可编程控制器原理及应用_复习要点

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可编程控制器原理及应用

中南大学能源科学与工程学 院 邓胜祥 教授

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介绍教材以小型可编程控制器S7-200系列 PLC为例，介绍可编程控制器的基本结构， 以及工作原理，要求掌握常用指令的格式 和应用方法，熟练画出可编程控制器外部 电路接线图，掌握可编程控制器应用的基 本设计思想和设计方法。

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可编程控制器原理及应用 第1章 概论 第2章 可编程控制器构成原理 第3章

S7-200可编程控制器 第4章 SIMATIC S7-200编程软件 第5章 S7-200 PLC基本指令 5.2 算术、逻辑运算指令

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第1章 概论本章叙述可编程控制器产生、定义及特点，分类和 发展方向

1.1 可编程控制器的产生及定义1、PLC的产生及定义 1968年由美国通用汽车公司(GE)提出，1969年有美国数字设备公司 ( DEC ) 研 制 成 功 ， 有 逻 辑 运 算 、 定 时 、 计 算 功 能 称 为 PLC (programmable logic controller)。 80年代，由于计算机技术的发展，PLC采用通用微处理器为核心，功 能扩展到各种算术运算，PLC运算过程控制并可与上位机通讯、实现远程 控制。被称为PC(programmable controller)即可编程控制器。 2、PLC的产生及定义 国际电工委员会(IEC)1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下： “可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算 操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储 和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作， 并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个 整体、易于扩展其功能的原则设计”。

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1.3 可编程控制器的工作特点

1、使用于工业环境，抗干扰能力强。 2、可靠性高。无故障工作时间(平均)数十万小时并可 构成多机冗余系统。 3、控制能力极强。算术、逻辑运算、定时、计数、PID 运算、过程控制、通讯等。 4、使用、编程方便。(LAD)梯形图、语句表(STL)、 功能图(FBD)、控制系统流程图等编程语言通俗易懂， 使用方便。 5、组成灵活。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机 箱构成PLC控制系统。中大型PLC采用分体模块式结构， 设有各种专用功能模块(开关量、模拟量输入输出模块， 位控模块，伺服、步进驱动模块等)供选用和组合，由 各种模块组成大小和要求不同的控制系统。 所以可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。

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1.4 可编程控制器的分类和发展 1、 分类

按I/O点数可分为大、中、小型三大类，通常可以定义为：

小型：I/O点数在256点以下； 中型：I/O点数在256~1024点之间； 大型：I/O点数在1024点以上。 2、应用 可编程控制器在多品种、小批量、高质量的产品生产中得到广泛的应用，PLC控制 已成为工业控制的重要手段之一，与CAD/CAM,机器人技术一起成为实现现代自动化 生产的三大支柱。 通常可以认为，只要有控制要求的地方，都可以用到可编程控制器。 3、发展方向 发展方向分小型化和大型化两个发展趋势。小型PLC有两个发展方向，即小(微) 型化和专业化。大型化指的是大中型PLC向着大容量、智能化和网络化发展，使之能 与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。

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第2章 可编程控制器构成原理

可编程控制器硬件系统：可编程控制器系统由输入部分、运算控制部 分和输出部分组成。 输入部分：将被控对象各种开关信息和操作台上的操作命令转换成可 编程控制器的标准输入信号，然后送到PLC的输入端点。 运算控制部分(CPU):由可编程控制器内部CPU按照用户程序的设定，完 成对输入信息的处理，并可以实现算术、逻辑运算等操作功能。 输出部分：由PLC输出接口及外围现场设备构成。CPU的运算结果通过PLC 的输出电路，提供给被控制装置。

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2.1 可编程控制器的基本组成

可编程控制器主机的硬件电路：

由CPU,存储器，基本I/O接口电路，外设接 口，电源等五大部分组成。

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2.1 可编程控制器的基本组成

基本I/O接口电路 可编程控制器输入电路原理图

PLC内部输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。 输入接点分为干接点式，直流输入式和交流输入式三大类。

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2.1 可编程控制器的基本组成

可编程控制器输出电路原理图 PLC输出电路用来驱动被控负载(电磁铁、继电、接触器线圈等)。 PLC输出电路结构形式分为继电器式，双极型和晶闸管式等三种。

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2.2 可编程控制器的工作原理

可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序，实现 控制任务。 PLC采用循环顺序扫描方式工作，CPU在每个扫描周期的开始扫描 输入模块的信号状态，并将其状态送入到输入映像寄存器区域；然后根据 用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将处理结果送到输出映像寄 存器区域，在每个扫描周期结束时，送入输出模块。

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第3章 S7-200可编程控制器

S7系列PLC分为S7-400、S7-300和S7-200等大、中、 小(微)三个子系列。 本章以 …… 此处隐藏：760字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……