机床电气与PLC控制(1).ppt

机床电气与PLC,学习目标,了解PLC的工作原理，指令和控制系统组成；能应用梯形图或语句表编程；掌握系统设计的方法，步骤。,课程特点及学习要求,特点本课程实践性很强，突出可编程控制器的应用。要求掌握可编程控制器原理，从自动化产品的角度，了解其使用，包括产品选型，控制系统设计，安装调试。认真做好每一次实验。,总学时42理论教学36实验学时6,教材S7-200PLC编程及应用/廖常初主编.机械工业出版社，2008年4月,考核方式考试平时成绩实验成绩,第一章概述,一、可编程控制器的产生可编程控制器（ProgrammableLogicController简称PLC。自1969年第一台PLC面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。,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。,,继电器控制系统,先进自动控制系统,二、国际电工委员会（IEC）PLC的定义,可编程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指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,三、可编程序控制器的发展,1969年美国研制出世界上第一台PLC以后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的PLC。70年代中期，PLC进入了实用化阶段。70年代末和80年代初，PLC进入了成熟阶段。产品现已发展到第五代。其发展过程大致为,第一代1969～1972年。特点是（1）功能简单，主要是逻辑运算、定时、计数；（2）机种单一，没有形成系列；（3）与继电器控制相比，可靠性有一定提高；（4）CPU由中、小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。,,第二代1973～1975年。特点是（1）功能增加。增加了数字运算、传送、比较等功能，能完成模拟量的控制；（2）初步形成系列；（3）可靠性进一步提高,开始具备自诊断功能；（4）存储器采用EPROM。,,第三代1976～1983年。特点是（1）将微处理器及EPROM、EAROM、CMOSROM等LSI电路用在PLC中，而且向多微处理器发展，使PLC的功能和处理速度大大增强；（2）具有通信功能和远程I/O能力；（3）增加了多种特殊功能，如浮点数运算、平方、三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等；（4）自诊断功能及容错技术发展迅速。,第四代1983-1999年。特点是（1）能完成对整个车间的监控，可在CRT上显示多种多样的现场图像，CRT的画面可代替仪表盘的控制，做各种控制和管理操作，十分灵活方便。最大内存为896K，为第三代PLC的20倍左右；（2）有的采用32位微处理器（型号为NS16032），可以将多台PLC连接起来与大系统连成一体，网络资源可以共享；（3）编程语言除了传统的梯形图、流程图、语句表等以外，还有用于算术运算的BASIC语言，用于机床控制的数控语言等。,第五代2000年到现在。特点是（1）采用32位微处理器，速度更快（几十纳秒）；（2）开发各种智能化模块；（3）液晶显示或触摸屏。,有200多家企业生产PLC产品1.美国PLC发展得最快1984年有48家，生产150多种PLC；1987年有63家，生产243种PLC；1996年有70余家，生产近300种PLC。2.欧洲PLC的厂家有60余家3.1971年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功日本第一台PLC。日本生产PLC的厂家有40余家4.我国在70年代末和80年代初开始引进PLC,四、PLC的流派,按地域分为三种流派,美国的PLC,如罗克韦尔Rockwell公司（包括AB公司）产品，通用电气（GE）产品。,欧洲的PLC,如西门子（Siemens公司产品，施耐德Schneider公司的产品。,如欧姆龙（OMRON）公司的产品，三菱（Mitsubishi公司的产品。,日本的PLC,西门子系列PLC,GEFANUC系列PLC,AB系列PLC,LG系列PLC,三菱系列PLC,欧姆龙系列PLC,五、PLC的发展趋势,1、小型化、专用化和低价格；2、大型、高速、多功能和分布式全自动网络化。,PLC的主要生产厂家,我国市场主流PLC德国西门子公司日本三菱公司日本欧姆龙公司日本松下美国罗克韦尔公司法国施耐德公司国产-------台湾永宏、台达大陆和利时、德维深、淅大中控,六、PLC的特点,编程方法简单易学功能强，性能价格比高硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强可靠性高，抗干扰能力强系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维修方便体积小，能耗低,七、PLC的基本结构,图1-1PLC控制系统示意图,主要包括微处理器（CPU芯片）和存储器两部分,CPU模块,I/0模块,使过程状态和参数输入到PLC的通道以及实时控制信号输出的通道。,编程器,用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。将用户程序写入EPROM，EEPROM，磁带或磁盘中。驱动打印机打印出顺序功能图、梯形图程序或指令个程序。监视系统运行的情况。,1、简易编程器（只能输入和编辑指令表程序。）2、图形编程器（可直接生成和编辑梯形图程序）,1.开关量逻辑控制2.运动控制3.闭环过程控制4.数据处理5.通信联网,八、PLC的应用领域,PLC在电力电网改造中的应用,理解可编程控制器定义掌握常用PLC生产厂家和特点了解发展，应用,本章小结,作业24,