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1、PLC原理及应用技术,九江职业技术学院,第一章 概 述,九江职业技术学院电气工程系,3,2019/6/26,内容提要,可编程控制器的历史和发展 可编程控制器的特点及应用 可编程控制器的结构和工作原理,九江职业技术学院电气工程系,4,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC （Programmable Logic Controler ）是可编程控制器简称，它是20世纪70年代以来，在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。广泛应用于自动化控制的各个领域。 优点:功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等。,PLC的定义：,九江职业技术学院电气工程系,5,20
2、19/6/26,PLC的起源,1968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司（GM公司）提出设想。,第一章 PLC概述,1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PLC，型号为PDP-14。,九江职业技术学院电气工程系,6,2019/6/26,第一代：CPU由1位机开发，存储器为磁芯存储器。仅具有逻辑控制、定时、计数功能。 第二代：CPU采用8位微处理器，存储器采用半导体存储器。能实现数字运算、传送、比较等功能。 第三代：CPU采用16位微处理器或位片式CPU（Central Processing Unit），工作速度大幅度提高，具有通信联网能力，还有较强的自诊断功能。 第四代：全面使用
3、16位和32位的微处理器芯片，有的已使用RISC芯片，存储器容量大，外部接口丰富，可直接用于大规模复杂控制系统。程序设计语言多样，除了使用传统的梯形图、流程图等外，还可使用高级语言。,PLC的发展史,第一章 PLC概述,九江职业技术学院电气工程系,7,2019/6/26,可编程控制器的发展方向：,1向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 2加强通信和联网能力 加强PLC与PLC之间、PLC与上位计算机的联网功能 厂商间协议制订通用的通信标准 3致力于开发新型智能I/O功能模块 智能I/O模块是以微处理器为核心的功能部件，能满足某些特定控制对象的特殊控制需求
4、4增强外部故障的检测与处理能力 5编程语言的多样化 6采用硬件冗余的容错技术提高系统可靠性 7采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使PLC系统的生产控制功能和信息管理功能融为一体。,第一章 PLC概述,九江职业技术学院电气工程系,8,2019/6/26,第一章 PLC概述,可编程控制器的特点：,1可靠性高、抗干扰能力强 2编程简单、易于掌握 3设计、安装容易，维护工作量少 4功能强、通用性好 5开发周期短，成功率高 6体积小，重量轻、功耗低,九江职业技术学院电气工程系,9,2019/6/26,可编程控制器的应用,开关量的逻辑控制 位置控制 过程控制 数据处理 通信连网 在计算机
5、集成制造系统（CIMS）中的应用,第一章 PLC概述,观看录像2,观看录像1,九江职业技术学院电气工程系,10,2019/6/26,PLC应用举例,九江职业技术学院电气工程系,11,2019/6/26,各种三菱PLC,Q系列PLC,FX2N系列PLC,FX1N系列PLC,FX1S系列PLC,九江职业技术学院电气工程系,12,2019/6/26,各种西门子PLC,S7-200系列PLC,S7-300系列PLC,S7-400系列PLC,九江职业技术学院电气工程系,13,2019/6/26,各种欧姆龙PLC,C200H系列PLC,CPM1A、CPM2A系列PLC,九江职业技术学院电气工程系,14,2
6、019/6/26,PLC在水处理行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,15,2019/6/26,PLC在火电厂行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,16,2019/6/26,PLC在钢铁行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,17,2019/6/26,PLC在煤炭行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,18,2019/6/26,PLC在隧道行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,19,2019/6/26,PLC在水泥行业的应用,九江职业技术学院电气工程系,20,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的构成：,九江职业技术学院电气工程系,21,2019/6/26,第一章 PLC概述,
7、PLC所采用的微处理器CPU有三种：,通用微处理器 小型PLC使用8位微处理器，如8080、8085、6800和Z80等。大中型PLC使用16位或32位处理器，如8086。 单片机 用于小型 PLC，如8051 位片式微处理器 用于大型PLC，如AMD-2900,九江职业技术学院电气工程系,22,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的中央系统：,存储器 系统存储器。由ROM构成，用于存入系统程序。 用户程序存储器。由RAM构成，用于存放用户程序。 I/O接口电路 输入接口电路。包括直流输入和交流输入两种形式。 输出接口电路。包括继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。 电源 交流输入电源
8、。可在额定电压-15%+10% 范围内使用。 直流输入电源。采用24V电源。,九江职业技术学院电气工程系,23,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的输入接口：,采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。,直流型,交流型,九江职业技术学院电气工程系,24,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的输出接口：,1、晶体管输出型 适用于无触点、24V直流0.5-0.8A小负载。,九江职业技术学院电气工程系,25,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的输出接口：,2、继电器输出型 适用于有触点、交直流、 2A
9、的负载。,九江职业技术学院电气工程系,26,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的输出接口：,3、晶闸管输出型 适用于无触点、 90-265V交流、2A的大负载、,九江职业技术学院电气工程系,27,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的工作原理,PLC采用周期循环扫描的工作方式，这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。,九江职业技术学院电气工程系,28,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的工作过程：,九江职业技术学院电气工程系,29,2019/6/26,第一章 PLC概述,1输入采样阶段,PLC的工作过程
10、：,过程：PLC以扫描方式依次地读入所有输入端状态（“0”或“1”），并将它们存入输入映象寄存器。 特点：在输入采样结束后，即使输入端状态发生变化，输入映象寄存器中的相应单元的状态也不会改变，直到下一个扫描周期的采样阶段，才能重新写入输入端的新内容。,九江职业技术学院电气工程系,30,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的工作过程：,2程序执行阶段,过程：PLC对用户程序按从左至右、从上至下的顺序，依次执行程序指令。在程序执行过程中根据程序执行需要，从输入映象寄存器、内部元件寄存器中，将有关元件的状态、数据读出，按程序要求进行逻辑运算和算术运算，并将每步运算结果写入相关元件映象寄存器
11、。 特点：内部元件寄存器随程序执行在不断刷新。,九江职业技术学院电气工程系,31,2019/6/26,第一章 PLC概述,PLC的工作过程：,3输出刷新阶段,过程：所有程序指令执行完毕，将内部元件映象寄存器中所有输出继电器状态在输出刷新阶段一次转存到输出锁存器中，经隔离、驱动功率放大电路送到输出端，并通过PLC外部接线驱动实际负载。 特点：暂存在元件映象寄存器中的输出信号，要等到一个循环周期结束后，才由CPU集中将这些输出信号全部输出构成实际的PLC的输出。,九江职业技术学院电气工程系,32,2019/6/26,本章小结,可编程控制器 、机器人、CAD/CAM技术构成工业的三大支柱。 PLC的
12、突出特点是可靠性高、抗干扰能力强，同时具有编程简单、开发周期短、体积小、重量轻、功耗低等优点。主要应用于开关量、过程量、数据运算、通信连网等方面。 PLC硬件的构成上包括CPU、存储器、I/O接口、扩展单元及各种外部设备等。 PLC工作过程分为输入采样、程序执行和输出处理三个阶段，并采用顺序循环扫描的方式工作。,本章结束！谢谢观看！,九江职业技术学院电气工程系,34,2019/6/26,PLC的定位控制,播放,暂停,结束,九江职业技术学院电气工程系,35,2019/6/26,PLC控制立体仓库,九江职业技术学院电气工程系,36,2019/6/26,FX2N系列可编程控制器型号格式如下： FX2N - ,系列名,I/O总点数,单元功能,特殊品种区别,输出类型,R：继电器输出 S：晶体管输出 T：晶闸管输出,M：基本单元 E：输入输出混合扩展单元与扩展模块 EX：输入专用扩展模块 EY：输出专用扩展模块,第一章 PLC概述,
