PLC应用-课件01
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《PLC应用技术》ppt课件第一单元 认识PLC
将图1-40改画成图1-41来说明系统的工作过程 。 图1-41 PLC实现的点动电路工作原理
三、知识链接 1．PLC的工作原理 （1）循环扫描工作方式 PLC用户程序的执行采用循环扫描工作方式。它有两种基本的工作模式，运行
（RUN）模式和停止（STOP）模式，如图1-42所示。
图1-42 PLC基本的工作模式
（3）取、取反和输出指令 LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑 行都用此指令。 LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻 辑行都用此指令。 LDP（取上升沿指令） 与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位 元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。 LDF（取下降沿指令） 与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。
在运行模式，PLC要完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作，如 图1-43所示。
图1-43 程序执行过程 PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次的时间就是一个扫描周期（也称一 个工作周期）。在每次扫描中，可编程控制器只对输入采样一次，输出刷新一次，这 可以确保在程序执行阶段，输入映像寄存器和输出锁存电路中的内容保持不变。
4．我国PLC产品
图1-22 24点混合型通用PLC
图1-25 凯迪恩PLC
任务二 PLC的内部结构和控制系统 一、PLC的内部结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源和编程器（或编程软件）组成， CPU模块通过输入模块将外部控制现场的控制信号读入CPU模块的存储器中，经过用 户程序处理后，再将控制信号通过输出模块来控制外部控制现场的执行机构。如图126是PLC控制系统的示意图。
S7-1200 PLC应用基础课件第1章 电气控制与PLC基本知识
常用低压电器
第一部分
开关电器
第二部分
熔断器
第三部分
接触器
第四部分
继电器
第五部分
主令电器
5. 主令电器
主令电器
定义
主令电器是自动控制系统中用于发送控制指令的电器。
分类
常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、 光电开关等
5. 主令电器
控制按钮及指示灯
定义：控制按钮是发出控制指令和信号的电器，是一种手动而 且一般可以自动复位的主令电器。
分类
普通控制按钮：用于通常的启动、停止等。
旋转式控制钮：用于选择工作方式。
钥匙式控制钮：为了安全起见，需用钥匙插入方可操作。
紧急式控制钮：控制钮装有突出的蘑菇形钮帽，以便于 紧急操作。
指示灯式控制钮：在透明的按钮内装入指示灯，用作信 号指示等。
5. 主令电器——控制按钮及指示灯
结构和工作原理
控制按钮的结构由钮帽、复位弹簧、 动触点、动断静触点、动合静触点和 外壳等组成。
常用的开关电器有刀开关和低压断路器。
HK2系列刀开关的结构和外形图
刀开关图形及文字符号
1. 开关电器
低压断路器
定义
又称自动空气断路器或称自动空气开关,是一种既有手动开 关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。
分类
单极、双极、三极、四极4种 。
作用
可用于电源电路、照明电路、电动机主电路的分合及保护等 。
常用低压电器
第一部分
开关电器
第二部分
熔断器
第三部分
接触器
第四部分
继电器
第五部分
主令电器
4. 继电器
继电器
定义
PLC技术应用PPT(项目一 PLC基础知识)
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高职高专“十三五”规划教材《PLC技术应用》
表1.1.1 按I/O点数分类
分类 超小型 小型 中型 大型 超大型
I/O点数
64点以下 64~128点
128~512 点
512~8192 8192点以
点
上
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高职高专“十三五”规划教材《PLC技术应用》
按功能分类可分为低档机、中档机、高档机。如表1.1.2所示
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高职高专“十三五”规划教材《PLC技术应用》
（3）过程控制 过程控制是指温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环
控制。PID控制功能是一般闭环控制系统中用得较多的调节 方法。目前的大中型PLC都有PID模块，许多小型PLC也具 有PID功能。PID控制功能一般是运行专用的PID子程序。过 程控制在钢铁冶金、精细化工、锅炉控制、热处理等场合有 非常广泛的应用。
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高职高专“十三五”规划教材《PLC技术应用》
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入了实用化发展阶段 ，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了 飞跃。
20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得了 广泛的应用。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工 业控制的需要。
可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加 上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。
4.可编程控制器的分类 （1）PLC硬件结构的类型 可编程序控制器发展很快，目前，全世界有几百家工厂正在
生产几千种不同型号的PLC。为了便于在工业现场安装，便 于扩展，方便接线，其结构与普通计算机有很大区别。通常 从组成结构形式上将这些PLC分为两类：一类是一体化整体
电气控制与PLC应用-完整版课件全套ppt教程
电流继电器： 根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器
➢过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断 ● 线圈电流小于整定电流时，继电器不动作 ● 线圈电流超过整定电流时，继电器才动作 ● 动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300
％)IN ➢欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断
按工作原理分类
• 电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如 接触器、各种类型的电磁式继电器等。
• 非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理 量的变化而动作的电器，如刀开关、行程 开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。
第二节 接触器
一、交流接触器 1．结构
➢触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）
〇
TH(湿热带产品)
直流接触器型号意义说明举例：
CZ 16－ 〇
直流 接触器
设计 序号
额定电流
/〇
常开主触点数
〇
常闭主触点数
第二节 接触器
四、接触器的主要技术指标
额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
● 线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合 ● 线圈电流低于整定电流时，继电器释放 ● 动作电流整定范围：吸合电流为(30％～50％)IN
释放电流为(10％～20％)IN ● 一般自动复位
电压继电器： 根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器
➢过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)UN
PLC应用实例PPT课件
②在第2工位上设有气压式冲孔机，并安装有下 限位开关SB1和上限位开关SB2。当该工位有工件 时执行冲孔操作，冲孔完成时SB1动作；冲孔机返 回到位后SB2动作。
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③在第3工位上设有测孔机和由单作用气缸A控制的废料箱 隔离挡板。测孔机上设有下限位开关SB3和上限位开关SB4， 当该工位有工件时，首先进行测孔，若测孔机在设定时间内 能测孔到底（SB3动作），则为合格品，否则即为不合格品。 不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工 件自动掉入废料箱；若为合格品，则送到第4工 位。
起动
停止
洗车控制面板
5
1.控制说明 洗车过程包含3道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。 系统设置“自动”和“手动”两种控制方式。控制要求如下： ①若方式选择开关Mode置于“手动”方式，按起动按钮 Start，则按下面的顺序动作： 首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB1，则执行清水冲洗→ 按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，则结束洗 车作业。 ②若选择方式开关置于“自动”方式，按起动按钮后，则 自动执行洗车流程：泡沫清洗10s→清水冲洗20s→风干5s→ 结束→回到待洗状态。 ③任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业。
Mo de
S5 SB1
S6 SB2
S7 SB3
= Q4. 1 = Q4. 2 = Q4. 3
Stop
R Q4. 1 R Q4. 2 R Q4. 3 R M0 . 0
①待洗状态用S1表示。 ②洗车作业流程包括：泡沫清洗、 清水冲洗、风干3个工序，因此在 “自动”和“手动”方式下可分别 用3个状态来表示：自动方式使用 S2～S4；手动方式使用S5～S7。 ③洗车作业完成状态使用S8。
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③在第3工位上设有测孔机和由单作用气缸A控制的废料箱 隔离挡板。测孔机上设有下限位开关SB3和上限位开关SB4， 当该工位有工件时，首先进行测孔，若测孔机在设定时间内 能测孔到底（SB3动作），则为合格品，否则即为不合格品。 不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工 件自动掉入废料箱；若为合格品，则送到第4工 位。
起动
停止
洗车控制面板
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1.控制说明 洗车过程包含3道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。 系统设置“自动”和“手动”两种控制方式。控制要求如下： ①若方式选择开关Mode置于“手动”方式，按起动按钮 Start，则按下面的顺序动作： 首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB1，则执行清水冲洗→ 按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，则结束洗 车作业。 ②若选择方式开关置于“自动”方式，按起动按钮后，则 自动执行洗车流程：泡沫清洗10s→清水冲洗20s→风干5s→ 结束→回到待洗状态。 ③任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业。
Mo de
S5 SB1
S6 SB2
S7 SB3
= Q4. 1 = Q4. 2 = Q4. 3
Stop
R Q4. 1 R Q4. 2 R Q4. 3 R M0 . 0
①待洗状态用S1表示。 ②洗车作业流程包括：泡沫清洗、 清水冲洗、风干3个工序，因此在 “自动”和“手动”方式下可分别 用3个状态来表示：自动方式使用 S2～S4；手动方式使用S5～S7。 ③洗车作业完成状态使用S8。
PLC应用-课件01
系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写 的，固化于ROM型系统程序存储器中，用于控 制PLC本身的运行，用户不能更改。 系统程序分为： 1.系统管理程序 2.用户指令解释程序 3.标准程序模块和系统调用程序
PLC的软件系统
1.3.2 用户程序
用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任 务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是线 性地存储在系统程序制定的存储区内。
R1
C
R2
M
公共端
LED
输入点的 状态显示
+5V
T
内ห้องสมุดไป่ตู้
→ →
部
A 滤波 电
路
R3
光电耦合
交流输入电路
外部开关
S
输入点
LED R1
～ M
R2 C
输入点的 状态显示
+5V
内
→ →
部
A 滤波 电
R3
路
光电耦合
（2）输出接口电路：
以继电器形式为例 ：
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电K
路
路
Q
L+ +-
交流电源或 直流电源
1．用户环境 用户环境是由系统程序生成的，它包括 用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用 户参数、文件存储区等。
2．用户程序结构 用户程序结构大致可以分为三种： （1）线性程序（2）分块程序（3）结构化程序 3．用户程序语言 PLC的编程语言有多种，其中梯形图、
语句表、功能块图是三种基本语言。
KM
FR
0.0
输入映像寄存器
I0.1 I0.2
输出映像寄存器
PLC的软件系统
1.3.2 用户程序
用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任 务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是线 性地存储在系统程序制定的存储区内。
R1
C
R2
M
公共端
LED
输入点的 状态显示
+5V
T
内ห้องสมุดไป่ตู้
→ →
部
A 滤波 电
路
R3
光电耦合
交流输入电路
外部开关
S
输入点
LED R1
～ M
R2 C
输入点的 状态显示
+5V
内
→ →
部
A 滤波 电
R3
路
光电耦合
（2）输出接口电路：
以继电器形式为例 ：
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电K
路
路
Q
L+ +-
交流电源或 直流电源
1．用户环境 用户环境是由系统程序生成的，它包括 用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用 户参数、文件存储区等。
2．用户程序结构 用户程序结构大致可以分为三种： （1）线性程序（2）分块程序（3）结构化程序 3．用户程序语言 PLC的编程语言有多种，其中梯形图、
语句表、功能块图是三种基本语言。
KM
FR
0.0
输入映像寄存器
I0.1 I0.2
输出映像寄存器
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I/O 刷 新 阶 段
外设端口处理 阶段
电气控制与PLC应用技术
PLC的循环扫描工作过程
PLC最主要的工作方式是循环扫描（周期扫描） 扫描工作一般分为：读输入、执行程序、处理通 信请求、自诊断检查和写输出等过程，CPU反复不停 地分阶段处理上述各种不同的任务，这种周而复始的 循环工作方式称为循环扫描。 执行用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用 户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期 中去除了执行用户程序和读输入、写输出的内容。 PLC在运行工作状态，执行如上所述的一次扫描 操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1～ 100ms。扫描周期与用户程序的长短、指令的种类和 CPU的运算速度有很大的关系。用户程序较长时，指 令执行的时间在扫描周期中占相当大的比例。
电气控制与PLC应用技术 1.1 概述
PLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被 称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。 随着计算机技术和通信技术的发展，PLC 采用微处理器作为其控制核心，它的功能已 不再局限于逻辑控制的范畴。因此，1980年 美国电气制造协会(NEMA)将其命名为 Programmable Controller(PC)，但为避免与 个人计算机(Personal Computer)的简称PC混 淆，习惯上仍将其称为PLC。
电气控制与PLC应用技术
1.1.1 PLC的定义
国际电工委员会（ IEC）于 1982年11月1985 年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编 程序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命令，并 通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设 备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体， 易于扩充功能的原则而设计”。
系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写 的，固化于ROM型系统程序存储器中，用于控 制PLC本身的运行，用户不能更改。 系统程序分为： 1.系统管理程序 2.用户指令解释程序 3.标准程序模块和系统调用程序
电气控制与PLC应用技术
PLC的软件系统
1.3.2 用户程序
用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任 务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是线 性地存储在系统程序制定的存储区内。 1．用户环境 用户环境是由系统程序生成的，它包括 用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用 户参数、文件存储区等。 2．用户程序结构 用户程序结构大致可以分为三种： （1）线性程序（2）分块程序（3）结构化程序 3．用户程序语言 PLC的编程语言有多种，其中梯形图、 语句表、功能块图是三种基本语言。
输入点
+5V
滤波
内 部 电 路
公共端
输入点的 状态显示
光电耦合
电气控制与PLC应用技术 交流输入电路
输入点 外部开关
S ～ C M R1 → → LED +5V
R2
A R3
滤波
内 部 电 路
输入点的 状态显示
光电耦合
电气控制与PLC应用技术
（2）输出接口电路： 以继电器形式为例 ： 内
继电器输出
电气控制与PLC应用技术
1.4 PLC的工作过程
• 接线程序控制与存储程序控制 •PLC的循环扫描工作过程
电气控制与PLC应用技术
1.4.1 接线程序控制与存储程序控制
继电接触器控制系统，又称为接线程序控制系统，是通过电 器元器件的固定接线来实现控制逻辑，完成控制任务的。
~ 380V KM S B1 S B1 KM S B2 FR FR KM ~3 8 0 V KM S B2
M
电气控制与PLC应用技术 接线程序控制与存储程序控制
在PLC控制系统中，用户根据控制要求编制出相应 的控制程序，并写入PLC的程序存储器中。系统运行 时，PLC将程序执行结果输出给相应的输出设备，控 制被控对象工作。 这种控制称为存储程序控制。
起动 停止
S B1
0 .1 1L A C 220V KM 0 .0 FR
电气控制与PLC应用技术
各种接口、高功能模块：便于扩展
小型机：一体机。有接口可扩展。
状态显示 存储器卡
顶部端子盖 电源及输出端子 前盖 方式开关、 电位器、扩展I/O连接 底部端子盖 输入端子、传感器电源
通信口
电气控制与PLC应用技术
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
电源模块
底 板
硬件扫描
I/O、内部辅助、特殊辅助、 辅助记忆继电器区域清零 定时器预置 识别扩展单元
接通电源 电气控制与 PLC应用技术
接通电源 初始化 初始化 硬件、用户程序内存 检 查 检查结果正常？ 初始化
硬件检查 正常？
异常
异常
异常报警
异常或警告？ 异常处理
设置各异常继电器 异常： (ERR/ALM)LED 灯亮 警告： (ERR/ALM)LED 闪烁
CPU模块
Power in a Small Package!!
IO模块
电气控制与PLC应用技术
1.2.4 外部设备
PLC的外部设备主要有： • • • 编程设备 触摸屏 操作面板
•
•
文本显示器
打印机 等
电气控制与PLC应用技术
编程设备
PC FP PROGRAMMER
ST FN/P AN OR OT XWX YY FL W RR W LWL NOT STK TM CT (BIN) DT/L IX/IY T SV C EV K/H d C 8 4 0 D 9 5 1 E A 6 2 F B 7 3 SC (-) OP SRC REA D
晶体管 -- 高速小功率
电气控制与PLC应用技术
（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 输入端子 PLC
内 部 1000PF 电 470 路
发光二极管
3.3k
In
24V – + + – 直流电源 COM
发光二极管
光电三极管
电气控制与PLC应用技术 直流输入电路
外部开关
S
R1 T C M R2 → → A R3 LED
抗干扰性能好
效率高
有的PLC能向外部提供24V的直流电源 可作为输入单元连接的外部设备的电源
电气控制与PLC应用技术
电源单元
• 把外部供应的电源变换成系统内部各单 元所需的电源。 • 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电 源，可供开关量输入单元连接的现场无 源开关等使用。
电气控制与PLC应用技术 PLC的供电
PLC与外部设备联系的桥梁
开关量输入单元
直流输入单元
交流输入单元 晶体管输出单元
开关量输出单元
晶闸管输出单元 继电器输出单元
电气控制与PLC应用技术
输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电
路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号， 转换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外 部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断 电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。 输出三种形式：继电器 -- 低速大功率 可控硅 -- 高速大功率
电气控制与PLC应用技术
自动化学院 林伟
电气控制与PLC应用技术
学习情境一 S7-200可编程控制器基本模块的使用
• 1.1 概述
• 1.2 PLC的硬件组成 • 1.3 PLC的软件系统 • 1.4 PLC的工作过程 • 1.5 建立PLC与计算机的连接 • （STEP-7 MICRO/WIN入门）
扫描周期监视
执行用户程序 执行用户程序 程序结束？(END命令？) No Yes 扫描周期固定值 设定检查 无
正常 扫描周期监视 时间预置
公 公 共 共 处 处 理 理 户 程执 执 序 程行 行 序用 用
户
警告
异常
程序结束？
扫描周期检查
有固定值设置？ 有固定设置？ 有 等待设定扫描周期到 计算扫描周期 扫描周期计算
等待
扫 扫 描 描 周 周 期 期 计 计 算 处 算
理 新刷 新 刷 外设端口 务服 口 端 服务
I/O刷新 外设端口服务
外设端口服务
I/O 刷 新
I/O
电气控制与PLC应用技术
(1) PLC扫描工作各环节的功能
① PLC上电后，首先检查硬件是否正常。
若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。
(HEL (DEL P) T) ACL ENT WRT CLR CLR R
电气控制与PLC应用技术 编程工具 编程器是对PLC进行操作的工具
专用编程器
简易编程器
图形编程器 计算机辅助编程
直插式、便携式
在装有专用编程软件的计算机上编程
电气控制与PLC应用技术
1.3 PLC的软件系统
1.3.1 系统程序
Q
PLC
内
部 电 路 K
L+ -
部
电
路
+ 交流电源或 直流电源
电气控制与PLC应用技术 晶体管输出电路
输出点的 状态显示 内 部 电 路
T1 → → LED R1 R3 +5V
光电耦合
输出点
负载
R2 T2 D FU
公共端
电气控制与PLC应用技术 晶闸管输出电路
输出点的 状态显示
T → →
光电耦合
输出点 负载
内 部 电 路
R2 C
～
R1
LED FU