1、可编程控制器,自动化学院,孙蓉 13613609856,31#312室 82519403,大中型PLC应用教程.廖常初主编.北京：机械工业出版社 S7-300/400 PLC应用技术.廖常初主编. 机械工业出版社 可编程控制器基础及编程技巧.陈宇，段鑫编. 华南理工大学出版社,教材：,可编程控制器实验技术.孙蓉,李冰编.哈尔滨：黑龙江省人民出版社,参考资料：,网上资源:,西门子自动化与驱动集团的中文网站(),引 言,成绩的评定方法,总成绩=平时成绩10分+实验20分+期末考试70分,可编程控制器课程要求：,引 言,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,
2、实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,实验室设备简介,1.1.1 可编程控制器的基本概念,第1章 可编程控制器基础知识,1. 可编程控制器的由来和发展,(1) 电动机的启动与停止 (2) 液压系统的控制 (3) 运输机械的自动化控制 (4) 机床的自动控制 (5) 机器人的自动控制,电 气 控 制 装 置,电气控制装置的输入、输出信号,1. 可编程控制器的由来和发展,电气控制装置的输入、输出信号,1. 可编程控制器的由来和发展,开关量,模拟量,美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新
3、的控制装置取代继电器控制装置，并提出了l0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，原系统只要很小变化；(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。,1. 可编程控制器的由来和发展,可编程控制器的产生,1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC(可编程控制器)，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。
4、,费时 费工 费料,简单易懂 操作方便 可靠性高 通用灵活 体积小 使用寿命长,1. 可编程控制器的由来和发展,1. 可编程控制器的由来和发展,1971年，美国已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。,1971年，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。,1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。,我国从1974年开始研制，1977年开始应用于工业。,1. 可编程控制器的由来和发展,可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称为PLC，它的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一，在工业生产的所有领域得到
5、了广泛的使用。,2. 可编程控制器的基本概念,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、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设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。,2. 可编程控制器的基本概念,3. 可编程控制器的基本结构,(1) 采集输入信号； (2) 执行用户程序； (3) 刷新系统的输出； (4) 模块中的存储器用来储存程序和数据；,C P U 模 块,3. 可编程控制器的基本结构,(
6、1) 开关量输入模块用来接收开关量输入信号 ； (2) 模拟量输入模块用来接收连续变化的模拟量电流电压信号 ； (3) 开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀等输出设备 ； (4) 模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器 ；,信号模块,3. 可编程控制器的基本结构,(1) 增强PLC的功能 ； (2) 扩大其应用领域 ； (3) 减轻CPU的负担 ； (4) 主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制任务 ；,功能模块,3. 可编程控制器的基本结构,(1)用来实现中央机架与扩展机架之间的通信 ； (2)为扩展机架供电 ；,接 口 模 块,3. 可编程控制器的基本结构,(1) 用于
7、PLC 之间 ； (2) PLC与远程I/O之间 ； (3) PLC与计算机和其他智能设备之间的通信 ；,通 信 处 理 器,3. 可编程控制器的基本结构,(1) 用于将输入电压转换为DC 24V电压和背板总线上的DC 5V电压 ； (2) 为其他模块供电 ；,电 源 模 块,3. 可编程控制器的基本结构,(1) 生成和编辑各种文本程序或图形程序 ； (2) 程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机 ； (3) 程序可以存盘或打印，通过网络，可以实现远程编程； (4) 编程软件还具有对网络和硬件组态、参数设置、监控和故障诊断等功能。,编程设备,3. 可编程控制器的基本结构,
8、按照PLC的控制规模分类,1、小型PLC ； 2、中型PLC ； 3、大型PLC；,按照PLC的控制性能分类,1、低档PLC ； 2、中档PLC ； 3、高档PLC ；,按照PLC的结构分类,1、整体式 ； 2、组合式 ；,3. 可编程控制器的基本结构,部分小型PLC的技术指标,3. 可编程控制器的基本结构,部分中型PLC的技术指标,3. 可编程控制器的基本结构,部分大型PLC的技术指标,3. 可编程控制器的基本结构,1、编程方法简单易学； 2、功能强，性能价格比高； 3、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强； 4、可靠性高，抗干扰能力强； 5、系统的设计、安装、调试工作量少； 6、维修工作量
9、小，维修方便； 7、体积小，能耗低；,4. 可编程控制器的特点,可编程控制器与继电器控制系统的比较,4. 可编程控制器的特点,可编程控制器与微机的区别,4. 可编程控制器的特点,1、开关量控制 ； 2、定时控制 ； 3、计数控制 ； 4、步进控制 ； 5、数据处理 ； 6、模拟量处理 ； 7、通信及联网 ；,5. 可编程控制器的功能与应用领域,1、开关量逻辑控制 ；2、运动控制 ；3、闭环过程控制 ；4、数据处理 ；5、通信联网 ；,功 能,应用领域,西门子（Sieinens）公司,德 国,Rockwell自动化公司的A-B公司 GE-Fanuc公司,美 国,施耐德(Schneider)公司,
10、法 国,三菱公司 欧姆龙(OMRON)公司,日 本,6. 可编程控制器的主要生产厂家,1.1.2 可编程控制器的工作原理,第1章 可编程控制器基础知识,1. 逻辑运算,1. PLC的逻辑运算,2. PLC的循环处理过程,2. PLC的循环处理过程,输入映像寄存器,采样,元件映像寄存器,写,写,读,输出锁存电路,输出端子,输入端子,读,刷新,2. PLC的循环处理过程,A( O I0.1 /接在左侧母线上的I0.1的常开触点 O Q4.0 /与I0.1的常开触点并联的Q4.0的常开触点 ) AN I0.2 /与并联电路串联的I0.2的常闭触点 = Q4.0 /Q4.0的线圈,2. PLC的循环处
11、理过程,3. PLC的工作过程,STEP7将用户编写的程序和程序所需的数据放置在块中，使单个的程序部件标准化。通过在块内或块之间类似子程序的调用，使用户程序结构化，可以简化程序组织，使程序易于修改、查错和调试。块结构显著地增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。,3. PLC的工作过程,(1) 组织块(OB)组织块是操作系统与用户程序的接口，由操作系统调用，用于控制扫描循环和中断程序的执行、PLC的启动和错误处理等，有的CPU只能使用部分组织块。 OB1OB1的功能已在第1章中作了介绍，OB1用于循环处理，是用户程序中的主程序。操作系统在每一次循环中调用一次组织块OB1。一个循环周期
12、分为输入、程序执行、输出和其他任务，例如下载、删除块、接收和发送全局数据等。,3. PLC的工作过程,(3) 功能(FC)功能是用户编写的没有固定的存储区的块，其临时变量存储在局域数据堆栈中，功能执行结束后，这些数据就丢失了。可以用共享数据区来存储那些在功能执行结束后需要保存的数据，不能为功能的局域数据分配初始值。调用功能和功能块时用实参(实际参数)代替形参(形式参数)，例如将实参“I1.0”赋值给形参“Start”。形参是实参在逻辑块中的名称，功能不需要背景数据块。功能和功能块用输入(IN)、输出(OUT)和输入/输出(IN_OUT)参数做指针，指向调用它的逻辑块提供的实参。功能被调用后，可以为调用它的块提供一个数据类型为RETURN的返回值。,
