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1、可编程序控制器技术及应用,-维修电工(高级),主 讲: 邢春芳 电气工程学院,工 作 要 求,维修电工国家职业标准对初级、中级、高级、技师、高级技师的技能要求依次递进，高级别包括低级别的要求。,高 级,教 学 内 容,一、PLC概述,1、PLC的特点与应用 2、PLC的组成与控制原理 3、使用的注意事项 4、维修与故障诊断 5、常用程序的设计方法,二、FX2系列PLC简介,1、PLC的硬件结构 2、PLC的主要技术指标及外部接线 3、PLC内部编程元件,三、PLC指令系统及编程方法,1、基本指令的应用 2、步进指令及状态编程 3、功能指令,四、应用技能训练,五、PLC改造车床电气控制系统,一、
2、PLC概述,可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller，简称PLC。,以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以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指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。,可编程序控制器采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、( )和算术运算等操作指令。A、控制运算、计数 B、统计运算、计时、计数C、数字运算、计时 D、顺序控制、计时、计数,PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了
3、继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点。充分利用微处理器的优点，采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。,可编程序控制器不需要大量的( )和电子元件，接线大大减少，维修简单，维修时间缩短，性能可靠。A、活动部件 B、固定部件 C、电器部件 D、部分部件,A,D,PLC的特点与应用,特点,1、可靠性高，抗干扰能力强。PLC是专门为工业环境下应用而设计的，在硬件和软件上都采用了以下可抗干扰措施：（1）硬件措施1）屏蔽：对PLC的电源变压器、内部CPU的主要的部件采用导电、导
4、磁良好的材料进行屏蔽，防止外界的电磁干扰。 2）滤波：对供电电源及I/O线路采用多种形式的滤波，以消除、抑制高频干扰。3）隔离： I/O线路采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源的影响；4）模块化结构：便于系统修复，减少停机时间。（2）软件措施1）采用扫描工作方式：减少了外界的干扰；2）设有故障检测和自诊断程序：能对系统硬件电路等故障实现检测和判断3）设置警戒时钟WDT：PLC程序循环执行时间超过WDT规定的时间，预示程序出错，立即进行报警。4）对程序进行检查和检验。采取以上的抗干扰措施，一般PLC的平均无故障时间可达几十万小时以上。,2、编程简单，使用方便PLC编程语言：梯形图、指令语句、功能
5、图、功能块图。大多数PLC采用梯形图的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似，具有形象、直观、易学的特点。当生产流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活。同时，PLC编程器的操作和使用也很简单。这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。许多PLC还针对具体问题，设计了各种专用编程指令及编程方法，进一步简化编程。,可编程序控制器编程灵活性。编程语言有：布尔助记符、功能表图、( )和语句描述。A、安装图 B、逻辑图 C、原理图 D、功能模块图可编程序控制器通过编程，灵活地改变其控制程序，相当于改变了继电器控制的( )线路。A、主、控制 B、控制 C、软接线 D、硬接线( )是可编程序控制器的
6、编程基础。A、梯形图 B、逻辑图 C、位置图 D、功能表图,D,D,A,4、设计安装简单、维护方便PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件，使得控制柜的设计、安装的接线工作量大为减少。PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，缩短了应用设计和调试周期。在维修方面，由于PLC的故障率极低，维修工作量很小；而且PLC具很强的自诊断功能，如果出现故障，可根据PLC上指示或编程器上提供的故障信息，迅速查明原因，维修极为方便。5、体积小、重量轻、能耗低 由于PLC采用了集成电路，其结构紧凑、体积小、能耗低。,3、功能完善、通用性强现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，而且还具有A/
7、D和D/A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网以等许多功能。PLC产品已系列化、模块化，品种齐全的各种硬件装置可供用户选用和组成满足各种要求的控制系统。,应用,PLC的特点与应用,1、逻辑控制利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能可实现对机床、自动生产线、电梯等的扩展。2、位置（运动）控制较高档次的PLC具有单轴或多轴位置控制模块，可实现对步进电动机或伺服电动机的速度和加速度的控制，确保运行平滑。3、过程控制PLC的模拟量输入输出和PID控制，可构成闭环控制系统，可应用于冶金、化工等行业4、数据处理（监控系统）PLC能记忆某些异常情况，并可进行数据采集。操作人员还可利用监控命令
8、进行生产过程的监控，及时调整相关参数。5、联网通信（集散控制）PLC与PLC，PLC与上位机之间的联网，可构成工厂自动化网络系统。,PLC的组成与控制原理,一、可编程控制器的基本结构,二、可编程控制器的工作原理,以扫描方式依次顺序读入输入点的状态，并存入寄存器,逐条解释并执行存放在用户存贮器中的用户程序。将运算结果存入输出映存寄存器中。, ( )阶段根据读入的输入信号状态，解读用户程序逻辑，按用户逻辑得到正确的输出。A、输出采样 B、输入采样 C、程序执行 D、输出刷新,C,PLC使用的注意事项,1、工作环境和安装注意事项,1）工作环境温度：055C；相对湿度：85%RH以下（无结霜）。 2）
9、远离高压电器。 3）I/O连接线与控制线布线分开，并保持一定距离。,检查可编程序控制器电柜内的温度和湿度不能超出要求范围（( )和3585RH不结露），否则需采取措施。A、-550 B、050 C、055 D、555外部环境检查时，当湿度过大时应考虑装( )。A、风扇 B、加热器 C、空调 D、除尘器,C,C,2、系统供电与接地,可编程序控制器的接地线截面一般大于( )。A、1m B、1.5m C、2m D、2.5m,C,3、输入、输出回路的接线及注意事项,用户程序存贮 / 后备电池的更换：更换前，先接通PLC的交流电源充电（15秒左右），为存贮备用电源的电容器充电。更换时间不超过5min,另
10、外还要做好程序的备分工作。,为避免程序和( )丢失，可编程序控制器装有锂电池，当锂电池电压降降至相应的信号灯亮时，要及时更换电池。A、地址 B、程序 C、指令 D、数据更换电池之前，先接通可编程序控制器的交流电源约( )s，为存储器备用电源的电容器充电（电池断开后，该电容器对存储器做短时供电）。A、3 B、5 C、10 D、15,D,D,PLC的维修与故障诊断,电源指示,运行指示,机内后备电池指示,程序出错指示,程序语法 程序线路 定时器或计数器 锂电池电压跌落,通信端口,输入端子,输出端子,工作模式、端口, 运行指示灯是当可编程序控制器某单元运行、( )正常时，该单元上的运行指示灯一直亮。A
11、、自检 B、调节 C、保护 D、监控 正常时每个输出端口对应的指示灯应随该端口有输出或无输出而亮或熄。否则就是有故障。其原因可能是( )。A、输出元件短路 B、开路 C、烧毁 D、以上都是 程序检查包括( )。A、语法检查、线路检查、其他检查 B、代码检查、语法检查C、控制线路检查、语法检查 D、主回路检查、语法检查,思考题：,D,D,A,常用程序的设计方法,1、经验设计法,2、逻辑设计法,3、状态流程设计法,PLC实训,GX Developer软件的使用：,(1)工程菜单在软件菜单里的工程菜单下选择改变PLC类型即根据要求改变PLC类型。 1）在读取其他格式的文件选项下可以将FXGP_WIN
12、-C编写的程序转换成GX工程。 2）在写入其他格式的文件选项下可以将用本软件编写的程序工程转化为FX工程。,(2)在线菜单,1）在传输设置中可以改变计算机与PLC通信的参数。,2）选择PLC读取、PLC写入、PLC效验可以对PLC进行程序上传.下载.比较操作。,3）选择不同的数据可对不同的文件进行操作。,4）选择监视选项可以对PLC状态实行实时监视。 5） 选择调试选项可以完成对PLC的软元件测试，强制输入输出和程序执行模式变化等操作。,二、FX2系列PLC简介,PLC的主要生产厂家,欧洲：西门子（Siemens）；法国的TE（Telemecanique）公司 美国：A-B（Allen-Bra
13、dly）、GE（General Electric）公司 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、欧姆龙（OMRON）、FUJI,注：日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜。,FX系列PLC型号, 子系列名称：ON、OS、2C、2NC、1N、1S 输入输出点数：输入输出的合计点数（4128点） 单元类型：M基本单元；E输入输出混合扩展单元及扩展模块；EX输入专用扩展模块；EY输出专用扩展模块。, 输出形式（其中输入专用无记号）： R继电器输出； T晶体管输出； S晶闸管输出 特殊物品的区别（电源和输入、输出类型等特性） ：D、A1、H、V、C、F等如：D
14、DC电源，DC输出如：特殊物品无记号AC电源，DC输入，横式端子排、标准输出（继电器输出为 2A/1点、晶体管输出0.5/1点、晶闸管输出0.3A/1点的标准输出）,PLC的硬件结构,FX2系列PLC为整体结构，由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊适配器等组成。,基本单元：由CPU、存贮器、I/O电路、电源等组成一个完整的控制系统，可单独使用。,扩展单元：内部没有CPU、存贮器。不能单独使用，只能与基本单元连接在一起作为输入、输出点数的扩充。,扩展模块：以8为单位扩充输入、输出点数。内部没有CPU、存贮器、电源。必须由基本单元或扩展单元供给。,特殊适配器：是PLC特殊功能单元与基本单元连接的桥梁。,FX2系列PLC的基本单元和扩展单元：,思考题：, F系列可编程序控制器系统是由基本单元、( )、编程器、用户程序、写入器和程序存入器等组成。A、键盘 B、鼠标 C、扩展单元 D、外围设备 在F-20系列可编程序控制器辅助继电器中，每( )个辅助继电器构成一个移位寄存器。A、2 B、4 C、8 D、12 定时器相当于继电控制系统中的延时继电器。F-40系列可编程序控制器最小设定单位为( )。A、0.ls B、0.2s C、0.3s D、0.4s,
