松下LC电气控制与组态设计课件一

PLC电气控制与组态设计7/6/20231

可编程序控制器问世于1969年。是美国汽车制造工业激烈竞争的结果。更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正是从汽车制造业开始了对传统继电器控制的挑战。1968年美国GeneralMotors公司，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标。这就是著名的GM10条。第一章可编程控制器的基本知识第一节可编程控制器的产生和发展一、可编程控制器的产生7/6/20232编程简单，可在现场修改程序；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；维护方便，最好是插件式；可将数据直接送入管理计算机；在成本上可与继电器控制柜竞争；输入可以是交流115V；输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；在扩展时，原系统只需很小变更；用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。GM10条是可编程序控制器出现的直接原因：7/6/20233可编程控制器的发展及定义

1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线上。这一时期它主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC(ProgrammableLogicController)。70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC(ProgrammableController)。但由于PC容易和个人计算机(PersonalComputer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。7/6/20234

1985年1月国际电工委员会的定义：“可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在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，易于扩充的原则设计”。7/6/20235PLC与传统的继电器逻辑相比

可靠性高、逻辑功能强、体积小。在需要大量中间继电器、时间继电器及计数继电器的场合，PLC无需增加硬设备。随着要求的变更PLC对程序修改方便。继电器线路要想改变控制功能，必须变更硬接线，灵活性差。

具有网络通讯功能，可附加高性能模块对模拟量进行处理，实现各种复杂控制功能。7/6/20236PLC与工业控制计算机相比PLC继承了继电器系统的基本格式和习惯，对于有继电器系统方面知识和经验的人来说，尤其是现场的技术人员，学习起来十分方便。PLC一般是由电气控制器的制造厂家研制生产，各厂家的产品不通用。工业控制机是由通用计算机推广应用发展起来的，一般由微机厂、芯片及板卡制造厂开发生产。它在硬件结构方面的突出优点是总线标准化程度高，产品兼容性强。PLC的运行方式与工业控制机不同，微机的许多软件不能直接使用。工业控制机可使用通用微机的各种编程语言，对要求快速、实时性强、模型复杂的工业对象的控制占有优势。但它要求使用者具有一定的计算机专业知识。7/6/20237PLC和工业控制机都是专为工业现场应用环境而设计的。都具有很高的可靠性。PLC一般具有模块结构，可以针对不同的对象进行组合和扩展。7/6/20238

第二节可编程控制器的基本结构PLC的系统结构7/6/20239PLC各部分的作用

CPU诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。采集现场的状态或数据，并送人PLC的寄存器中。逐条读取指令，完成各种运算和操作。将处理结果送至输出端。响应各种外部设备的工作请求。7/6/202310PLC各部分的作用存储器

系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。用户存储器：包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并更改。注意：PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。7/6/202311PLC各部分的作用输入输出接口电路输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

PLC的输入接口电路（直流输入型）

7/6/202312PL欺C各部葵分的舟作用输出瓶接口暗电路陵：采用锄光电境耦合拍电路粒，将CP垮U处理国过的驻信号周转换惊成现鞠场需随要的执强电喜信号甘输出旬，以驱末动接祖触器壳、电狠磁阀嫂等外衬部设捐备的壳通断割电。有三犬种类镰型：继电器输出型继电俯器输艺出型：为有很触点谱输出挽方式振，用岭于接五通或师断开开关兰频率河较低玩的直流帜负载或交流剪负载回路。6/宫30谨/2耽02姻313（b）晶闸管输出型（c）晶体管输出型（NPN集电极开路）（d）

晶体管输出型（PNP集电极开路）晶体东管输摩出型：为无岸触点幕输出视方式礼，用搅于接过通或故断开开关画频率朱较高锁的直流电源莲负载纽奉。晶闸傲管输兔出型摸：为无鼓触点卸输出卧方式帐，用顶于接液通或枣断开开关罪频率暮较高规的交流电源欺负载经。6/割30盘/2克02积314电源PL狐C的电搜源是指馆将外孝部输醉入的珍交流孝电处贵理后栽转换章成满关足PL组C的CP动U、存储添器、库输人桶输出避接口熟等内校部电则路工隔作需似要的直流薄电源团电路盲或电缝源模辱块。许多PL迟C的直般流电溜源采悉用直愤流开栽关稳能压电给源，蛋不仅奔可提醒供多俗路独华立的通电压供内乓部电笨路使多用，而且还可额为输炸入设胜备提军供标展准电岩源。6/闸30书/2课02虑315手持牛编程视器手持渔编程猛器采歪用助记悲符语扫言编岂程，具杂有编碑辑、桨检索漂、修缺改程岭序、拣进行旷系统恒设置仅、内卧存监皱控等宏功能培。可识一机据多用圣，具值有使湾用方鲁便、横价格门低廉宜的特位点。缺点侄：不够片直观可通堤过PL纷C的RS颤23除2外设誓通讯鸟口(或RS应42衔2口配苦以适姜配器)与计尘算机滋联机掏，利用芽专用豆工具具软件（NP闷ST－GR、FP逆SO演FT、FP紧WI艘N－GR）对PL倚C进行掏编程贴和监半控。利用光计算染机进在行编足程和铺监控锈比手雨持编加程工决具更选加直伙观和险方便烈。6/飞30怖/2裂02时316输入防输出I／0扩展特接口若主纽奉机单本元的I／O点数躲不能嚼满足碎需要筛时，可通拘过此哲接口柳用扁然平电终缆线糠将I／O扩展薄单元奶与主脂机相汇连，商以增加I／O点数。PL贷C的最党大扩磁展能跌力主喝要受CP航U寻址帅能力绵和主鸣机驱讯动能袭力的限知制。6/若30咐/2勒02嫁317第三捧节搏可跌编程核控制疲器的垃原理编及技术房诚性能PL典C的基啦本工符作原趁理微机涝：等待疲命令的工图作方窗式PL冷C：循环渣扫描的工腿作方宜式CP眉U从第枪一条影指令翁开始探按指耐令步石序号艺作周呈期性蔑的循纲环扫牛描，过如果无跳针转指恢令,则从众第一连条指苏令开他始逐煌条顺砖序执希行用展户程恼序，辱直至稠遇到朴结束忆符后豆又返避回第扰一条摄指令，周而来复始叹不断逃循环君，每香一个名循环春称为一个凤扫描夹周期逗。6/搭30箭/2孤02伯318一个棍扫描轻周期拿主要伐分为柳三个电阶段语：输入慎刷新旁阶段程序应执行剑阶段输出模刷新谢阶段输入刷新程序执行输出刷新一个扫描周期输入刷新PL牵C的到扫描隙工作治过程用户输出设备输入端子输入锁存器输入映象寄存器输出映象寄存器输出锁存器输出端子程序执行用户输入设备写读读6/院30男/2搅02啦319PL分C的基雄本工革作原蔑理由于俯输入门刷新潜阶段均是紧橡接输僻出刷形新阶栏段后透马上错进行颗的，回所以流亦将渔这两个惊阶段坑统称尾为I／O刷新设阶段则。实际迷上，船除了焰执行练程序赤和I／O刷新伟外，PL峡C还要体进行部各种孟错误填检测(自诊崭断功痰能)并与临编程留工具局通讯约，这怖些操永作统堡称为击“监层视服编务”闸。一朵般在救程序抬执行尼后进刮行。扫描田周期燃的长磨短主东要取析决于叮程序善的长潮短。由于饲每一阁个扫轰描周渠期只榨进行策一次I／0刷新谦，故险使系蜜统存在盾输入滨、输蹲出滞乞后现花象。这对沉于一良般的旅开关御量控题制系矿统不旱但不始会造假成影抹响，反而雹可以增强晃系统封的抗精干扰进能力询。但对祥于控历制时畅间要液求较密严格仿、响酱应速烛度要猾求较陪快的戚系统语，就另需要泰精心城编制绘程序棍，必克要时跳采用垦一些波特殊渣功能水，以梦减少遭因扫者描周伟期造遗成的需响应讲滞后舞。6/较30意/2贿02富320PL畏C的主赖要技腿术指顽标输入汪／输域出点宝数（I/统O点数街）内存虽容量注意袍：“内存芒容量各”实掉际是尸指用顿户程贝序容虹量，庭不包绘括系毫统程劫序存悬储器坑的容怠量。扫描勾速度(单位嘴：ms／k或μs薯/步。)指令赵条数内部症继电振器和汁寄存艰器数贩目编程纽奉语言芒及编瞎程手岛段高级俗模块主控哀模块这可实毙现基降本控码制功洲能，高级沿模块掌可实睛现一冠些特沟殊的性专门斯功能谷。如A／D和D／A转换隙模块鹅等毯。6/杂30果/2待02秋321PL直C的内谁存分傲配及I／O点数I／0继电冻器区牵：I／0区的甜寄存爷器可直恩接与PL裳C外部邮的输填入、帐输出独端子瓶传递负信息荷，具有公“继容电器恢”的半功能冤，有猛自己郊的“筋线圈益”和纹“触接点”磁。故住常称吨为“I／0继电凶器区陆”。内部汗通用杜继电敌器区跌：只能突在PL湾C内部避使用辩，其作拥用与接中间许继电键器相宫似，是在程党序控刷制中略可存斗放中贵间变花量。数据检寄存虏器区：只能拒按字轨使用，不楚能按帜位使怜用。弹一般爱只用脾来存放闸各种草数据。特殊添继电世器、个寄存裤器区：被系以统内邻部占瓣用，专门啦用于习某些只特殊丑目的为，一藏般不能享由用妈户任敏意占断用。系统疑寄存餐器区芹：用来存放膜各种馒重要凯信息瘦和参诊数。通过症用户桃程序越，不料能读厕取和遗修改时系统换寄存裁器的锁内容棒。6/松30贫/2辉02弦322第四钓节殊P艰LC架的分犯类及果功能PL肤C的分稻类按结摇构形暖式分跌类整体血式模块哑式按功蹦能分婆类低档兆机中档江机高档逮机分类I／0点数程序容量超小型机64点以内256～1000字节小型机64～2561～3.6K字节中型机256～20483.6～13K字节大型机2048以上13K字节以上3.按I捎／O昆点数老和程铸序容作量分述类6/归30饭/2富02乞323PL响C的主从要功科能条件伤控制绪功能定时鹊／计取数控撑制功耀能数据犁处理偷功能步进袖控制如功能A／D与D／A转换司功能运动娃控制淘功能过程题控制悉功能扩展挣功能远程I／0功能通信搅联网急功能监控艳功能6/去30林/2焦02阳324第五炎节练P变LC丹的特帝点、顿应用邪场合酷和发尊展趋爸势PL免C的主慕要特防点可靠潮性高真、抗联干扰毫能力锤强。主要乒有以贷下几省个方脊面：隔离(采用理光电尝耦合孟器)滤波对PL速C的内尚部电畅源采侦取了恨屏蔽绘、稳凳压、我保护筹等措某施。设置事了连蜡锁、饭环境足检测饭与诊肆断、Wa毁tc驳hd稠og等电芽路。利用跑系统网软件杏定期坟进行滴系统睁状态高、用鸡户程倡序、德工作晌环境鼻和故害障检遣测。对用告户程蝴序及恢动态揪工作侧数据菌进行舍电池舰备份堆。采用堡密封吵、防拣尘、咳抗振和的外铸壳封雕装结秘构。以集别成电袜路为祝基本押元件忙，内筒部处吃理过伴程不那依赖骆于机欣械触知点。采用屈循环铅扫描水的工厉作方届式，也提则高了畜抗干卧扰能耗力。6/闪30灰/2臂02懂325可实扩现三愁电一宅体化将电归控(逻辑略控制)、电仪(过程高控制)和电结(运动器控制)集于狗一体欧，可娱以方故便、桌灵活桐地组饥合成庄各种质不同倚规模潜和要偶求的喂控制堂系统鲜。编程迈简单诸、使筝用方呈便、昂柔性孩好体积灾小、驱重量生轻、踏功耗查低6/董30蠢/2晓02械326PL盯C的应窜用场艳合逻辑腰控制：可床取代妖传统蛋继电拆器系候统和恳顺序乞控制婚器。琴如各法种机注床、依自动刮电梯乔、装渠配生嚼产线催、电校镀流误水线高、运揪输和公检测衰等的匙控制统。运动冠控制：可战用于旗精密率金属型切削扎机床策、机遥械手旗、机乒器人勇等设洋备的沃控制抖。过程尘控制：通湿过配促用A／D、D／A转换伟模块竟及智着能PI第D模块无实现羊对生垒产过墨程中扑的温冠度、井压力掩、流页量、隶速度抓等连末续变康化的召模拟胸量进旨行闭堂环调美节控剪制。数据宽处理多级端控制：利用PL而C的网讽络通西信功登能模千块及效远程I／O控制凭模块白实现这多台PL知C之间胖、PL遵C与上纱位计新算机写的链第接，镜以完扒成较资大规耍模的惰复杂底控制叶。6/华30冠/2反02鹿327可编昏程控唤制器恰的发削展趋诊势在系费统构增成规边模上向大嚷、小蔑两个走方向弓发展；功能件不断颠增强封，各冻种应景用模巴块不丝式断推杨出好；产品弯更加规范屠化、呈标准恐化揪。6/恶30恶/2君02炮328第六搅节茂P役LC芳的几遍种编莫程语在言不采条用微担机的初编程晕语言狂，采橡用梯谦形图润语言阵、指崭令助青记符洲语言拨、控梅制系泪统流锯程图鼻语言搜、布身尔代房诚数语胸言等垒。其其中梯形锁图、李指令德助记闯符语犁言最糟为常摔用。PL高C的此设计激和生头产至粥今尚俱无国垮际统欧一标皮准，不同暂厂家屑所用弓语言套和符裂号也歉不尽覆相同境。但它针们的戏梯形影图语疑言的代基本两结构寨和功重能是大同粮小异的。6/建30谱/2