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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,,Date:,2024/12/11,,Page:,36,可编程序控制器考前复习,,可编程序控制器考前复习,自动化学院 张海军,,,,,,可编程控制器的概述,1,,,PLC的基本组成和工作原理,2,,,S7-200基本逻辑指令及其编程,3,,,程序设计方法,4,,,可编程控制器的通信和调试,5,,什么是,PLC,？,1、可编程控制器的定义,是一种,工业控制装置,是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控
2、制装置。,一、可编程控制器概述,,1、可编程控制器的定义,1987,年，国际电工委员会（,IEC,）颁布的可编程序控制器标准草案第三稿中,定义,：,,“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，并通过数字式和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外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。,,2、可编程控制器的产生,因为继电器逻辑电路配线复杂,,2、可编程控制器的产生,因为继电器逻辑电路配线复杂,缺 点：,体积
3、大,可靠性低,查找故障困难,适应性差,,2、可编程控制器的产生,简单易懂,,操作方便,,灵活性大,优 点：,,控制元件选择,,安装位置,,2、可编程控制器的产生,背景：,,1968,年美国通用汽车公司（,GM,），,为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,,,1969,年,3,月，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。,2、可编程控制器的产生,美国DEC公司的PDP-14,,3、 可编程控制器的特点及应用领域,无触点免配线，可靠性高，
4、抗干扰能力强,,通用性强，控制程序可变，使用方便,,硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强,,编程简单，容易掌握,,系统的设计、安装、调试工作量少,,维修工作量小，维护方便,,体积小，能耗低,.,可编程控制器的特点,,1.2 PLC的结构—系统结构,,二、可编程控制器的组成和工作原理,,输入/输出模块,输入信号：,另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的,模拟量信号,。,一是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、,,光电开关、压力继电器等传来的,开关量输入信号,；,,PLC内部输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。输入接点分为,直流输入式,和,
5、交流输入式,。,光电隔离,,输出信号：,,输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出,可编程控制器输出电路原理图,继电器输出适合低速、,,大功率负载,晶闸管输出适合高速、,,大功率负载-驱动交流,晶体管输出适合高速、,,小功率负载-驱动直流,,PLC的工作原理,,工作原理,：循环扫描方式工作；,扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。,,,PLC的工作原理,,,PLC的工作原理,,★ 整个过程扫描执行一遍所需的时间称为,扫描周期,★ 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及
6、用户程序长短有关。,★ 典型值为1～100ms,,三、S7-200基本逻辑指令,,国际电工委员会IEC规定了5种编程语言作为PLC编程语言的标准。,PLC编程语言,,梯形图,,指令表,,顺序功能图,,结构化文本,,功能块图,,,程序结构,,主程序,,子程序,,中断程序,,I（输入继电器）,,Q（输出继电器）,,M（辅助继电器）,,SM（特殊标志继电器）,,S（顺序控制继电器）,,V（变量存储器）,,L（局部变量存储器）,,T（定时器）,,C（计数器）,,AI（模拟量输入映像寄存器）,,AQ（模拟量输出映像寄存器）,,AC（累加器）,外部输入/输出,内,,部,增计数器、减计数器、增/减计数器,
7、通电延时、断电延时、有记忆通电延时,,描述,西门子,装载，电路开始的常开触点,LD,取反装载，电路开始的常闭触点,LDN,与，常开触点,A,取反与，常闭触点,AN,或，常开触点,O,取反或，常闭触点,ON,块与,ALD,块或,OLD,输出,=,取反,NOT,,LPS,LRD,LPP,,EU,ED,,,,,,,LD I1.0 AN I4.6,,A M0.2 R Q0.3, 2,,LPS LRD,,A I0.2 A I0.5,,LPS
8、 = M3.0,,A I0.4 LPP,,=Q0.1 AN I0.6,,LPP TON T39, 30,,,四、程序设计方法,,经验设计法,,根据继电器电路图设计梯形图的方法,,顺序控制设计法与顺序功能图,,经验设计法,数字量控制系统,,开关量控制系统,,继电器控制系统,经验设计法：试探性、随意性,,例,,有电动机3台。按下开始按钮后，先启动电机A，5s后启动电机B，再过3s后启动电机C。,,按下停止按钮，电机B立即停止，3s后，电机A、C同时停止。,,要求画出I/O表，并写
9、出控制程序。,,,顺序控制设计法与顺序功能图,,【顺序控制】：,,按照,生产工艺,预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构,自动,地,有秩序,地进行操作。,【顺序功能图】,：,,描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通用的技术语言。,顺序控制,顺序功能图,PLC梯形图,,顺序控制设计法,,顺序控制设计法,,顺序功能图组成元素：,1.步,2.有向连线,3.转换,4.转换条件,5.动作,,例画出控制系统的顺序功能图,,某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。初始时两个钻头在最上面的位置。,,放好工件后，按下启动按钮,I,0.0
10、，Q0.0变为ON，夹紧工件，夹紧后压力继电器,I,0.1为ON。此时两只钻头开始工作，转到设定深度后上行到原位。若没有钻完3对孔，Q0.5使工件旋转120,°，旋转到位时限位开关I0.6为ON，之后开始转第2对孔。直到3对孔全部钻完后，Q0.6使工件松开，松开到位后限位开关I0.7为ON，系统回到初始状态。,,,例4：画出控制系统的顺序功能图,,0,,例剪板机控制,Q0.0,：,板料右行,Q0.1,：,压钳下行,Q0.2,：,剪刀下行,Q0.3,：,压钳上行,Q0.4,：,剪刀上行,I0.0,：,压钳上限位,I0.1,：,剪刀上限位,I0.2,：,剪刀下限位,I0.3,：,板料右限位,I0.
11、4,：压钳下限位,I1.0,：,启动按钮,I0.0,I0.1,I0.2,I0.3,剪板机连续剪板10次后停止；,,剪板机顺序控制,Q0.0,：,板料右行,Q0.1,：,压钳下行,Q0.2,：,剪刀下行,Q0.3,：,压钳上行,Q0.4,：,剪刀上行,I0.0,：,压钳上限位,I0.1,：,剪刀上限位,I0.2,：,剪刀下限位,I0.3,：,板料右限位,I0.4,：压钳下限位,I1.0,：,启动按钮,,数据传送方向,:,按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式三种,:,,单工通信方式：单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。,,半双工通信
12、方式：半双工通信就是指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送。,,全双工通信方式：全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。,,四、PLC通信,,,RS,-,232,接口：是,1969,年由美国电子工业协会,EIA,（,E1ectronic Industries Association,）,所公布的串行通信接口标准。它采用按位串行的方式 ，单端发送、单端接收。,,RS-422,接口：,RS-422,接口传输线采用差动接收和差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率,（波特率可达,10MB,以上）,和较强的抗干扰能力。,,RS-485,接口：,RS-485,接口是,RS-422,
13、的变型。,通讯的距离 15m,通讯的距离 500m,,通信协议,,PLC,网络常用通信协议：,PPI,协议,：,PPI,通信协议是西门子专门为,S7-200,系列,PLC,开发的一个通信协议。,,MPI,协议,：,MPI,允许主,—,主通信和主,—,从通信，,S7-200,可以通过通信接口连接到,MPI,网上，主要应用于,S7-300/400 CPU,与,S7-200,通信的网络中。,,,Profibus,协议,：,Profibus,协议通常用于实现分布式,I/O,设备（远程式,I/O,）,的高速通信。,,,MODBUS,协议：,Modbus,,协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,,,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。,,通信协议,,PLC,网络常用通信协议：,用户自定义协议（自由口通信模式）,：,自由口通信,(,Freeport Mode,),模式是指,CUP,串行通信口可由用户程序控制，自定义通信协议。,,,USS,协议,：,USS,协议是西门子传动产品（变频器等）通信的一种协议，,S7-200,提供,相应,的指令。,,,TCP/IP,协议：,通过以太网扩展模块,CP243-1,和互联网扩展模块,CP243-1IT,，,S7-200,将能支持,TCP/IP,以太网通信。,,,,谢谢!,,
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