电气控制与PLC应用技术教案 认识可编程控制器.docVIP

项目二、认识可编程序控制器 一、教学目的 1掌握可编程控制器的基本知识2、熟悉的结构、特点及编程基础S7-200编程软件及PLC系统的技术文件编写方法。 二、教学内容 任务一了解可编程序控制器 任务二认识S7-200系列PLC 任务三S7-200系列PLC的 任务S7-200编程软件使用三、重点难点 重点：的结构及难点：的四、教学方法 多媒体以及实训相结合的教学方法。 可编程控制器即Programmable Logic Controller，简称PLCPLC的应用 1、电机单向起停的继电-接触控制系统 图2-1-1继电接触控制电气原理图 2、PLC梯形图 图2-1-2转换成PLC梯形图的形状 3、PLC硬件接线原理图 图2-1-3 PLC硬件接线图 4、PLC接线示意图 图2-1-4 PLC硬件接线示意图 通过上述案例我们可以看出，PLC在继电接触控制系统中用来替代控制柜的主要功能。由此，继电接触控制的 “硬逻辑”将有PLC的软件来实现（“软逻辑”）。 三、相关知识 1、PLC的相关常识 1）PLC的产生 美国通用汽车公司(GM公司) 1968年提出了研制新型控制装置的十项指标，其主要内容如下： (1) 编程简单，可在现场修改和调试程序；(2) 价格便宜，性价比高于继电器控制系统；(3) 可靠性高于继电器控制系统；(4) 体积小于有继电器控制柜的体积，能耗少；(5) 能与计算机系统数据通信；(6) 输入量是交流115 V电压信号（美国电网电压是110V）；(7) 输出量是交流115 V电压信号、输出电流在2 A以上，能直接驱动电磁阀等；(8) 具有灵活的扩展能力；(9) 硬件维护方便，采用插入式模块结构；(10) 用户存储器容量至少在4 KB以上 1969年，美国数字设备公司DEC公司）首先研制成功第一台可编程控制器 PDP－14。接着，美国 MODICON公司也开发出可编程控制器084。 1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器 DSC－8；1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器；我国从1974年也开始研制可编程控制器，1977 年开始工业应用。 1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)，常将可编程序控制器简称为PLC。 发展 (1).产品规模向大、小两个方向发展 (2). PLC 向过程控制渗透与发展 ().PLC 加强了通信功能 ().新器件和模块不断推出 ().编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 ().发展容错技术 图2-1-4大型PLC应用示意图 3）PLC应用 PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等各行各业。 其主要功能有： 开关逻辑和顺序控制 模拟控制 （A/D和D/A控制） 定时/计数控制 步进控制 运动控制 数据处理 通信联网 相同点 不同点 1）符号基本类似 2）结构形式基本相同 3）输入、输出逻辑关系基本一致 1）组成器件不同 2）触点情况不同 3）工作电流不同 4）接线方式不同 5）工作方式不同 PLC的系统程序有三种类型： 系统管理程序 用户程序编辑和指令解释程序 标准子程序与调用管理程序 用户程序 梯形图 语句表 逻辑符号图 功能表图 高级语言 按其点数和功能分为： 超小型机：I/O点数为64点以内，内存容量为256～1000字节 小型机：I/O点数为64～256，内存容量为1～3.6K字节，如S7-200 中型机：I/O点数为256～1024，内存容量为3.6～13K字节，如S7-300 大型机：I/O点数为1024以上，内存容量为13K字节以上，如S7-400 按其结构分为：整体式模块式 图2-1S7-200整体式PLC的外形图 图2 模块式PLC的外形图 可编程序控制器的特点 可靠性高，抗干扰能力强 通用性强，使用方便 采用模块化结构，使系统组合灵活方便 编程语言简单、易学，便于掌握 系统设计周期短 对生产工艺改变适应性强 安装简单、调试方便、维护工作量小 2、可编程序控制器的硬件 PLC的硬件电路主要包括以下几个部分中央处理器（CPU）存储器输入输出接口电源外部设备中央处理器（CPU） CPU模块中的存储器 存储器分类与特点：RAM、ROM、EPROM、EEPROM I/O接口电路 它是CPU与I/O设备之间的联接部件。I/O接口电路一般采用光电耦合电路，减少电磁干扰，提高PLC可靠性。 输入接口接受输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。 （a） （b） （c） 图2 PLC输入接口电路 （5）输出电路 输出接口将主机处理