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项目一 PLC 应用 基础

项目一 PLC 应用 基础. 南通航运职业技术学院. 模块 1 ： PLC 概述、三菱 PLC 及仿真软件. 工作任务 介绍 PLC 的定义、外部结构、分类、特点、应用领域及发展趋势，三菱 PLC 及仿真软件简介。 相关实践知识 电器常识、接线、 PLC 。 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 拓展型理论知识 PLC 联网、存储器容量。. PLC 的产生. 1968年 美国通用汽车公司提出的替代 继电器 控制系统的新型控制器的 十项指标 ：. 1） 编程简单、现场可修改程序； 2）维护方便、采用插件式结构； 3）可靠性高于继电器控制系统；

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项目一 PLC 应用 基础

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Presentation Transcript

  1. 项目一 PLC应用基础 南通航运职业技术学院

  2. 模块1：PLC概述、三菱PLC及仿真软件 • 工作任务 介绍PLC的定义、外部结构、分类、特点、应用领域及发展趋势，三菱PLC及仿真软件简介。 • 相关实践知识 电器常识、接线、PLC。 • 相关理论知识 电路、电子的基础知识。 • 拓展型理论知识 PLC联网、存储器容量。

  3. PLC的产生 1968年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标： 1） 编程简单、现场可修改程序； 2）维护方便、采用插件式结构； 3）可靠性高于继电器控制系统； 4）体积小于继电器控制系统； 5）数据可以直接送入计算机； 6）成本可与继电器系统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 9）通用性强、易于扩展； 10）用户存储器大于4K。

  4. PLC的产生 根据招标要求，1969年美国数字设备公司 年美国数字设备公司（ DEC ）研制出世界上第一台 PLC （ R-14 型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创 了工业控制新时期。从此，可编程序控制器这一新的控制技术迅速发展起 来，而且，在工业发达国家很快发展起来。

  5. PLC的定义 在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会( NEMA )经过 经过4年的调 查，于1980 年把这种新型的控制器正式命名为可编程序控制器(Programmable Controller), 英文缩写为PC PC并作如下定义：“可编程序控制器是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。” 国际电工委员会（IEC ）1987年是这样定义的：“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。它采用了可编程序的存储器，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指令。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。PLC 及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”

  6. PLC的特点 • PLC特点： • 可靠性高，抗干扰能力强。 • 编程直观、简单。 • 环境要求低，适应性好。 • 功能完善，接口功能强。

  7. PLC的分类

  8. PLC的分类

  9. PLC的应用领域 PLC已经广泛应用到几乎所有的工业领域，主要有以下几个方面： 1、数字逻辑量控制 PLC有“与”“或”“非”等逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可用于自动化生产线，其应用领域已经遍及各行各业，甚至深入到家庭。

  10. PLC的应用领域 2、运动控制 可编程序控制器使用专用的运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，可实现单轴、双轴和多轴位置控制，使运动控制与顺序控制功能有机的结合在一起。PLC的运动控制功能广泛的运用于各种机械，如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等场合。

  11. PLC的应用领域 3、闭环过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块实现A/D、D/A转换，并对模拟量实现闭环PID控制。PID闭环控制功能已经被广泛应用到塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。 松下电工FP2系列PLC对印刷机械进行PID控制及实现张力控制

  12. PLC的应用领域 4、数据处理 现代的PLC有数学运算（包括四则运算、矩阵运算、函数运算、字逻辑运算以及求反、循环、移位、浮点数运算等）、数据传送、转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值相比较，也可以通过通信功能传送到别的智能装置，或者将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

  13. PLC的应用领域 5、通信联网 PLC通信包括主机与远程I/O之间的通讯，多台可编程序控制器之间的通讯，可编程序控制器与其他智能控制设备（计算机、变频器、数控装置）之间的通信。 可编程序控制器与其他智能控制设备一起，可以组成一个“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。

  14. PLC的应用领域 注塑机械 印刷机械

  15. 三菱PLC外观 FX2N系列PLC Q系列PLC FX1S系列PLC FX1N系列PLC

  16. 西门子PLC外观 S7-200系列PLC S7-400系列PLC S7-300系列PLC

  17. 欧姆龙PLC外观 C200H系列PLC CPM1A、CPM2A系列PLC

  18. 三菱PLC简介 三菱PLC有如下系列: Q系列, AnS系列，QnA系列，A系列和FX系列 前三个系列的PLC为模块型 FX系列PLC为主机连输入输出接点型 Q4AR系列为双机热备系列，最大输入输出点数为8192点 A系列PLC的最大输入输出点数为2048点 F系列程控器的最大输入输出点数为256点

  19. FX2N系列PLC FX2N系列是FX家族中最先进的系列，最大范围地包容了标准特点、执行速度更快、通讯功能更齐全，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

  20. FX2N系列 PLC 的特点 • FX2N是FX2的持续 • 基本单元 (16-128点) 有继电器或晶体管输出 • 最多可扩展到256点. • 內置有8K步RAM (最多可扩展到16K步) • 可选用存储卡盒, 有RAM, EPROM和EEPROM

  21. FX2N系列 PLC 的特点 • 低成本IC板 BD • 通讯功能扩展模块模板化. • 更多通讯/网络功能 • RS232, RS422, RS485 • 更便宜的配置. • 兼用FX0N的扩展单元及特殊模块

  22. FX2N系列 PLC 的特点 • 丰富的软元件 • 辅助继电器(M) : 3072点+256点 • 状态继电器(S) : 1000点 • 计数器(C) : 235点(一般) • 定时器(T) : 256点(10点積算定时器) • 数据寄存器(D) : 236点(可设定至7000点寄存器) • 堆栈指針(P) : 128点 • 中断指針(I) : 15点 • 内附高速计数器 • 单相计数器: 60KHz 2点, 10KHz 4点 • 二相计数器: 30KHz 1点, 5KHz 1点

  23. FX2N通讯功能扩展板 • FX2N-8AV-BD 8位数字值电位器 • FX2N-232-BD RS232通讯适配器 • FX2N-485-BD RS485通讯适配器 • FX2N-422-BD RS422通讯适配器 • FX2N-CNV-BD FX0N通讯模块适配器

  24. FX2N特殊功能扩展模块 • 模拟控制 : FX2N-2AD,FX2N-2DA, FX2N-4AD,FX2N-4DA，FX2N-4AD-PT, FX2N-4AD-TC • 定位控制 : FX2N-1PG • 高速计数: FX2N-1HC • 数字通讯: FX2N-232IF • 凸轮控制 : FX2N-1RM-E-SET • CC-LINK : FX2N-32CCL • 遥距输入输出: FX2N-16LNK-M • 同时可使用FX0N的特殊功能扩展模块

  25. FX2N的通讯功能 • 当FX2N加上FX2N-485-BD后,便能进行简单的八台PLC的联网通讯.如下图(可作为主站或从站): • 可和连接了485模块的FX2, FX0N 和A系列进行联网通讯.

  26. FX2N的编程设备 • 全部的三菱PLC使用相同语言 • FX全系列的编程设备装置是兼容的 • 可使用FX-10P-E 或 FX-20P-E型手持编程器来编程 • 可使用计算机软件来编程FX-PCS/WIN-(C/E) GX-Developer

  27. FX2N的编程设备 • 全系列的FX PLC可使用FX-10P-E 或 FX-20P-E型手持编程器来编程 • FX-10P-E为两行LCD显示，FX-20-P-E为四行LCD显示

  28. FX2N的编程软件 • FX-PCS/WIN为WINDOWS版本软件。可编程全系列的FX -PLC，还有SFC编程功能 • FX-PCS/WIN-C为简体中文版、FX-PCS/WIN-E为英文版

  29. FX2N的仿真软件

  30. 模块2：PLC的结构与原理 • 工作任务 PLC的结构；输入接口电路；输出接口电路；PLC的工作原理；编程软件 • 相关实践知识 PLC、线路连接、按钮开关、负载、计算机、编程软件。 • 相关理论知识 电路、光电耦合、晶体管、可控硅、周期扫描、梯形图、抗干扰。 • 拓展型理论知识 光电隔离、电磁隔离、CPU、编程语言。

  31. PLC结构示意图

  32. 输入接口电路 PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。 接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。各种PLC的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。 PLC输入电路通常有三种类型：直流(12~24)V输入、交流(100~120)V输入与交流(200~240)V输入和交直流(12~24)V输入 直流输入模块

  33. 输入接口电路 交、直流输入模块 交流输入模块

  34. 输出接口电路 PLC的输出有三种形式，即继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出 继电器输出

  35. 输出接口电路 晶体管输出

  36. 输出接口电路 晶闸管输出

  37. PLC工作原理 • PLC的工作方式：采用循环扫描方式。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。 • 注意： • 由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。循环扫描过程如图：

  38. 模块3：PLC的应用、简例 • 工作任务 介绍PLC的应用领域、PLC的应用简例 • 相关实践知识 PLC、按钮开关、编程等 • 相关理论知识 CPU、仿真 • 拓展型理论知识 PLC的指令、常见PLC的型号及性能指标

  39. 果冻冰激淋包装机

  40. 绕线器控制设备

  41. 绕线器控制设备

  42. 车辆空调组装线

  43. 远程监控系统

  44. 净水厂流量计控系统

  45. 模块4：PLC的基本应用 • 工作任务 学习三菱PLC基本指令及应用 • 相关实践知识 电器常识、车流控制等 • 相关理论知识 三菱PLC基本输入、输出、置位、复位、微分指令及应用 • 拓展型理论知识 逻辑控制、程序控制

  46. 三菱FX2N PLC软元件 软元件一览表

  47. 三菱FX2N PLC软元件

  48. 三菱FX2N PLC软元件

  49. 三菱FX2N PLC基本指令 一、LD、LDI、OUT指令

  50. 三菱FX2N PLC基本指令

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