PLC 1 基本知识介绍及选型
《PLC基础知识》课件
火力发电厂控制系统
展示PLC在火力发电厂控制系统 中的应用，如燃煤控制和调度 管理。
自来水厂控制系统
说明PLC在自来水厂控制系统中 的应用，如供水控制和水质监 测。
PLC的优缺点
1 优点
解决复杂控制任务、可靠性高、易于维护和扩展。
2 缺点
成本较高、编程复杂、对专业知识要求较高。
3 应用注意事项
注意电气安全、环境要求和可靠性保障等。
2
维护方法
讲解如何保养和维护PLC系统，延长其使用寿命。
PLC的发展方向
PLC的现状
分析当前PLC技术的应用和市 场发展状况。
PLC的未来
展望未来PLC技术的发展方向 和趋势。
PLC的发展趋势
探讨影响PLC发展的因素和趋 势，如工业互联网和智能制 造。
PLC应用案例
工业自动化控制
介绍PLC在工业自动化控制中的 应用，如生产线控制和设备协 调。
PLC的作用
PLC可以控制工业生产中的各 种设备和过程，提高生产效 率和质量。
PLC的应用领域
PLC广泛应用于工业自动化、 机器人技术、能源系统等领 域。
PLC的组成
1 CPU
PLC的中央处理器，负责 运行控制程序和处理输入 输出信号。
2 输入模块
3 输出模块
接收外部信号，将其转换 为数字信号，供CPU处理。
《PLC基础知识》PPT课件
本PPT课件将带您深入了解PLC的基础知识，包括定义、作用、应用领域和组 成等内容。通过本课程，您将获得PLC编程语言、编程方法以及调试和维护方 面的知识。还将介绍PLC的应用案例、优缺点和发展趋势。
什么是PLC
PLC的定义
PLC（可编程逻辑控制器） 是一种用于自动化控制的电 子设备。
Plc基础知识
Plc基础知识1、PLC的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC2、PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：a. 中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
b、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
C、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
PLC编程入门基础知识
PLC编程步骤
阅读产品说明书、检查I/O、写出程序流程图、在软件中编写程序、调试程序、再次编辑程序、保存程序
7
PLC扫描周期
五个阶段扫描一次所需的时间，受CPU运行速度、PLC硬件配置和用户程序长短影响
8
PLC执行用户程序方式
循环扫描，包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段
9
PLC输出响应滞后原因
采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式，输入端状态只在输入采样阶段被读入，程序执行结果只在输出刷新阶段送出
4
PLC编程重要性
实现自动化控制的关键环节，提高生产效率，降低故障率和维护成本
5
PLC基本组成
CPU（核心部件）、存储器（存储系统和用户程序数据）、I/O接口（连接工业生产现场被控对象）、通信接口（与其他设备信息交换）、电源
6
PLC工作方式
集中采样、集中输出、循环扫描，包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段
PLC编程入门基础知识
序号
知识点
详细说明
1
PLC定义
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），专为工业环境设计的数字计算机，能实时监控输入设备状态，并根据预设程序逻辑控制输出设备操作
2
C核心优势
高可靠性、可编程性、易于维护
3
PLC应用领域
制造业（控制生产线机械设备）、交通运输（管理交通灯切换和交通流量）、能源管理（监控和控制电力系统）、建筑自动化（控制照明、空调、电梯等系统）
10
PLC开关量输出接口类型
晶体管输出型（带直流负载，响应速度快，动作频率高）、继电器输出型（可带交/直流负载，响应时间长，动作频率低）
第二章 PLC的基础知识1
. 输出驱动放大继电器 .
L8 J8 COM 图2-8 继电器输出模块原理图
（6）开关量输入／输出模块等效电路：
A0 00000 A1 00001 外部输入信号 内部继电器 A15 （即位）
00100 B0 00101 B1
00111 00015 B11
COM
图2-9
通道:4个二进制位构成一个数字。2个数字，或8个二 进制位构成一个字节。2个字节构成一个字。字也可以 称为通道。一个通道含16位，或者说含16个继电器。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
数字 3
数字 2
数字 1
数字 0
左字节
右字节
区:相同类型通道的集合。数据区、定时/计数器区、 内部继电器区等 。不同类型的PLC所具有的区的种类、 容量差别较大。
PLC为用户提供的继电器
输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊 功能继电器、移位寄存器、计时／计数器等。 其中输入输出继电器一般与外部输入、输出设 备相连接，而其他继电器与外部设备没有直接 联系，因此可统称为内部继电器。
2.1.2 PLC 常用术语 位:是PLC中逻辑运算的基本元素，通常也称为内 部继电器。位可以作为条件参与逻辑运算，相当 于继电器的触点，但可以无限次地使用。位也可 以作为输出，存放逻辑运算的结果，相当于继电 器的线圈。在程序中一个位只能进行一次输出操 作。 I/O点:可以和输入设备相连接的触电（位）称为输 入点，可以和输出设备相连接的触电（位）称为 输出点，输入点和输出点通称为PLC的I/O点。常 用I/O点数来表征PLC的规模。
2.2 可编程序控制器的基本组成
2.2.1 PLC的硬件组成
PLC基础知识入门
第一讲：PLC的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
一. PLC的由来在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。
当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。
随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。
为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1.编程方便，现场可修改程序；2.维修方便，采用模块化结构；3.可靠性高于继电器控制装置；4.体积小于继电器控制装置；5.数据可直接送入管理计算机；6.成本可与继电器控制装置竞争；7.输入可以是交流115V；8.输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9.在扩展时，原系统只要很小变更；10.用户程序存储器容量至少能扩展到4K。
1969年，美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。
这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。
这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。
1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。
PLC基础知识介绍PPT课件
• PLC输出接口-----路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电 信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。
第四章 PLC基础知识
基本内容： PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。
重点： 定义、基本功能、工作方式。
难点： 工作方式、扫描时间。
第一节 PLC基础知识 一、 PLC的产生与历史 二、 可编程控制器的定义 三、 PLC的现状及发展趋势 四、PLC的特点 五 、PLC的基本功能 六、 PLC与其他工业控制系统的比较
• 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高
的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。
第二节 PLC基本原理
• 2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用 • 2.2 PLC工作过程特点及主要性能指标 • 2.4 PLC分类
2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用
2.1.1 PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。
• PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子， 然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很
就可适应生产工艺的改变。
快掌握使用 ，便于推广应用。
• 从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面 • PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的
进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所 可靠性。
取代。
16个PLC入门基础知识
从事工控作业的人员都知道，工业生产和科技的发展都离不开PLC的自动化控制，PLC可以广义的理解为：集中的继电器延伸控制柜，实际的生产应用中，PLC大大的节省了工业控制的成本，加强了设备的集中管理和自动控制，想要学好PLC，首先PLC的基础需要扎实。
1，从PLC 的组成来看, 除CPU ，存储器及通信接口外,与工业现场（5）电源。
3、PLC 开关量输出接口有哪几种类型?各有什么特点?晶闸管输出型:一般情况下，只能带交流负载,响应速度快,动作频率高;晶体管输出型:一般情况下，只能带直流负载,响应速度快,动作频率高;继电器输出型:一般情况下，可带交、直流负载,但其响应时间长,动作频率低。
4、按结构型式分, PLC 有哪几种类型?各有什么特点?（1）整体式:将CPU 、电源、I/O部件都集中在一个机箱内,结构紧凑、价格低,一般小型PLC 采用这种结构;（2）模块式:将PLC 的各个部分分成若干个单独的模块,可根据需要选配不同模块组成一个系统, 具有配置灵活、方便扩展和维修的特点, 一般中、大型PLC 采用这种结构。
模块式PLC 由框架或基板和各种模块组成, 模块装在框架或基板的插座上。
扫描周期与CPU 运行速度、PLC 硬件配置和用户程序长短有关。
6、 PLC 采用什么方式执行用户程序?用户程序执行过程包括哪些阶（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系统的抗干扰能力;（3）控制速度上:PLC 的触点实际上是触发器,指令执行的时间在微秒级;（4）定时和计数上:PLC 采用半导体集成电路作定时器, 时钟脉冲由晶振提供,延时精度高,范围宽。
PLC 具有继电器系统不具备的计数功能;（5）可靠性和可维护性上:PLC 采用微电子技术,可靠性高,所具有的自检功能能及时查出自身故障,监视功能方便调试和维护。
8、 PLC 为什么会产生输出响应滞后现象?如何提高 I/O响应速度?因为PLC 采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式,输入端的状态只在每个扫描周期的输入采样阶段才能被读入, 而程序的执行结果只在输出刷新阶段才被送出; 其次PLC 的输入、输出延延迟, 用户程序的长度等均能引起输出响应滞后。
plc基本知识
认识PLC的软元件一、基本知识1、输入继电器X：输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发出的输入信号。
输入继电器只能由外部信号所驱动，不能用程序内部的指令来驱动。
通道号为：X000~X027。
X0-X7 ,X10-X17, X20-X27 2、输出继电器Y：输出继电器是PLC用来将输出信号传送给负载的元件。
输出继电器由内部程序驱动。
通道号为Y000-Y027。
24个点。
3、辅助继电器M：在PLC内部的继电器叫做辅助继电器。
是一种程序用继电器，不能读取外部输入，也不能直接驱动外部设备，只起到中间继电器的作用。
常用内部辅助继电器为M0～M499（500点）。
内部辅助继电器地址分配4、状态继电器S：状态继电器是一种用于编制顺序控制进步梯形图的继电器。
它与步进指令STL组合使用。
5、定时器T：PLC中的定时器相当于继电器控制系统中的通电延时型时间继电器。
定时器的输入为OFF 或电源断电时，定时器复位，当前值恢复为初始设定值。
常用定时器为：T0～T199（200点，100ms）；T200～T245（46点，10ms）。
定时器地址分配6、计数器C：常用的计数器有以下两种：（1）内部计数用计数器它是一种通电/停电保持用计数器。
（2）高数计数32位的高速可用于可逆计数，计数脉冲从X000~X007输入，高速计数器与PLC的运算无关。
（3）C0-C99普通，C100-C199断电保持型定时器的计数器的设定范围7、数据寄存器DD0-D199普通型号，D200-D999断电保持数据寄存器是存储数值、数据的软元件。
数据寄存器常被用于定时器、计数器的设定值的间接指定和应用指令中。
8、SET 、RST 指令 置位和复位指令程序举例：LD X000SET Y000LD X001RST Y000X000X001NO OFF NO OFF NO OFF梯形图 指令表 时序图例题解释：当X000接通时，Y000接通；即使X000断开，Y000仍然保持。
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PLC編程基礎
1.PLC軟器件 Omron公司的CPM2A其參數區如下 Input bits:IR00000 To IR00915 Output bits:IR01000 To IR01915 Work bits:IR02000 To IR04915 IR20000 To IR22715
2.PLC 的單總線結構框圖:
PLC基本知識
PLC主要廠家
Siemens﹕S5系列﹐S7-200及S7-300等
Mitsubishi﹕FX系列的FX2NC,FX2N,FX1N,FX0N,FX0S等 A系列的AnSCPU,AnUCPU等;Q系列的QCPU,QnACPU等 Omron﹕CPM1A,CPM2A,CPM2C,CP1H,CQM1, C200Hα , CV,CS,CJ等
方案二﹕外接CQM1-CIF01接口單元﹐其它硬件不動﹐且成本低。
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PLC的選用
選型實例
例2.現有一台自動插針機﹐有X-Y Table送載板伺服馬達﹐步進 送端子馬達1個﹐插針主馬達1個﹐配置控制系統。
方案1. CJ1M-CPU22+CJ1W-PA205R+CJ1W-ID231+CJ1M-OD231 +CJ1M-NC213 方案2. CP1H-X40DT-D+CP1W-CIF01+CPM1A-20EDT(2pc)
特點：不用外接電源，配線方便。 輸入電路應用注意事項 (1) 注意輸入電壓、輸入電流的范圍，以免損壞輸入模組。 (2) 由於輸入一般隻有一個COM點，所以應注意不同的輸 入開關及各種sensor的接法。
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 1. 繼電器輸出電路
應用：一般用於直流負載。 特點：幹點輸出，負載能力強，但開關速度慢。
PLC的基本結構
電 源
來自用戶設備
輸 入 部 件
中央處理器 存貯器 編程器
輸 出 部 件
至用戶設備
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PLC基本知識
PLC的特點
1.功能丰富 A.邏輯量處理 E.自診斷功能 2.功能丰富 A.配置方便 E.改用方便 B.安裝方便 C.編程方便 D.維修方便 B.模擬量處理 C.脈沖量控制 D.數據采集與存儲
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PLC基本知識
PLC分類
1.按規模分類:控制規模指可控制的邏輯量輸入輸出點數及模擬量的輸入輸出 路數。但主要以邏輯量計。模擬量的路數有的可折算成邏輯量的﹐大致一路 相當于8-16點。
根據這個點數﹐PLC大致可分為微型機﹐小型機﹐中型機﹐大型機及超大型機 微型機﹕控制點數為几至十几點﹐如Omron公司的SP10等﹐Siemens公司的 LOGO PLC 小型機﹕控制點數可達100多點﹐如Omron公司的CPM1A可達100點﹐CQM1 可達256點﹐升級后的CPM2A,CQM1H分別可達120,512點。 中型機﹕控制點數可達進500點﹐如Omron公司的C200H普通配置時﹐最多可 達700多點﹐新推出的CJ1/CJ1H機可超過1000點。
可編程式控制器(PLC)
(一 )
基本知識介紹及選型
电控
2017/3/9
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PLC基本知識
PLC的產生
傳統控制電路結構復雜﹐維護困難﹐使用不靈活﹐美國通用汽車公司(GE) 為使適應汽車工業的需要﹐于1968年提出設計新型電控制器的要求﹐提出 GM10.GM10提出以后﹐美國數據設備公司(DEC)于1969年研制出世界第 一台PLC.
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PLC編程基礎
2.PLC編程軟件
A. CPT編程軟件 B. CXP編程軟件
3.簡易編程器
Omron簡易編成器為C200H-PRO027或CQM1H-PR001或CQM1-PRO001。 A.輸入口令:連接編程器﹐PLC上電后依次按CLR﹐MONTR鍵﹔PLC中程序 中如有加密﹐需先解密﹕依次CLR﹐SHIFT﹐CLR﹐再按RESET鍵﹐顯示屏 顯示四個問號﹐輸入密碼后﹐按WRITE鍵﹐予以確認。 B.清零:依次按CLR﹐SET﹐NOT和RESET鍵﹔屏幕顯示﹕ 0000MEMORY CLR 0000MEMORY CLR? HR CNT DM MONTOR END HR CNT DM 表示用戶程序全部被清除﹐而且HR﹐CNT﹐DM區也被清除。
說明﹕這里充分利用CJ1M-CPU22內置高速計數功能及脈沖輸出 功能﹐降低控制成本﹗
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PLC編程基礎
4.Omron PLC的3種工作方式
A.編程方式下﹐可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做各種設定﹐但PLC不運行﹐ 程序不執行﹔
B.運行方式下﹐PLC不運行, 程序執行﹔但不可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做 設定﹐也不能更改任何PLC 工作數據﹔ C.監控方式下﹐與運行方式基本相同﹔但可更改PLC 工作數據﹐借助于編 程軟件﹐還可在線更改部分程序。
PLC分類
2.按結構特點分類﹕箱體式﹐模塊式及內插板式三大類。
模塊式﹕無底板﹐有底板﹐用機架代替底板三種模式。
a.無底板﹕靠模塊間接口直接相連﹐然后在固定到相應的導軌上。如 Omron公司的CQM﹐CJ系列。
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PLC基本知識
PLC分類
b.有底板﹕所有模塊都固定在底板上。如Omron公司的C200Hα 系 列。底板有主基板及擴展底板兩種﹐選型時注意不要弄錯﹐用到擴 展底板時還需選擇適當的連接電纜﹐用于連接主基板與擴展底板。
F.連網﹐通訊功能
3.工作可靠
A.硬件﹕對輸入多做了濾波﹐輸入與輸出電路與內部CPU隔離。
B.軟件﹕掃描加中斷的工作方式。
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PLC基本知識
輸入回路的特點與應用 1.外接電源的輸入電路
特點：沒有極性，各種接口的sensor都可以配接。
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輸入回路的特點與應用 2 內部自帶電源的輸入電路
C200Hα 底板單元﹕C200HW-BC031/051/081/101 C200Hα 擴展底板﹕C200HW-BC1031/051/081/101
c.用機架代替底板﹕所有模塊都固定在機架上。這種結構比底板式的 復雜﹐但更牢靠。如施耐德公司的TSX Micro系列機架。
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PLC基本知識
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 2. 晶體管輸出電路
應用：一般用於高速控制場合。 特點：開關速度快，但負載能力有限。
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 3 可控硅輸出電路
應用：一般用於交流負載場合。 特點：雙向可控硅輸出、負載能力強、開關速度快，但 成本高。
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PLC的特殊功能
1.中斷功能
A.輸入中斷﹕當外部源到CPU單元為IR00000-IR00003的某個輸入置ON時 執行中斷處理。根據DM6628的設定決定是否使用其中斷功能。 B.間隔定時器中斷﹕通過精度為0.1ms的間隔定時器執行中斷處理。 C.高速計數器中斷﹕根據內置高速計數器的當前值執行中斷處理。
SR(Special Relay) area:SR22800 To SR25515 TR(Temporary Relay) area:TR0 To TR7 HR(Holding Relay) area:HR0000 To HR1915 AR(Auxiliary Relay) area:AR0000 To AR2315 LR(Link Relay) area:LR0000 To LR1515 Timer/Counter area:TIM/CNT0 To TIM/CNT255 DM(Data Memory area):DM0000 To DM6655
PLC的定義
國際電工委員會(IEC)對PLC下的定義為﹕可編程控制器是一種數字運算操作 的電子系統專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器﹐用來 在其內部執行邏輯運算﹐順序控制﹐定時﹐計數和算數運算等操作指令﹐并 通過數字式﹐模擬式的輸入和輸出﹐控制各種類型的機器或生產過程。
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PLC的選用
1. PLC生產廠商眾多, 型號規格煩雜。應首選市場佔有率高， 售後服務好，零配件容易取得之廠商。如:歐姆龍(OMRON), 三菱(Mitsubishi)。
2. 合理配置系統﹐盡量發揮PLC功能。根據機構系統要求﹐優 先考特殊功能模塊﹐如﹕位置控制單元﹐高速計數單元﹐馬 達控制單元(需圓弧插補),A/D及D/A轉換單元﹔其次計算普通 I/O點﹐最終確定整個系統配置。
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PLC編程基礎
3.簡易編程器
C.監控:查找觸點或指令后﹐按MONTR鍵﹐即可監視觸點 ON/OFF的情況。如監視為定時或計數器還可顯示它的當前值。 D.SET/RESET指令的輸入﹕按SFT鍵后﹐再按SET/RESET鍵。 E.微分形式指令的輸入﹕輸入相應指令后﹐再按NOT鍵。
方案2控制成本大概為方案1的1/3 !
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PLC的選用
選型實例
例3.現有一台自動機﹕伺服馬達6個﹐步進馬達1個,旋轉編碼 器2個,汽缸10個(電磁閥為雙控)3;CJ1W-ID261+CJ1W-OD261
+CJ1W-NC413+CJ1W-NC113+CJ1W-PA205R
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PLC基本知識
PLC分類
大型機﹕控制點數一般在1000點以上﹐如Omron公司的C1000H﹐CV1000﹐基 本配置可達1024點。C2000H﹐C2000V基本配置可達2048點。
超大型機﹕控制點數可達10000點﹐如GE公司的90-70PLC﹐其控制點數可達 24000點。