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1、电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,模块三 PLC基本指令的应用,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,【能力目标】,1能熟练运用PLC的基本逻辑指令编写简单的PLC程序。 2能根据控制系统输入信号和输出信号的要求，设计出PLC的硬件接线图，熟练完成PLC的外部接线操作。 3熟练操作GX Developer编程软件，完成程序的编写、下载、监测等操作，并对PLC程序进行调试、运行。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪
2、里有逻辑，那里就有自动化控制,【知识目标】,1掌握PLC的基本结构和工作原理。 2熟悉FX系列PLC的编程元件，掌握主要编程元件的功能和应用注意事项。 3初步掌握GX Developer编程软件的基本操作，熟悉软件的主要功能。 4掌握FX2N系列PLC的基本逻辑指令系统。 5掌握梯形图和指令表程序设计的基本方法。 6掌握梯形图编程规则和编程技巧。,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,电磁 继电器 KA,断电,断开,通电,接通,电生磁,磁生力,电磁继电器KA由哪些元件组成？,KA线圈,KA线圈,常开点接通,常开点断开,常开触点,常闭触点,电磁线圈,机械触点,因,果,电动机,主 触 点,交流电,交流接
3、触器KM,接触器KM 的主触点 额定电流大, 用于控制 电动机的 通/断电,KM,KM,KM,因,果,KM,主触点,辅助触点,电磁线圈,机械触点,交流接触器KM由哪些元件组成？哪个是因？,电气控制与PLC应用,任务一 认识PLC,一、任务导入,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,L1,L2,L3,M,3,KM,KM 锁,FR,QF,FU1,FU2,停SB1,启SB2,通,主电路,辅助电路,启通 锁断,SB2按一下,KM圈,FR动作,M过热,KM圈,启通 锁通,启断 锁通,M,M停,KM圈,停断锁断,停通锁断,SB1按一下,停断锁通,M免烧,通,断,断,通,通,KM线圈的启动点自锁点停车点,因,果,
4、断,通,断,断,通,断,突 停,U1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3,U,V,W,1,2,3,4,5,电气控制与PLC应用,采用硬件接线安装而成 ，可靠性、通用性较差,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,用PLC控制电动机起停的硬件接线图,主电路仍然不变,控制电路由PLC取代,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,电动机直接起动的PLC程序,漯河职业技术学院 郭艳萍,电动机延时5s起动程序,只需改变程序，不必改变硬件接线,因果图 记载：信息变化的初因发展顺序终果,示意图 展示：信息的源头(外部
5、)流动路线归宿,过热,通电,断电,启动按钮 SB2,松开,按下,电动机M,停车按钮 SB1,松开,按下,SB2按下 ,KM通电自保,接触器KM,松开,SB1按下 ,松开,电动机启转,KM断电解除自保,电动机停转,按下,热继电器FR,过热动作,35min后(可自动或手动)复位,否,通电 1态,断电 0态,断电 0态,电气控制与PLC应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,继电接触控制系统,因果图 记载：信息变化的初因发展顺序终果,示意图 展示：信息的源头(外部)流动路线归宿,过热,通电,断电,启动按钮 P2,松开,按下,PLC,电动机M,停车按钮 P1,松开,按下,P2按下 ,PLC做启锁运算,K
6、M1,接触器KM,无 反应,启锁 运算,松开,无 反应,停 运算,P1按下 ,PLC做停运算,松开,电动机启转,KM0,电动机停转,按下,X2,Y2,X1,热继电器FR,过热动作,35min后(可自动或手动)复位,否,停 运算,X0,PLC控制系统,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,两种电气控制系统对比：,PLC是控制机器动作顺序的一种“程控型”设备,是1969年美国人发明的，大到自动生产线， 小到仓库自动开关门，应用之广，无孔不入。,系统程序,用户程序,电气控制与PLC应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,二、相关知识,（一）PLC的产生及定义,
7、电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,是一种工业控制装置。,是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。,通用叫法 中文名称为可编程控制器； 英文名称为Programmable Logic Controller， 简称PLC。,去掉Logic,PLC是啥设备？,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,1987年，国际电工委员会（IEC）定义： “可编程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
8、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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,继电接触控制电路硬设备多、接线复杂、改变设计困难、可靠性不高、维修量大,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,背景： 1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种
9、生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,1968年，GM公司提出十项设计标准： 编程简单，可在现场修改程序； 维护方便，采用模块式结构； 可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜； 成本可与继电器控制柜竞争； 可将数据直接送入计算机； 可直接使用市电交流输入电压； 输出采用市电交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 通用性强，扩展方便; 能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻
10、辑，那里就有自动化控制,1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得成功。这种新型的电控装置由于优点多、缺点少，很快就在美国得到了推广应用。,S7-200系列,FX2N系列,Q系列,经过多年的发展，国内PLC生产厂约有30家，但尚未形成规模。 国内PLC应用市场仍然以国外产品为主，如：西门子的S7-200系列、300系列、400系列，三菱的FX系列、Q系列，欧姆龙的C200H系列等。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,长期以来，PLC始终位于工控领域的主战场，并且与IPC(工控机)及DCS(集散控
11、制系统)形成三足鼎立之势。,微型化、网络化、IPC化和开放性是PLC未来发展的主方向。 PLC依然是三国里的老大魏国。,PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是IPC所产生的冲击。,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,（二）PLC的应用、分类,1.PLC的应用,按结构形式分 整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。,模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。,紧凑式PLC 还有一些PLC将整体
12、式和模块式的特点结合起来。,模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。,紧凑式PLC 还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。,整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。,电气控制与PLC应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,2PLC的分类,漯河职业技术学院 郭艳萍,松下PLC,西门子PLC,三菱PLC,多种公司的 PLC,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,按I/O点数分 小型PLC I/O
13、点数为256点以下的为小型PLC （其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC） 中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC 大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC （其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）,电气控制与PLC应用,漯河职业技术学院 郭艳萍,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,（三）PLC的组成,PLC硬件结构的实物图,PLC硬件系统组成,电气控制与PLC应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,微处理器（CPU） 接收并存储用户程序和数据； 诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误； 接收输入信号，送入数据寄存器并保存； 运行时顺序读取、
14、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作； 将用户程序的执行结果送至输出端。,存储器系统程序存储器+系统数据存储器 存放系统工作程序（监控程序）； 存放模块化应用功能子程序； 存放命令解释程序； 存放功能子程序的调用管理程序； 存放存储系统参数。,用户存储器RAM/EPROM/EEPROM 存放用户工作程序； 存放工作数据。,输入接口电路带光电隔离电路及滤波器 多种输入接口电路：直流输入单元 交流输入单元 接受开关量及数字量信号（数字量输入单元）； 接受模拟量信号（模拟量输入单元）； 接受按钮或开关命令（数字量输入单元）； 接受传感器输出信号。,电气控制与PLC应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,输出接口电路带光电隔离器及滤波器 多种输出方式：继电器 晶体管 晶闸管 驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）； 驱动直流负载（晶体管输出单元）； 驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。,（四）PLC的工作原理,工作方式 周期循环扫描 工作过程自诊断、输入采样、程序扫描、 输出刷新几个外阶段。,PLC工作原理,内部处理,通讯服务,输入刷新,程序执行,输出刷新,PLC在开机后，完成内部处理、通信处理、输入刷新、程序执行、输出刷新五个工作阶段，称为一个扫描周期。完成一次扫描后，又重新执行上述过程，可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。,电气控制
