时钟 4 基本指令 27种步进阶梯指令 5种应用指令 128种 3 产品概述 FX 2NPLC简介 44 1 输入继电器 编程软元件 要点 1 输入继电器是PLC与外部用户设备连接的接口 用来接受用户输入设备发来的输入信号 是一种位元件 2 输入继电器编址区域标号为X 采用八进制

14、编址并从X000开始 最多128点 45 4 输入继电器有无数对常开触点和常闭触点供编程时使用 3 输入继电器只能由外部信号驱动 编程软元件 2 输出继电器 46 4 每个输出继电器有无数对常开和常闭触点 称为内部触点 供编程使用 编程软元件 1 输出继电器用于将程序运算的结果经过输出端送到用户输出设备 位元件 2 输出继电器编址区域标号为Y 采用八进制编址并从Y000开始 最多128点 3 输出继电器的状态只能由由程序驱动 要点 47 3 辅助继电器 编程软元件 辅助继电器分为普通型 停电保持型型和特殊型三种 要点 1 辅助继电器主要用于中继 中间量寄存 位元件 3 有无数对常开和常闭触点

15、但只能供内部编程使用 不能去直接输出驱动外部负载 2 辅助继电器编址区域标号为M 采用十进制编址并从M000开始 1 普通型辅助继电器 48 2 停电保持型辅助继电器 地址编号 M500 M3071 共2572点 其中M500 M1023 共524点 可通过参数设定变为非停电保持型 即普通型 特点 这类辅助继电器在PLC运行中若突然发生停电 则保持停电前的状态 当电源恢复正常时 系统又继续停电前的控制 当清除锁存时 才将断电保持型辅助继电器断开 编程软元件 特点 它们无断电保持功能 即当切断PLC的电源或PLC进行复位时 其当时状态无法保持 一律呈断开状态 地址编号 M0 M499 共500点

16、 49 举例 编程软元件 在绘制或阅读时序图时 一般是指某元件常开接点的状态随时间的变化而显示的波形 50 3 特殊型辅助继电器 地址编号 M8000 M8255 共256点 编程软元件 这些继电器各自具有特定的功能 可分成以下两类 M8000 M8001 运行监视继电器 1 触点利用型 举例 51 M8002 M8003 初始脉冲继电器 编程软元件 M8011 M8014 内部时钟脉冲 M801110msM8012100msM80131sM80141min 52 M8012的动作时序 编程软元件 2 线圈驱动型 M8040 禁止状态转移 M8034 全部输出禁止继电器 53 编程软元件 M8033 停止时保持输出继电器 M8030 电池灭灯 M8039 恒定扫描 54 编程软元件 4 定时器 定时器分为普通型 保持型二种 1 定时器的作用相当于继电器控制系统中的时间继电器 主要用于定时控制 3 定时器有无数对常开和常闭触点 2 定时器编址区域标号为T 采用十进制编址并从T000开始 是一种位元件 4 定时器的动作过程 要点 1 普通型定时器 T0 T245 非积算型 1 100ms