1、可编程控制器多媒体课件,教 师 郑 萍电气信息学院,共同学习,共同进步,攀越高峰,永无止境,上机安排,WWH,Why do you study this book? What will you study from this book? How will you study this book?,Why do you study this book?,能够建立起可编程控制系统的完整概念。 能够全面掌握可编程控制系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本设计方法。,What will you study from this book?,了解到工业控制系统的基本概貌。 了解可编程控制系统的基本构
2、成。 了解网络控制系统（通信）。 掌握最基本的设计能力。,学习内容,一 概述。二 可编程序控制器的硬件与工作原理三 可编程序控制器的编程语言与基本逻辑指令四 步进顺控指令STL 五 功能指令六 PLC控制系统设计与应用七 可编程控制器的其他功能与应用八 可编程控制器的通信功能九 可编程控制器与组态软件,How will you study this book?,原理学习 系统分析 逻辑设计 勤于实践 全面掌握,注意事项,本门课程相关约定,不得随意缺课。 如果要请假，需有班主任的签字为准。 不得随意缺交和补交作业，做错的作业必须改正。作业成绩最后按ABCD分类。 平时的提问有平时成绩。 实验当场
3、给出实践成绩，有创新可得加分。 考试成绩70%（闭卷考试），平时30%,一、继电器-接触器电气控制线路的特点 1、实现了用弱电信号控制强电、实现了自动控制，统治时间长（上百年历史）； 2、可靠性低（接线和触点太多，故障排除难）通用性差（对每一控制对象进行专门的设计）缺乏“柔性”（工艺变动后生产程序改变困难，使控制设备变动）体积大、耗电多； 二、市场背景60年代末，大批量少品种的生产转变为小批量多品种的生产，市场所需的“柔性”生产线呼唤新型控制系统的诞生。,第一章 概述,三、新型控制系统的发展历程 1、简易顺序控制器（矩阵式） 2、可编程控制器 四、可编程控制器的产生68年GM公司公开招标研制，
4、67年DEC公司应标研制成功世界上第一台可编程序控制器 (Programmable Logic Controller),简称PLC。功能：取代继电接触器控制，逻辑运算、计时、计数。五、现代可编程控制器 Programmable Controller简称PC。广泛应用于工业、楼宇、家庭、商业等领域。 “无所不能”,六、可编程序控制器主要的生产厂家美国的Rockwell所属的A-B公司；美国的GE-Fanue公司；德国的Siemens公司日本的三菱公司和欧姆龙（OMRON）公司以上公司控制着80%的市场,七、可编程序控制器的特点可编程序控制器是以计算机技术为核心的通用自动控制装置。 1、高可靠性：
5、无故障运行时间30万小时，“永远不坏”软触点、软元件，抗干扰能力强(软/硬件抗干扰),2灵活性高、扩展性好、通用性强可通过程来适应各种工艺流程变更，灵活性高；标准的积木式结构；简单易学的梯形图语言、模块化的软件设计；与现场接口容易，无接口问题，设计周期短。 3功能强既可完成顺序控制，又可进行闭环回路的调节控制，网络功能发展很快，PLC在工控领域内几乎无所不能。 4适应性强，性价比高PLC体积小，重量轻，耗电低，性价比高。是现场工人易于接受的新一代“蓝领计算机”。,第二章 可编程控制器的组成与工作原理,一、可编程控制器的基本结构 PLC采用典型的计算机结构，由中央处理单元、存储器、输入输出接口电
6、路等组成 。两大部分：基本组成部分、外设,1、中央控制单元（CPU模块）PLC的核心部件：从单片机到标准的计算机芯片；采用传统的继电器符号语言（梯形图）；PLC的软件：系统程序：系统管理、监控程序、编译（ROM）用户程序（ EPROM、 RAM ）2输入输出电路（I/O模块）输入（Input）电路和输出（Output）电路简称为I/O模块，它们是联系外部现场和CPU模块的桥梁。,1）输入电路：采集输入信号、隔离、滤波和电平转换，使之转换成CPU能够接收和处理的信号。,X7, ,COM,+24v,图6.2 PC的直流输入电路,+24v,输入缓冲器,X1,2）输出电路：将CPU送出的信号经过隔离、
7、电平转换、放大后驱动接触器等执行元件。输出负载的电源一般外接 。,3）输出电路的分类：由输出开关器件来分负 载 OFF/ON 容 量 晶体管 直流 0.2mS 0.5A/点 DC5-30V 可控硅 交流 1mS 0.3A/点 AC85-242V 继电器 交/直流 10mS 2A/点 AC250V DC30V 型号：FX2-48MR 继电器输出I/O：24/24FX2-32MS 可控硅输出I/O：16/16FX2-64MT 晶体管输出I/O：32/32,4）开关量I/O模块的外部接线方式,开关量I/O模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态,3、电源,可编程控制器使用220V交流电源或24V直流
8、电源。 可编程控制器内部的直流开关稳压电源为各模块内的电路提供供电。许多可编程控制器还可以为输入电路和外部电子检测装置（传感器如接近开关等）提供24V直流电源，驱动现场执行机构的电源由用户提供。,4编程器目的：用来输入和编辑用户程序和监视可编程控制器运行时各种元件的工作状态。 编程方式：在线/离线编程。 编程器分类：简易编程器：只能输入和编辑指令表；专用图形编程器：方便、专用、价高；计算机编程：图形编程、监控、打印、分析和仿真。PC机作为可编程控制器的上位机构成一种通用编程系统。软件：MEDOC (DOS平台)SWOPC-RXGP/WINE（WINDOWS平台）,一体式可编程控制器：价廉，简单
9、,模块式可编程控制器：灵活、易维护,大型可编程控制器：网络化,大型可编程控制器：网络化,大型可编程控制器：网络化,可编程控制器的应用：污水处理场,PLC的应用,逻辑控制,过程控制,顺序控制,通信网络,运动控制,数据处理,无处不在,小型可编程控制器：灵巧,简易编程器,设定、显示,各类人机界面,北京昆仑通态集团推出优秀的工控组态软件产品： 1、MCGS通用版：主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。 2、MCGS网络版：处于整个监控系统中最上层，主要通过Web浏览的方式完成整个系统的信息收集和发布， 使远程办公
10、，远程领导真正成为现实。 3、 MCGS嵌入版：处于整个监控系统最下层，主要完成现场数据的采集、前端数据的处理与控制。,组态软件产品,造币生产线,各类接近开关,各类继电器,各类按钮、拨码开关,作为主令信号,全 系 列 CPU-满 足 不 同 要 求,CPU221CPU 222CPU 224CPU 226CPU226XM,CPU和扩展模块,实 际 应 用 的 PPI 网 络,通 讯,调制解调器,带用户端软件的PC机 条 形 码 阅 读 器 串 口 打 印 机 并 口 打 印 机 S7-200 S7-300 with CP 340 非Siemens PLC 调制解调器,自由口通讯协议,监 控 端
11、软 件,第三方PLC,S7-200,打印机,条 码 阅 读,S7-200 可通过 自由口通讯协议访问下列设备,通 讯,PPI 和 自 由 口协 议,2 PPI网络 2 自由口网络 1 个PPI and 1 个自由口网 络,CPU 226双 485口可实现:,优 点： 双倍网络 扩展能 力 同时运行两种自由口协议. 如Modbus and USS 同时运行PPI自由口协议,通 讯,S7-115U/H, S5-135U S5-155U/H, SIMATIC 505 S5-95U,S7-400 M7-400,S7-300 M7-300,MPI,OP,PG/PC,19.2 或 187.5 Kb,S7-
12、200的通讯能力(MPI),通 讯,S7-115U/H, S5-135U S5-155U/H, SIMATIC 505 S5-95U,S7-400 M7-400,S7-300 M7-300,主站,S5-95U,ET 200,OP,现场设备,驱动,主站,PG/PC,主站,主站,PROFIBUS-DP,S7-200,S7-200 DP 从站 模块EM277,S7-200的通讯能力(PROFIBUS-DP),通 讯,连接S7-200作为 Profibus-DP,MPI网络的从站,通讯口支持通讯速率9.6K至12M通信距离最大9600m支持多达125个从站的连接(单主站)通讯口也可用于连接人机界面 (
13、MPI),S7-200 PROFIBUS-DP从站模块,通 讯,CP243-2 S7-200 AS-i主站模块,通 讯,中 继 器,供 电 单 元,AS-I 主 站 模 块 CP243-2,AS-i从 站 模 块,AS-I 双 绞 线,传 感 器/ 执 行 器,CP243-2 AS-i接 口 模 块,CP243-2 特 性 : 执 行 器, 传 感 器- 通 讯 接 口 最 大 31 AS-i 从 站 4 输 入/ 4 输 出 双 绞 线 传 送 电 源 和 数 据 扩 展 简 单， 灵 活 布 线100 米 无 中 继 器 最 大 循 环 周 期 5 ms IP65 防 护 等 级 模 拟
14、量 传 输 每模块可扩展124DI/124DO 输出/输入点,CP243-2,通 讯,NEW!,EM241 morethan just a modem!,Modem模块-EM241,通 讯,连接 S7-200,连接电话线,连接 24V DC电源,选择国家代码,Modem模块EM241的接线,通 讯,您只需要:,PC, PG, 笔记本电脑+modemSiemens Micro/WIN (V3.2.1)以上版本S7-200 CPU 222-226XM 连接至CPU的EM 241 模块 电话线,EM241-远程服务,观察程序,I/O点和变量的状态上载/下载程序修改系统设置(System Block)
15、修改数据块中数据(Data Block),Master,RTU 1,RTU 2,RTU 3,RTU 4,RTU System,此功能需3.2版软件支持,EM241-通讯,通 讯,移动电话,寻呼机,S7-200 CPU 222-226XM 连接至CPU的EM 241 模块 参数化的通讯设置(由V3.2版软件的Modem向导完成)消息接受设备: 移动电话或寻呼机,EM241-短消息,此功能需3.2版软件支持,您只需要:,发送由事件触发的报警信息发送变量(如:温度),CP 243-1 S7-200以太网模块,PLC,CP 243-1通讯处理器实现S7-200与以太网的连接,通过以太网用STEP 7
16、Micro/WIN 实现S7-200 的远程配置,编程和诊断,使用S7-OPC,PC应用程序可以访问S7-200的数据.过程数据可以非常容易地存储和编辑,发布时间:09.30,2002,以太网模块,CP243-1 以太网模块连接图,S7-200 以太网模块-CP243-1(IT),2003年4月1日发布,10/100 Mbit/s 自适应以太网模块通过Internet/LAN 数据访问,远程编程内置Web服务器,支持HTML页面访问支持电子邮件,Motion made easier.,April 2002,S7-200 定位模块-EM253,NEW!,S7-200 CPU 222-226XM连接到CPU的EM253模块步进电机驱动器和步进电机 参数化的模块设置(由V3.2版软件的定位模块向导完成),parametering instead of programming,定位模块-EM253,用PWM输出实现开环位置控制 (最大频率: 200kHz)直接从Micro/WIN软件进行参数设置和调整,EM253连接示意图,作业：P142 6.1 6.2 6.3 6.5 6.7 6.11 6.12 6.14,
