项目1PLC应用的条件准备.ppt

项目1PLC应用的条件准备,PLC应用的条件准备,任务要求,了解PLC的硬件结构，进行PLC与计算机的连接，完成PLC的硬件和软件安装、学会PLC的输入、输出电路形式和PLC外围接线。,任务分析,任务分析,1969年，由美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC(PDP-14)，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，故称为可编程序逻辑控制器，简称PLC(Programmable Logic Controller)。,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，真正成为一种工业控制计算机，故称为可编程序控制器，简称PC(Programmable Controller)。,PLC的产生,60年代,70年代,PLC的定义,PLC的基本结构,PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成，如图1-2所示。,图1-2 PLC控制系统示意图,PLC硬件结构与工作原理,1、PLC的硬件结构按结构分为整体式(小型，如西门子S7-200)和模块式(中大型，如西门子S7-300/400)两种。其外形结构如图1-3和图1-4所示。,图1-3 整体式PLC,图1-4 模块式PLC,PLC硬件结构与工作原理,2、I/O模块输入模块：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，如图1-5所示。,图1-5 输入电路,PLC硬件结构与工作原理,2、I/O模块输出模块：采用光电耦合电路，将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。一般的小型PLC输出方式有继电器输出和晶体管输出两种，其电路如图1-6和图1-7所示。,图1-6 继电器输出电路,图1-7 晶体管输出电路,PLC硬件结构与工作原理,3、CPU模块 CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。CPU模块，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来会储存程序和数据。提示：西门子提供DC24V和AC85V220V两种电源供电的CPU，每个类型都有各自的订货号，可以单独订货。在S7-200系统中，L1/N为交流电源端子，L+/M为直流电流端子，没有标记的都是空端子，不需要接线(如图1-8所示)。,图1-8 CPU供电,PLC硬件结构与工作原理,4、编程装置CPU模块主要由PLC编程装置有手持编程器和计算机。传统的手持编程器(如图1-9所示)现已停产，目前广泛使用计算机连接PLC进行编程(如图1-18所示)。,图1-9 传统的手持编程器1通信接口；2显示屏；3功能按键,图1-18 计算机与PLC的连接,PLC硬件结构与工作原理,5、PLC的工作原理(1)传统的继电器控制方式：如图1-10所示为单台电动机的起保停控制线路。,图1-10 三相异步电动机起保停控制线路,图1-11 输入和输出的控制,(2)PLC的控制方式(如图1-11所示)。,PLC硬件结构与工作原理,5、PLC的工作原理(3)PLC的工作过程：PLC的基本工作方式为循环扫描工作方式，其主要工作过程如图1-12所示。结合起保停控制要求，PLC的工作过程分析如图1-13所示。,图1-12 循环扫描工作方式,图1-13 PLC外部接线图与梯形图,(一)任务准备,(二)操作步骤,任务实施,PLC实验装置(例如：浙江天煌教仪，THSMS-C型网络型可编程控制器高级实验装置)，计算机，PLC编程软件安装光盘，PLC编程电缆，常用的低压电器，三相异步电动机等。,1PLC实物的外部结构演示 2PLC安装3计算机与PLC的连接 4PLC编程软件的安装5PLC的外围接线 6外部信号的检测,PLC实物的外部结构演示,PLC外部结构如图1-14所示,图1-14 PLC的外部结构,图1-15 S7-200 CPU 224XP,S7-200 CPU 224XP的实物外形、各部分的位置及功能如图1-15所示,(1)水平导轨安装，如果需要，导轨可扩展一条，之间用专用扩充电缆相连。,(2)同一导轨上各模块之间，采用专用连接电缆相连，实现电源取用和信号传输。,(3)如安装在控制柜中，面板与安装底板间的距离不小于75mm。,(4)接线端子采用可拆卸的结构，外部引线采用螺钉压接方式。特点：可拆卸的插座接线端子，不需断开端子板上的外部接线，迅速、可靠的更换模块，防止误接线。,PLC安装,(1)安装方法,1、打开STEP 7-Micro/WIN安装包，双击安装文件Setup.exe，进行安装，如图1-19所示。,PLC编程软件的安装,2、单击Next按钮，选择安装目录，继续安装，如图1-20所示。,3、单击Next按钮，安装完成后出现如图1-21所示界面，单击Finish按钮，重新起动计算机，完成安装。,图1-19 西门子STEP 7-Micro/WIN V4.0软件的安装(一),图1-20 西门子STEP 7-Micro/WIN V4.0软件的安装(二),图1-21 西门子STEP 7-Micro/WIN V4.0软件的安装(三),(2)中文界面设置,PLC编程软件的安装,双击“安装光盘中的STEP.EXE”文件，进行安装。安装成功后，双击桌面上的STEP 7-MicroWIN V4.0图标，打开编程软件。设置为中文界面。执行菜单命令Tools|Options，单击出现的对话框左边的General图标，选择语言为Chinese。退出编程软件后，再次打开软件，界面已变为中文(如图1-22所示)。,图1-22 设置为中文界面,PLC的外围接线,注意,如图1-27和图1-28所示分别为DC/DC/DCT和AC/DC/RLY PLC外围接线图。,(三)PLC外围接线方法,根据工作电源、输入输出的种类不同，PLC一般分为AC/DC/RLY和DC/DC/DC两种类型。,(一)PLC的类型,1、PC/PPI通信电缆为RS232接口，USB/PPI通信电缆为USB接口，USB/RS232C通信电缆为USB转RS232接口。2、编程电缆与计算机连接的接口，其中，计算机为RS232C接口(COM接口)或USB接口，PLC是RS485接口。3、9针接口的插针功能分配见表1-1。其中，DB9F为DB 9孔(母)的D型接头(显示器输出、PLC的RS485)，DB9M为DB 9针(公)的D型接头(计算机RS232C)。,(二)PLC编程电缆与计算机,知识与能力拓展,图1-27 DC/DC/DC PLC外围接线图,图1-28 AC/DC/RLY PLC外围接线图,PLC应用的条件准备,任务要求,掌握STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件的基本操作、通信的建立、程序下载，利用符号表进行符号寻址，学会监控功能的使用。,任务分析,以单台电动机的正反转控制线路为例，详细介绍PLC编程软件的基本操作、通信的建立、程序下载、运行等基本操作。,单击桌面应用图标或选择“开始”菜单STEP 7-Micro/WIN V4.0命令，打开编程软件，其界面如图1-29所示。,编程软件的界面,图1-29 西门子STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件界面,1、使用PC/PPI电缆或USB/PPI电缆连接计算机与PLC，并运行STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件。,通信参数的设置与在线连接,2、双击指令树“设置PG/PC接口”，选择PC/PPI cable(PPI)，默认的站地址为2，波特率为9600bit/s，如图1-30所示。,3、双击指令树“通信”或执行“查看”|“组件”|“通信”命令，打开如图1-31所示的“通信”对话框，双击“双击刷新”，软件将自动搜索连接在网络上的PLC，并用图标显示搜索到的PLC。,4、执行PLC|“信息”命令，将显示PLC的CPU的型号和版本、错误信息等，如图1-32所示。,图1-30 设置PG/PC接口,图1-31 通信的连接,图1-32 PLC信息的读取,编程软件的使用,按所给参考程序(如图1-40所示)，练习程序的编写、符号表的使用、注释、编译、下载、运行、监控。,(二)正反转控制程序,按所给参考程序(如图1-39所示)，练习程序的编辑、符号表的使用、注释、编译、下载、运行、监控。,(一)起保停程序,任务实施,图1-39 起保停控制,图1-40 正反转控制,状态表监控与调试程序,单击指令树中的“状态表”，或执行“插入”|“状态表”命令。便捷方法：在程序编辑窗口中选定要监控的程序行，右击，在弹出的快捷菜单中选择“创建状态表”选项，可根据需要创建所选程序行包含的各存储区的状态表。,在状态监控情况下，单击“趋势图监控”按钮进入趋势图监控，即可显示所选项参数随时间的连续变化情况，如图1-41所示。,图1-41 工具条,单击指令树的“系统块”下的“断电数据保持”图标，选择从通电切换到断电时希望保存的内存区域。断电后的数据保存方式设置如图1-43所示。,(二)设置PLC断电后的数据保存方式,1)单击浏览条中的“系统块”按钮，如图1-42所示。2)选择“查看”|“组件”|“系统块”命令。3)单击指令树中的“系统块”图标。,(一)使用下列方法均可查看系统块，设置CPU选项,用系统块设置PLC的参数,图1-42 系统块,图1-43 设置断电数据保持,存储器卡插入CPU模块后，接通电源，只要存储器卡中有块，或者与S7-200中的块和强制值不同，则存储器卡中的所有块都会复制给S7-200。,(三)用存储卡(如图1-44所示)恢复用户程序和存储器中的数据,用系统块设置PLC的参数,图1-44 S7-200系列PLC存储器卡,单击指令树中的“系统块”下的“密码”图标，进行CPU密码的设置。,创建CPU密码,S7-200的授权级别见表1-2。,表1-2 S7-200的授权级别,忘记密码的处理,如果忘记PLC密码，您必须清除PLC存储区，重新载入程序。清除PLC存储区使PLC进入STOP(停止)模式，并将PLC复原为工厂设置的默认值，PLC地址、波特率和实时时钟除外。,清除PLC中程序的步骤：选择PLC|“清除”命令，弹击“清除”对话框。选择所有的复选框，并单击“确认”按钮。如果密码已被配置，STEP 7-Micro/WIN会显示一个“密码验证”对话框。若要清除密码，需在“密码验证”对话框中输入CLEARPLC(不区分大小写)，继续执行“全部清除”命令。“全部清除”操作不从存储卡中清除程序，因为存储卡存储密码和程序，必须重新对存储卡进行编程，才能清除丢失的密码。,Thank You!,