PLC基本知识及CA6140车床的PLC改造课件.ppt
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1、子情境四,PLC,基本知识及,CA6140,车床的,PLC,改造,?,任务一,PLC,的定义、组成及工作原理,?,任务二,电气控制线路分析,?,任务三,CA6140,车床控制线路的,PLC,改造,PLC,的定义,国际电工委员会(,IEC,)于,1982,年,11,月,1985,年,1,月对可编程序控制器作了如下的定义,:“可编,程序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命,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
2、应按易于与工业控制系统联,成一个整体,易于扩充功能的原则而设计”。,PLC,的定义,PLC,是一种数字运算操作的,电子系统,专为工业环境下应,用而设计的工业控制装置。,PLC,的产生与发展,PLC,的应用领域,PLC,与其他工业控制系统的比较,PLC,与继电接触器控制系统的比较,PLC,与计算机控制系统的比较,PLC,的特点,请,同,学,们,结,合,右,边,的,主,题,写,一,篇,关,于,PLC,在,某,个,领,域,应,用,的,综,述,PLC,的基本组成,PLC,主要由,CPU,模块、输入,/,输出模块、电,源模块和外部设备组成,编程器或其他编程设备,S,B,SQ,S,A,HL,YV,K,M,
3、微处理器,存储器,输,入,单,元,输,出,单,元,电源,整体式,组合式,PLC,的基本分类,小型机常采用整体式,中、大型机常采用组合式,认知,PLC,的硬件组成,输,出,设,备,输,入,设,备,I/O,扩展,单元,特殊功,能单元,主机,输,出,单,元,输,入,单,元,电,源,外,设,接,口,I,/O,扩,展,口,存,储,器,系统程序,存储器,C P U,用户程序,存储器,盒式磁带机,打印机,EPROM,写入器,上位计算机,PLC,编程器,可编程终端,PT,整体式,PLC,的基本组成框图,组合式,PLC,的基本组成框图,系,统,总,线,通信单元,控,制,系,统,现,场,过,程,CPU,单元,输出
4、单元,编程器,PLC,或,上位计算机,智能,I/O,单元,输入单元,PLC,与外部设备联系的桥梁,开关量输入单元,开关量输出单元,直流输入单元,交流输入单元,晶体管输出单元,晶闸管输出单元,继电器输出单元,I/O,单元,输入、输出接口:,采用光电隔离,实现了,PLC,的内部电路与外部电路,的电气隔离,减小了电磁干扰。,输出接口作用:,将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号,,以便控制接触器线圈等电器通断电;另外输出电路也使计算机与外部,强电隔离。,输出三种形式:,继电器,-,低速大功率,可控硅,-,高速大功率,晶体管,-,高速小功率,输入接口作用:,将按钮、行程开关或传感器等产生
5、的信号,转换成数字信号送,入主机。,(,1,)输入接口电路:,采用光电耦合器,防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,+,PLC,I,n,+,24V,3.3k,470,内,内,内,内,?,1000PF,?,发光二极管,直流输入电路,M,+5V,LED,S,R3,R1,A,R2,C,T,内,部,电,路,滤波,光电耦合,外部开关,输入点的状,态显示,输入点,公共端,交流输入电路,LED,+5V,A,R2,M,S,C,R1,内,部,电,路,R3,滤波,光电耦合,输入点的状,态显示,外部开关,输入点,继电器输出,(,2,)输出接口电路:,以,继电器形式为例,:,PLC,内,
6、部,电,路,内,部,电,路,K,+,交流电源或直流,电源,Q,L+,-,晶体管输出电路,T2,LED,D,FU,+5V,内,部,电,路,T1,R1,R2,R3,负载,光电耦合,输出点的状,态显示,公共端,输出点,晶闸管输出电路,LED,R2,C,T,FU,内,部,电,路,R1,负载,光电耦合,输出点的状,态显示,公共端,输出点,继电器输出电路,LED,K,R,内,部,电,路,负载,输出点的状,态显示,继电器,机械,触点,公共端,输出点,PLC,由开关式稳压电源为内部电路供电,抗干扰性能好,有的,PLC,能向外部提供,24V,的直流电源,可作为输入单元连接的外部设备的电源,开关电源,输入电压范围
7、宽,体积小,重量轻,效率高,电源单元,电源单元,?,把外部供应的电源变换成系统内部各单,元所需的电源。,?,有的电源单元还向外提供,24v,隔离直流电,源,可供开关量输入单元连接的现场无,源开关等使用。,PLC,的供电,各种接口、高功能模块:,便于扩展,小型机:,一体机。有接口可扩展。,状态显示,通信口,顶部端子盖,电源及输出端子,前盖 方式开关、,电位器、扩展I/O连接,底部端子盖,输入端子、传感器电源,存储器卡,Power,in a Small Package!,电源模块,CPU,模块,IO,模块,底,板,中、大型机:,模块式。可根据需要在主板上随意组合,。,PLC,的外部设备主要有:,?
8、,编程设备,?,触摸屏,?,操作面板,?,文本显示器,?,打印机,等,外部设备,编程设备,PC,FP PROGRAMMER,(HELP),CLR,WRT,FN/P,FL,STK,IX/IY,NOT,DT/Ld,READ,?,OT,L,?,WL,OR,R,?,WR,AN,Y,?,WY,ST,X,?,WX,SRC,?,(-),OP,(BIN),K/H,SC,CT,C,?,EV,TM,T,?,SV,ACLR,ENT,B,A,F,E,D,C,9,8,3,2,1,0,7,6,5,4,(DELT),CLR,编程器是对,PLC,进行操作的工具,专,用,编,程,器,在装有专用编程软件的计算机上编程,简易编程器
9、,直插式、便携式,计算机辅助编程,图形编程器,编程工具,PLC,的软件系统,系统程序,系统程序,是由,PLC,的制造者采用汇编语言编写,的,固化于,ROM,型系统程序存储器中,用于控,制,PLC,本身的运行,用户不能更改。,系统程序分为:,1.,系统管理程序,2.,用户指令解释程序,3.,标准程序模块和系统调用程序,PLC,的软件系统,用户程序,用户程序,又称为应用程序,是用户为完成某一控制任,务而利用,PLC,的编程语言编制的程序。用户程序是线,性地存储在系统程序制定的存储区内。,1,用户环境,用户环境是由系统程序生成的,它包括,用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用,户参数、文件存储
10、区等。,2,用户程序结构,用户程序结构大致可以分为三种:,(,1,)线性程序(,2,)分块程序(,3,)结构化程序,3,用户程序语言,PLC,的编程语言有多种,其中梯形图、,语句表、功能块图是三种基本语言。,PLC,的工作过程,?,PLC,的循环扫描工作过程,PLC,的循环扫描工作过程,扫描工作分为,5,个阶段,公,共,处,理,阶,段,程,序,执,行,阶,段,扫描周期计算阶段,I/O,刷,新,阶,段,外设端口处理,阶段,PLC,的循环扫描工作过程,?,PLC,最主要的工作方式是循环扫描(周期扫,描),扫描工作一般分为:读输入、执行程,序、处理通信请求、自诊断检查和写输出,等过程,,CPU,反复
11、不停地分阶段处理上述各,种不同的任务,这种周而复始的循环工作,方式称为循环扫描。,?,执行用户程序只是扫描周期的一个组成部,分,用户程序不运行时,,PLC,也在扫描,只,不过在一个周期中去除了执行用户程序和,读输入、写输出的内容。,PLC,在运行工作,状态,执行如上所述的一次扫描操作所需,的时间称为扫描周期,其典型值为,1,100ms,。扫描周期与用户程序的长短、指令,的种类和,CPU,的运算速度有很大的关系。用,户程序较长时,指令执行的时间在扫描周,期中占相当大的比例。,设置各异常继电器,异常:,(ERR/ALM)LED,灯亮,警告:,(ERR/ALM)LED,闪烁,异常或警告?,无,有,异
12、常,检查结果正常?,扫描周期监视,时间预置,执行用户程序,程序结束?,(,END,命令?,),No,Yes,扫描周期固定值,设定检查,有固定值设置?,等待设定扫描周期到,计算扫描周期,I/O,刷,新,正常,异常,警告,接通电源,初始化,I/O,外设端口,服务,初始化,I/O,、内部辅助、特殊辅助、,辅助记忆继电器区域清零,定时器预置,识别扩展单元,公,共,处,理,执,行,用,户,程,序,扫,描,周,期,计,算,处,理,刷,新,硬件、用户程序内存,检,查,外设端口服务,接通电源,初始化,硬件检查,正常?,异常报警,异常处理,扫描周期监视,执行用户程序,程序结束?,扫描周期检查,有固定设置?,等待
13、,扫描周期计算,I/O,刷新,外设端口服务,异常,公,共,处,理,执,行,用,户,程,序,扫,描,周,期,计,算,刷,新,端,口,服,务,(1)PLC,扫描工作各环节的功能,PLC,上电后,首先检查硬件是否正常。,按自上而下的顺序,逐条读用户程序并执行。,对输入的数据进行处理,,将结果存入元件映象寄存器。,计算扫描周期。,若正常,则进行下一步;若不正常,则报警并作处理。,母线,I/O,刷新阶段。,外设端口服务。,读输入点的状态并写入输入映像寄存器。,将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。,访问外设端口连接的外部设备。,读,读,读,写,写,执行用户程序,刷新,刷新,I/O,I/
14、O,(2)PLC,执行用户程序的过程,(3)PLC,控制的原理,等效电路图,SB,1,SB,2,ST,公共端,公共端,输入部分,输出端子,输入端子,用户程序,输出部分,主电路,KM,FU,FR,M,3,Q,KM,PLC,SB,1,SB,2,KM,ST,I0.0,I0.1,I0.2,Q0.0,1L,L+,KM,线圈通电,SB,1,闭合,I0.0,闭合,接点闭合,KM,FU,FR,M,3,Q,KM,通电,触点闭合,电动机转,触点闭合,SB,2,ST,SB,1,KM,PLC,SB,2,ST,I0.0,I0.1,I0.2,Q0.0,1L,1M,KM,线圈断电,I0.1,断开,接点断开,KM,FU,FR
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