《可编程序控制器》课件

可编程序控制器概述可编程序控制器Programmable LogicController,PLC是一种用于工业自动化的数字计算机,通过编程来控制各种机器和工艺作为工厂自动化的核心部件,PLC广泛应用于生产车间、工业过程控制等领域可编程序控制器的发展历程年19681第一台可编程序控制器问世,标志着自动化时代的开启年代19702可编程序控制器快速发展,广泛应用于工业生产中年代19803可编程序控制器越来越智能化,支持更复杂的编程语言世纪214物联网和工业

4.0时代到来,可编程序控制器迈向更智能化和网络化可编程序控制器的基本组成中央处理单元输入输出模块存储器编程设备CPU负责程序执行和数据处理的核连接各种传感器和执行机构,实用于存储控制程序、中间数据用于编写、下载和调试可编程心部件,执行控制逻辑、进行算现与外部设备的数据交换和参数等,确保可编程序控制器序控制器的程序,如编程终端和术运算和数据管理的工作个人电脑中央处理单元CPU核心控制单元强大的计算能力12负责执行程序指令、控制数据通过高性能的中央处理单元,可流向和时间序列是整个PLC以快速完成复杂的逻辑运算和系统的大脑和决策中枢数据处理灵活的编程方式稳定的运行机制34CPU支持梯形图、指令表、功独特的扫描循环机制确保CPU能块等多种编程语言,满足不同能可靠地持续控制整个系统运应用需求行输入输出模块功能概述输入模块输出模块接线技术输入输出模块是可编程序控制输入模块采集来自开关量、模输出模块将CPU的输出信号转正确的输入输出模块接线是确器的重要组成部分,负责将现拟量等现场设备的信号,并将换成电压、电流等形式的控制保可编程序控制器可靠运行的场设备的输入信号传递给其转换成CPU可识别的数字信信号,以驱动执行机构如电机关键需要遵循接线规范,并CPU,并将CPU运算的输出信号常见的输入模块包括数字、阀门等常见的输出模块包采取必要的抗干扰措施号传递给执行机构量输入、模拟量输入等括数字量输出、模拟量输出等存储器程序存储器数据存储器用于存储和运行PLC的控制程序,存储PLC输入输出信号、中间结保证程序能够高效、持续地执行果等各类数据,确保数据读写的高速性参数存储器存储PLC配置参数和用户设置,以便在断电后恢复系统状态编程设备编程设备编程终端手持编程器用于编写、保存和传输可编程控制器程序的编程终端是可编程控制器编程的常用设备,手持编程器是一种轻便易携的编程设备,具专用设备通常包括编程终端、手持编程器提供键盘、显示屏等功能,能快速高效地编有键盘、显示屏等功能,可用于现场编程和或工业电脑等辑和下载程序故障诊断可编程序控制器的工作原理扫描输入PLC会定期扫描各输入点的状态,并将数据保存在存储器中执行程序PLC依照预先编写好的用户程序,对数据进行逻辑判断和运算处理更新输出PLC根据运算结果,向各输出设备发送控制信号,执行具体的动作扫描循环机制扫描输入1PLC定期扫描输入设备,获取当前输入信号状态执行程序2根据输入信号状态执行存储的用户程序更新输出3将执行结果更新到输出设备,完成一个扫描循环可编程控制器PLC通过扫描循环机制不断读取输入信号状态、执行存储的用户程序、更新输出设备状态,以此来实现对工艺过程的实时监控和控制这种周期性的扫描循环机制确保了PLC能够快速响应现场变化并作出适当反应程序执行过程扫描输入1读取输入信号状态执行程序2按照编程逻辑执行指令更新输出3根据执行结果更新输出信号可编程序控制器的程序执行过程主要包括三个步骤:首先扫描并读取所有输入信号的状态,然后根据编程逻辑顺序执行指令,最后更新控制对象的输出信号这个循环重复执行,使得PLC能够实时监控和控制生产过程输入输出系统输入模块输出模块通信接口负责采集来自现场的各种类型信号,如开关根据PLC内部逻辑程序的运算结果,将控制提供与上位控制系统、HMI人机界面以及其量、模拟量、脉冲量等,并将其转换为可由信号输出到执行机构,如电机、电磁阀、指他设备之间的通信功能,实现数据交互和远PLC内部逻辑程序处理的数字信号示灯等程监控常用指令和编程语言梯形图编程功能块编程使用直观的梯形图语言对PLC程基于函数块的编程方式提供了更序进行可视化编程,符合电气控制强的模块化和复用性,有助于构建人员的思维习惯可靠和复杂的控制系统指令表编程结构化文本编程以指令列表的形式编写PLC程序,采用高级语言风格的编程方式,可程序结构清晰,适合编写简单的控实现更加复杂的算法和逻辑控制,制逻辑提高了程序的可读性梯形图编程简单明了的视觉化编程逻辑型指令的组合广泛应用于工业领域123梯形图采用了类似电路图的直观表示通过串联或并联不同的指令,可以构梯形图编程广泛应用于工厂自动化、方式,让编程变得更加直观易懂每建出复杂的逻辑控制程序,实现各种机械设备控制等工业领域,是可编程个指令都以图形元素的形式展现自动化控制功能序控制器最常用的编程方式之一功能块编程直观易用模块化设计丰富功能采用预定义的功能块实现编程,具有更简单将复杂的控制逻辑分解为独立的功能模块,大型PLC厂商提供了各种类型的功能块库,、直观的编程方式,可快速完成PLC程序的提高了程序的模块性和可重用性包括逻辑运算、定时器、计数器等,满足各开发种控制需求指令表编程简单灵活高效实用功能强大辅助工具指令表编程使用简单明了的指指令表编程能够快速编写出简指令表包含丰富的指令集,涵现代PLC编程软件提供可视化令命令来编写PLC程序,操作洁高效的代码,程序结构清晰,盖逻辑运算、数据处理、定时的指令表编程界面,配合强大直观,易于上手每个指令都便于维护广泛应用于工业自控制等众多功能,可以满足复的调试功能,大大提高了编程有独特的功能,可以灵活组合动化领域,是可编程序控制器杂的工业控制需求针对不同效率和可靠性实现不同的控制逻辑编程的基础和主流方式之一的控制任务,可以灵活组合使用指令结构化文本编程直观高效结构化文本通过语句结构和关键词实现更加直观、清晰的程序编写逻辑性强结构化文本具有较强的逻辑性和可读性,有利于程序设计和维护丰富指令结构化文本提供了丰富的编程指令,能够满足复杂的控制逻辑需求可编程序控制器的分类微型小型PLC PLC体积小、性能相对较弱,但足以应对简单的控制需求,常用于小型设备性能介于微型和中型之间,可满足较复杂的控制需求,应用于中小型生和家电产线和设备中型大型PLC PLC性能较强,可处理更复杂的控制任务,广泛应用于中大型工业生产线和功能强大,可处理大规模复杂系统,适用于大型工厂和集中控制系统设备微型可编程序控制器体积小巧功能强大12微型PLC的外壳尺寸紧凑,可轻虽然体积小,但通过丰富的指令松安装于狭小空间中集和功能模块实现复杂的控制逻辑主要应用经济实惠34常见用于设备自动化、工艺控价格相对便宜,是小型系统和初制、小型PLC系统等领域学者的不错选择小型可编程序控制器体积小巧功能灵活运行可靠编程便捷小型PLC体积紧凑,容易安装小型PLC拥有多种现场总线接小型PLC采用高度集成的硬件小型PLC配备专用编程软件,在狭小的空间中,适合中小型口,可灵活连接各类工业设备,设计,运行稳定可靠,适用于恶编程界面简单,操作方便,降低工业应用场景满足不同应用需求劣工况环境了使用门槛中型可编程序控制器性能强大编程灵活广泛应用中型PLC具有更强大的处理能力和更多的输提供多种编程语言,如梯形图、指令表、功中型PLC广泛应用于工厂自动化、楼宇自控入输出端口,能够处理更复杂的控制任务能块等,用户可根据需求灵活选择等领域,满足中大型设备的控制需求大型可编程序控制器强大的处理能力广泛的应用领域强大的通信功能专业的编程工具大型可编程序控制器拥有强大大型PLC广泛应用于工厂自动大型PLC提供各种通信接口,可配套的编程软件提供了强大的的CPU和更大的内存空间,可以化、电力系统、石化工业、造与HMI、SCADA系统以及上位编程功能,支持梯形图、功能块处理复杂的工业控制系统,支持船等领域,是大型工业设备的首机进行数据交换,实现集中监控等多种编程语言,满足复杂应用大规模的输入输出设备选控制方案和远程控制场景的需求可编程序控制器的选型工况因素分析1了解可编程序控制器将应用的环境条件,如温度、湿度、震动等,选择合适的硬件规格功能需求评估2明确可编程序控制器需要实现的控制和监测任务,选择具备相应功能的CPU和I/O模块可扩展性需求3考虑未来可能的系统扩展需求,选择具有足够扩展性的可编程序控制器应用场景分析工业制造楼宇自动化交通管控能源管理可编程序控制器广泛应用于工可用于建筑物的照明、空调、可广泛应用于交通信号灯、隧可用于发电厂、输配电网、燃业生产的自动化控制,如机器安全等系统的集中监控和管理道照明、道路监控等,确保交气供给等系统的监控和调节,设备、生产线、装配线等,提,实现智能化和节能控制通安全有序流畅提高能源利用效率高生产效率和产品质量工况因素考虑环境条件工业应用考虑温度、湿度、腐蚀性等自然环境针对不同的工业领域,选择具有相应功因素,选择适合的可编程序控制器能、性能和接口的可编程序控制器安全要求电源供应根据现场工艺流程的安全性需求,选择考虑现场电源系统的电压、功率要求,具有相应安全认证的可编程序控制器选择合适的可编程序控制器电源接口功能需求分析控制逻辑复杂性输入输出点数12评估所需的控制逻辑是否简单根据设备规模和自动化程度,预明了还是异常复杂,以确定合适估所需的输入输出点数,为PLC的PLC型号选型提供依据通讯协议实时性要求34确定设备之间采用的通讯协议评估控制系统对实时性的需求类型,以选用支持相关协议的程度,选用具有快速响应速度的PLC PLC型号可扩展性需求模块化设计接口丰富I/O采用模块化设计,便于未来根据需提供足够的模拟量、数字量输入求进行扩展和升级输出接口,满足各种应用场景通讯协议支持存储空间足够支持多种工业通讯协议,便于与其拥有充足的存储空间以适应日益他设备进行联网复杂的控制程序可编程序控制器的编程编程软件使用专门的PLC编程软件,如Siemens的TIA Portal或AB的RSLogix,进行可编程控制器的编程开发程序设计根据控制要求,采用梯形图、功能块、指令表等语言编写PLC控制程序程序下载通过编程设备将编写好的控制程序下载到可编程控制器的CPU中,使其能正常运行程序调试在实际现场调试中,对程序进行分析和修正,确保可编程控制器能正常、可靠地工作编程软件集成开发环境功能库管理虚拟模拟在线监控可编程控制器程序编辑、编译可以调用各种常用功能模块,提可在软件中对程序进行仿真运可实时监视和调试控制器运行和下载等功能集成在一个软件高编程效率和可靠性行,发现并修正程序错误状态,提高调试效率包中程序设计与调试PLC程序编写1根据工艺流程和功能需求,使用编程软件编写PLC程序程序下载2将编写好的程序下载到PLC控制器中程序测试3对PLC控制系统进行仿真测试,检查程序执行是否正确故障诊断4分析和排除程序在实际运行中可能出现的各种故障PLC程序设计与调试是确保PLC控制系统稳定高效运行的关键步骤通过编写合理的程序、下载到PLC控制器、进行仿真测试,并对可能出现的故障进行诊断和排除,确保PLC控制系统能够满足工艺要求,实现自动化控制目标常见故障诊断与排除输入输出故障程序执行错误/检查输入输出信号是否正常,确保逐步排查程序中的逻辑错误,确保与外围设备的连接正确无误指令序列和数据处理正确机械故障通讯问题检查接线、继电器、执行机构等检查通讯电缆和接口是否正常,确硬件部件是否存在机械故障保通讯链路畅通无阻可编程序控制器的应用案例可编程序控制器广泛应用于工业自动化领域,如机械加工、化工生产、建筑控制等以一家汽车零部件工厂为例,可编程序控制器精确控制着生产线设备的启停、温度、压力等参数,确保产品质量和生产效率此外,可编程序控制器还可应用于电梯、智能交通信号灯、楼宇智能控制等场景,发挥其稳定、可靠、易编程的优势,提高自动化水平,降低人工成本总结可编程序控制器PLC是工业自动化的核心设备,广泛应用于各种制造和生产过程中通过本课程的学习,我们全面了解了PLC的发展历程、基本组成、工作原理以及常用编程语言同时也分析了PLC的分类、选型要点和典型应用案例相信大家已经对PLC有了深入的认识,为今后的工作和学习奠定了良好的基础。