PLC原理與應用PrinciplesandApplicationsofPLC0ppt課件第二章PLC的工作原理2.1

繼電器2.2PLC的循環掃描方式2.3

常用PLC簡介1ppt課件2.1繼電器繼電器的組成(常開、常閉)觸點、線圈、銜鐵，等N.O.N.C.2ppt課件2.1繼電器繼電器的作用功率放大線圈的工作電壓：直流、交流控制回路（例如：電機主回路為幾十A）可以作為中間繼電器，控制交流接觸器，從而控制電機通斷電氣隔離線圈工作電壓與觸點間電壓無關3ppt課件2.1繼電器繼電器的作用邏輯運算例：啟－保－停電路KM=(SB1+KM)?SB2與M=A?B或M=A+B非M=A4ppt課件2.1繼電器繼電器的作用邏輯運算例：啟－保－停電路5ppt課件2.1繼電器繼電器輸出的特點驅動電流大，響應慢，有機械壽命。適用于驅動中間繼電器、接觸器的線圈、指示燈等動作頻率不高的場合。很多硬件都是一種繼電器例如：定時器、計數器、溫控儀……6ppt課件2.1繼電器繼電器（Relay）控制v.s.PLC控制控制方式Relay

采用硬件接線，利用機械觸點的串、并聯，形成控制邏輯，只能完成邏輯控制。PLC

采用存儲邏輯，控制邏輯以程序方式存儲在內存中。控制速度Relay

工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現象。PLC

速度快，微秒級，能夠嚴格同步，無觸點抖動。PLC可以等價為軟繼電器、虛擬繼電器。7ppt課件2.2PLC的循環掃描方式循環掃描方式周期掃描方式CPU從第一條指令開始執行，遇到結束符（End）后返回第一條，不斷循環。抗干擾能力強，但響應速度較慢。定時中斷方式輸入中斷方式通信方式……微機：等待命令方式順序掃描，不斷循環！8ppt課件2.2PLC的循環掃描方式循環掃描過程中五個階段的任務內部處理階段通信處理階段輸入(I)刷新階段程序執行階段輸出(O)刷新階段由系統程序實現由PLC的制造企業編制，固化在PROM或EPROM中，安裝在PLC上。包括：系統管理程序、用戶指令解釋程序和供系統調用的標準程序模塊等。9ppt課件2.2PLC的循環掃描方式上電初始化進行系統初始化處理清除內部繼電器區，復位定時器等檢查電源、內部電路、用戶程序的語法等10ppt課件2.2PLC的循環掃描方式內部處理階段檢查用戶程序存儲器是否正常掃描周期I/0單元的連接復位監控定時器（WDT）如果出現錯誤，發出報警信號、停止運行PLC。通信處理階段進行PLC與微機之間、或PLC與PLC之間的信息交換。11ppt課件2.2PLC的循環掃描方式輸入刷新階段以掃描方式把輸入信息的狀態存入輸入映像寄存器。（讀入全部輸入端子的通斷狀態，并保存。）在程序執行階段，即使輸入狀態發生變化，輸入映像寄存器的內容也不會改變，直到下一個掃描周期的相應階段。輸出刷新階段將輸出映像寄存器的通斷狀態經輸出鎖存寄存器、輸出電路送到輸出點，成為PLC的實際輸出。12ppt課件2.2PLC的循環掃描方式程序執行階段自上而下，逐條讀用戶程序并執行。以掃描的方式按順序逐句掃描處理，掃描一條執行一條，并把運算結果存入輸出映像寄存器對應的位中。用戶程序用戶根據生產過程控制的需要，使用編程語言自行編制的應用程序。包括：開關量邏輯控制、模擬量運算程序、閉環控制程序、操作站系統應用程序等。13ppt課件2.2PLC的循環掃描方式執行用戶程序的過程執行用戶程序輸入刷新

輸出刷新14ppt課件2.2PLC的循環掃描方式執行用戶程序的過程讀讀讀寫寫執行用戶程序輸入刷新

輸出刷新Q0.1I1.0I0.0I0.1Q0.0輸入端子輸入電路用戶輸入設備輸入映像寄存器輸出電路輸出端子輸出映像寄存器輸出鎖存器

用戶輸出設備()()15ppt課件2.2PLC的循環掃描方式掃描周期由多個階段任務所需時間的和。約為0.1～100ms。一個掃描周期

O刷新

I刷新執行指令

內部處理

通信處理16ppt課件2.2PLC的循環掃描方式系統響應時間（輸入／輸出滯后時間）是指PLC外部輸入信號發生變化的時刻至它控制的有關外部輸出信號發生變化的時刻之間的時間間隔，大約幾十毫秒。影響因素輸入濾波的時間輸出電路的滯后掃描周期17ppt課件2.2PLC的循環掃描方式中斷程序的處理不是由用戶程序調用，而是在中斷事件發生時，由系統程序調用。中斷的優先級處理和輸出由于PLC掃描輸入點是按順序進行的，因此中斷源的先后順序根據其占用的輸入點位置而自動排序，當系統接到中斷申請后便順序掃描中斷源。在掃描中斷源的過程中，就在存儲器的一個特定區里建立中斷處理表，按順序存放中斷信息，然后系統按照該表順序先后轉至相應的中斷子程序去處理。18ppt課件2.2PLC的循環掃描方式中斷程序的處理中斷的優先級處理和輸出PLC的中斷源有優先順序，一般無嵌套關系，即在中斷程序執行中，如果有新的中斷發生，無論它的優先順序如何，都不能中斷正在執行的中斷程序。只有在原中斷處理程序結束后，才能進行新的中斷處理。PLC正常的輸入/輸出處理是在掃描周期內的某一個階段進行的，對于中斷處理子程序中有關信息的輸出必須采取特殊處理，即這部分輸出信息不通過周期掃描方式輸出，而利用專門的硬件或軟件去立即執行。19ppt課件2.2PLC的循環掃描方式中斷程序的處理用戶程序結構20ppt課件2.2PLC的循環掃描方式PLC工作方式小結循環掃描，具有周期性，定時完成在每個掃描周期內，只進行一次輸入和輸出的操作。對用戶程序而言，要處理的輸入信號是輸入映像寄存器的信號，而不是實際的信號。運算處理后的輸出信號被放到輸出映像寄存器中，而不是直接輸出到現場的信號。以串行方式執行多個階段的任務21ppt課件2.2PLC的循環掃描方式PLC的兩種基本工作狀態運行（RUN）狀態執行用戶程序，實現控制功能停止（STOP）狀態創建和編輯用戶程序，設置PLC的硬件功能下載程序到PLC22ppt課件2.2PLC的循環掃描方式在PLC的面板上，通常有狀態指示燈，用于顯示RUN/STOP狀態西門子S7-200PLC西門子S7-1200PLC23ppt課件2.3常用PLC簡介西門子PLCS7-200即將停產？西門子PLCS7-200SMARTS7-200的升級產品西門子PLCS7-1200面向中低端市場的新一代PLC24ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子SIMATICS7家族S7-400中/大型S7-300中/小型S7-200微型CPU221,222,224,22625ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200CPU

CPU2268K字節

5K字節

24/1632/320.37us256256256256內置

標準標準6個30Khz2個20Khz2xRS485

用戶程序區

數據存儲區

CPU內置DI/DO點數

AI/AO點數

掃描時間/1條指令

最大DI/DO點數

位存儲區

計數器

計時器

時鐘功能

數字量輸入濾波

模擬量輸入濾波

高速計數器

脈沖輸出通訊口

CPU2224K字節2K字節8/616/160.37us256256256256

可選

標準

標準4個30Khz2個20Khz

1xRS485

CPU2214K字節2K字節6/4

無0.37us256256256256可選

標準

N/A4個30Khz2個20Khz

1xRS485

CPU224

8K字節5K字節

14/1032/320.37us256256256256

內置

標準

標準6個30Khz2個20Khz

1xRS48526ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200CPU的擴展功能(使用扁平電纜)CPU221數字量10點CPU222數字量40入/38出=78模擬量8入或4出或8入/2出CPU224數字量94入/74出=168模擬量28入或14出或28入/7出CPU226數字量128入/120出=248模擬量28入或14出或28入/7出最大7個模塊最大7個模塊最大2個模塊無擴展能力27ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的功能高速處理能力(每條二進制指令執行速度0.37μS)通訊功能(PPI、MPI、自由口、Profibus-DP和As-I)內置最多六路高速計數器（HSC）(30KHz)內置兩路高速脈沖輸出內置脈沖捕捉功能立即輸入/輸出功能高速中斷響應(中斷觸發后200μS)8路PID回路控制28ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的功能脈沖捕捉功能每個CPU內置的數字量輸入點均可獨立地設置脈沖捕捉功能，可識別寬度很小的脈沖29ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的功能高速計數功能不占用CPU掃描時間包括：加計數、減計數、加/減計數30ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的功能高速脈沖輸出功能具有脈寬調制（PWM）和脈沖序列輸出（PTO）兩種模式。PWM提供可變占空比的脈沖輸出。PTO提供的一組脈沖在電機加、減速時頻率線性變化。脈沖輸出頻率為20KHz。不影響CPU掃描速度。脈沖輸出用于控制步進電機驅動脈沖輸出用于控制加熱器加熱器31ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的功能數字量、模擬量濾波功能CPU內置的數字量輸入點設置0.2ms～12.8ms的濾波時間，降低噪音干擾。對于CPU222,CPU224和226，可為所有的模擬量輸入點設置濾波功能。32ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的編程線纜使用PC/PPI電纜與計算機的串口連接33ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的編程軟件STEP7-Micro/WIN34ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的編程軟件STEP7-Micro/WIN中的基本指令

位邏輯指令

比較指令

SlMATIC計時器指令計數器指令

高速計數器指令

脈沖輸出指令

時鐘指令

整數數學運算指令

實數數學運算指令

賦值指令表格指令

邏輯操作指令

移位循環指令轉換指令

程序控制指令

通訊指令

邏輯堆棧指令

NETR,NETW指令

PID指令

……35ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200西門子S7-200

PLC的觸摸屏6～15英寸觸摸屏36ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200例：西門子S7-224XPCNPLC基本配置數字量14輸入/10輸出，共24個I/O點模擬量2輸入/1輸出，共3個I/O點通訊口2×RS-485

訂貨數據訂貨號CPU224XPCN24VDC電源

24VDC輸入

24VDC輸出6ES7214-2AD23-0XB8100～230VAC電源

24VDC輸入

繼電器輸出6ES7214-2BD23-0XB837ppt課件2.3.1西門子PLCS7-200例：西門子S7-224XPCNPLC應用自動化機械的遙控面板38ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMART2012年7月30日，南京，西門子發布了新款的小型PLC，命名為S7-200SMART。參考網文“西門子的刺刀，S7-200SMARTPLC評測報告”

CPUSR6C擴展模塊39ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMARTS7-200SMART

有6款CPUSR20，SR40/ST40，SR60/ST60，CR40。其中，20點一款，40點3款，60點2款。其中包括一款40點不帶擴展功能的經濟型。最大的擴展能力目前可以達到188點。40ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMART41ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMART42ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMARTS7-200SMART

的CPU速度提高到了0.15us每個位指令PLC布爾指令執行時間對比歐姆龍三菱臺達S7-12000.085μs

0.143ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的通訊功能

集成一個RS485口支持擴展板功能集成了以太網，用來編程或組網皆可目前不支持ProfiBus協議44ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的編程軟件

在S7-200的Micro/Win基礎上發展起來，指令基本沒有變化，界面更加友好，易于掌握。安裝包小于100M。45ppt課件2.3.2西門子PLCS7-200SMARTS7-200SMART的運動控制

支持3路伺服控制的能力定位為低端市場，價格會比S7-200低，尤其是不具備擴展能力的經濟型CPU。46ppt課件2.3.3西門子PLCS7-12002009年5月18日，西門子自動化系統部西門子北京中心正式發布了全新小型可編程控制器系列SIMATIC

S7-1200系列PLC。CPUCPU