项目一电动机起停的PLC控制.docx

湖北三峡职业技术学院机电系 第1讲 可编程控制器概述 PLC可编程控制技术第一讲 可编程控制器概述教学课题：可编程控制器概述教学目的：1. 了解PLC可编程序控制器的定义和名称演变；2. 理解PLC可编程序控制器的特点及功能应用。教学重点：PLC可编程序控制器的特点教学难点：无教学方法：演示操作、图片展示、讲授教学时间：2课时教学过程及内容：导入观看用传统的继电器接触器控制装置实现的电机启停方式：方式一：按下启动按钮，电动机直接启动，按下停止按钮，电机停止工作。 方式二：按下启动按钮，电动机5秒后启动，按下停止按钮，电机停止工作。归纳继电器接触器控制装置的特点有：优点：简单易懂、使用方便、价格便宜缺点：可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）；通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）；功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等）观看用PLC可编程控制器实现的上述两种启停控制方式：观察结论：PLC可编程控制器的软程序代替硬接线，可高性高，通用性强一、可编程控制器的产生1PLC的诞生1968 年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司 (GM公司) 为了适应生产工艺不断更新的需要，提出要用一种新型的工业控制器取代继电器接触器控制装置，并要求把计算机控制的优点（功能完备，灵活性、通用性好）和继电器接触器控制的优点（简单易懂、使用方便、价格便宜）结合起来，设想将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程，且要求编程简单、使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术，具体从用户角度提出了十大条件：(1) 编程简单方便，可在现场依赖性程序；(2) 硬件维护方便，采用插件式结构；(3) 可靠性高于继电器接触器控制装置；(4) 体积小于继电器接触器控制装置；(5) 可将数据直接送入计算机；(6) 用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB；(7) 输入可直接用115V交流电；(8) 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；(9) 通用性强，扩展方便；(10) 成本上可与继电器接触器控制系统竞争。1969 年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，在美国通用汽车公司的自动装配线上试用成功，并取得满意的效果，可编程控制器自此诞生。 2PLC的定义及名称演变可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它是“专为在工业环境下应用而设计”的计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作，它还具有“数字量或模拟量的输入 / 输出控制”的能力。 早期产品名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编程逻辑控制器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接触控制系统。1980 年，美国电气制造商协会（ NEMA ）给他一个新的名称“ Programmable Controller ”，简称 PC 。 为了避免与个人计算机（ Personal Computer ）PC 这一简写名称术语混乱，仍沿用早期的PLC 表示可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具有逻辑功能。二、可编程控制器的分类1. 按输入/输出点数分(1) 小型机小型PLCI/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。(2) 中型机中型PLCI/O总点数在2562048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。(3) 大型机大型PLCI/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。2. 按结构形式分(1) 整体式(2) 模块式3. 按生产厂家分目前世界上PLC产品按地域分成三大流派：美国、欧洲和日本。日本和美国的PLC产品较相似。占PLC市场80%以上的生产公司是：德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的施耐德（SCHNEIDER）自动化公司、日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司。目前国内常用的主要是三菱FX系列小型机和西门子S7-300、S7-400中大型机等。三菱早期的F 系列、 F1 系列、 FX 系列、 A 系列等机型，欧姆龙机型，西门子的 S5 和 S7 系列等机型。三、PLC的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强这是选择控制装置的首要条件。可编程控制器生产厂家在硬件方面和软件方面上采取了一系列抗干扰措施。（无触点控制）硬件措施：屏蔽、滤波、隔离软件措施：故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟（死循环报警）、程序检验2. 使用灵活，通用性强产品均成系列化生产，多数采用模块式的硬件结构，用户可灵活选用。软接线逻辑使得PLC能简单轻松的实现各种不同的控制任务，且系统设计周期短。3. 编程方便，易于掌握 采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂；近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言 (SFC Sequential Function Chart) ，也称功能图，使编程更简单方便。 4. 接口简单，维护方便 可编程控制器可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。有完善的自诊断和监视功能。可编程控制器对于其内部工作状态，通信状态，异常状态和 I/O 点的状态均有显示。可以方便的查出故障原因，迅速作出处理。 5. 功能完善，性价比高 除基本的逻辑控制，定时计数，算术运算外，配合特殊功能模块可以实现点位控制， PID 运算，过程控制，数字控制等功能，还可与上位机通信、远程控制等。四、PLC的主要功能和应用可编程控制器自问世以来发展极为迅速。在工业控制方面正逐步取代传统的继电器控制系统，成为现代工业自动化生产的三大支柱之一。1. 顺序逻辑控制这是PLC 最基本、最广泛的应用领域，它正逐步取代传统的继电器顺序控制。2. 运动控制PLC 和计算机数控 (CNC) 设备集成在一起，可以完成机床的运动控制。3. 定时和计数控制定时和计数精度高，设置灵活，且高精度的时钟脉冲可用于准确的实时控制。4. 模拟量控制PLC 能完成数模转换或者模数转换，控制大量的物理参数，例如，温度、压力、速度和流量等。5. 数据处理能完成数据运算，逻辑运算、比较传送及转换等。6. 通信和联网PLC 之间、 PLC 和上级计算机之间有很强的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC 数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。应用领域： 五、PLC的发展趋势抵挡PLC：向小型、简易、廉价方向发展；中、高挡PLC：向大型、网络、高速、多功能方向发展。六、思考与作业： 1. 三菱公司的小型PLC主要有哪些产品？德国西门子PLC主要有哪些产品？2. PLC有哪些特点？3. 为什么说PLC是工业计算机？4. PLC有哪些功能和应用？6