1、項目1 PLC應用的條件準備,PLC應用的條件準備,任務要求,了解PLC的硬件結構，進行PLC與計算機的連接，完成PLC的硬件和軟件安裝、學會PLC的輸入、輸出電路形式和PLC外圍接線。,任務分析,任務分析,1969年，由美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出了世界上第一臺PLC(PDP-14)，并成功地應用在GM公司的生產(chǎn)線上。這一時期它主要用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC (Programmable Logic Controller) 。,70年代后期，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，使PLC從開關量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制領域，真正成為一

2、種工業(yè)控制計算機，故稱為可編程序控制器，簡稱PC(Programmable Controller)。,PLC的產(chǎn)生,60年代,70年代,PLC的定義,PLC的基本結構,PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成，如圖1-2所示。,圖1-2 PLC控制系統(tǒng)示意圖,PLC硬件結構與工作原理,1、PLC的硬件結構 按結構分為整體式(小型，如西門子S7-200)和模塊式(中大型，如西門子S7-300/400)兩種。其外形結構如圖1-3和圖1-4所示。,圖1-3 整體式PLC,圖1-4 模塊式PLC,PLC硬件結構與工作原理,2、I/O模塊 輸入模塊：采用光電耦合電路，將限位開關、手動開關、

3、編碼器等現(xiàn)場輸入設備的控制信號轉換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號，如圖1-5所示。,圖1-5 輸入電路,PLC硬件結構與工作原理,2、I/O模塊 輸出模塊：采用光電耦合電路，將CPU處理過的信號轉換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅動接觸器、電磁閥等外部設備的通斷電。一般的小型PLC輸出方式有繼電器輸出和晶體管輸出兩種，其電路如圖1-6和圖1-7所示。,圖1-6 繼電器輸出電路,圖1-7 晶體管輸出電路,PLC硬件結構與工作原理,3、CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器(CPU芯片)和存儲器組成。CPU模塊，不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來會儲存程序和數(shù)據(jù)。 提示：

4、西門子提供DC24V和AC85V220V兩種電源供電的CPU，每個類型都有各自的訂貨號，可以單獨訂貨。在S7-200系統(tǒng)中，L1/N為交流電源端子，L+/M為直流電流端子，沒有標記的都是空端子，不需要接線(如圖1-8所示)。,圖1-8 CPU供電,PLC硬件結構與工作原理,4、編程裝置 CPU模塊主要由PLC編程裝置有手持編程器和計算機。傳統(tǒng)的手持編程器(如圖1-9所示)現(xiàn)已停產(chǎn)，目前廣泛使用計算機連接PLC進行編程(如圖1-18所示)。,圖1-9 傳統(tǒng)的手持編程器 1通信接口；2顯示屏；3功能按鍵,圖1-18 計算機與PLC的連接,PLC硬件結構與工作原理,5、PLC的工作原理 (1) 傳統(tǒng)

5、的繼電器控制方式：如圖1-10所示為單臺電動機的起保?？刂凭€路。,圖1-10 三相異步電動機起保?？刂凭€路,圖1-11 輸入和輸出的控制,(2) PLC的控制方式(如圖1-11所示)。,PLC硬件結構與工作原理,5、PLC的工作原理 (3) PLC的工作過程：PLC的基本工作方式為循環(huán)掃描工作方式，其主要工作過程如圖1-12所示。結合起保停控制要求，PLC的工作過程分析如圖1-13所示。,圖1-12 循環(huán)掃描工作方式,圖1-13 PLC外部接線圖與梯形圖,(一)任務準備,(二)操作步驟,任務實施,PLC實驗裝置(例如：浙江天煌教儀，THSMS-C型網(wǎng)絡型可編程控制器高級實驗裝置)，計算機，PL

6、C編程軟件安裝光盤，PLC編程電纜，常用的低壓電器，三相異步電動機等。,1PLC實物的外部結構演示 2PLC安裝 3計算機與PLC的連接 4PLC編程軟件的安裝 5PLC的外圍接線 6外部信號的檢測,PLC實物的外部結構演示,PLC外部結構如圖1-14所示,圖1-14 PLC的外部結構,圖1-15 S7-200 CPU 224XP,S7-200 CPU 224XP的實物外形、各部分的位置及功能如圖1-15所示,(1)水平導軌安裝，如果需要，導軌可擴展一條，之間用專用擴充電纜相連。,(2) 同一導軌上各模塊之間，采用專用連接電纜相連，實現(xiàn)電源取用和信號傳輸。,(3) 如安裝在控制柜中，面板與安裝

7、底板間的距離不小于75mm。,(4) 接線端子采用可拆卸的結構，外部引線采用螺釘壓接方式。 特點： 可拆卸的插座接線端子，不需斷開端子板上的外部接線，迅速、可靠的更換模塊，防止誤接線。,PLC安裝,(1) 安裝方法,1、打開STEP 7-Micro/WIN安裝包，雙擊安裝文件Setup.exe，進行安裝，如圖1-19所示。,PLC編程軟件的安裝,2、單擊Next按鈕，選擇安裝目錄，繼續(xù)安裝，如圖1-20所示。,3、單擊Next按鈕，安裝完成后出現(xiàn)如圖1-21所示界面，單擊Finish按鈕，重新起動計算機，完成安裝。,圖1-19 西門子STEP 7-Micro/WIN V4.0軟件的安裝(一),

8、圖1-20 西門子STEP 7-Micro/WIN V4.0軟件的安裝(二),圖1-21 西門子STEP 7-Micro/WIN V4.0軟件的安裝(三),(2) 中文界面設置,PLC編程軟件的安裝,雙擊“安裝光盤中的STEP.EXE”文件，進行安裝。安裝成功后，雙擊桌面上的STEP 7-MicroWIN V4.0圖標，打開編程軟件。設置為中文界面。執(zhí)行菜單命令Tools | Options，單擊出現(xiàn)的對話框左邊的General圖標，選擇語言為Chinese。退出編程軟件后，再次打開軟件，界面已變?yōu)橹形?如圖1-22所示)。,圖1-22 設置為中文界面,PLC的外圍接線,注 意,如圖1-27和

9、圖1-28所示分別為DC/DC/DCT和AC/DC/RLY PLC外圍接線圖。,(三)PLC外圍接線方法,根據(jù)工作電源、輸入輸出的種類不同，PLC一般分為AC/DC/RLY和DC/DC/DC兩種類型。,(一)PLC的類型,1、PC/PPI通信電纜為RS232接口，USB/PPI通信電纜為USB接口，USB/RS232C通信電纜為USB轉RS232接口 。 2、編程電纜與計算機連接的接口，其中，計算機為RS232C接口(COM接口)或USB接口，PLC是RS485接口。 3、9針接口的插針功能分配見表1-1。其中，DB9F為DB 9孔(母)的D型接頭(顯示器輸出、PLC的RS485)，DB9M為

10、DB 9針(公)的D型接頭(計算機RS232C)。,(二)PLC編程電纜與計算機,知識與能力拓展,圖1-27 DC/DC/DC PLC外圍接線圖,圖1-28 AC/DC/RLY PLC外圍接線圖,PLC應用的條件準備,任務要求,掌握STEP 7-Micro/WIN V4.0編程軟件的基本操作、通信的建立、程序下載，利用符號表進行符號尋址，學會監(jiān)控功能的使用。,任務分析,以單臺電動機的正反轉控制線路為例，詳細介紹PLC編程軟件的基本操作、通信的建立、程序下載、運行等基本操作。,單擊桌面應用圖標或選擇“開始”菜單STEP 7-Micro/WIN V4.0命令，打開編程軟件，其界面如圖1-29所示。

11、,編程軟件的界面,圖1-29 西門子STEP 7-Micro /WIN V4.0編程軟件界面,1、使用PC/PPI電纜或USB/PPI電纜連接計算機與PLC，并運行STEP 7-Micro/WIN V4.0編程軟件。,通信參數(shù)的設置與在線連接,2、雙擊指令樹“設置PG/PC接口”，選擇PC/PPI cable(PPI)，默認的站地址為2，波特率為9600bit/s，如圖1-30所示。,3、雙擊指令樹“通信”或執(zhí)行“查看”|“組件”|“通信”命令，打開如圖1-31所示的“通信”對話框，雙擊“雙擊刷新”，軟件將自動搜索連接在網(wǎng)絡上的PLC，并用圖標顯示搜索到的PLC。,4、執(zhí)行PLC |“信息”命

12、令，將顯示PLC的CPU的型號和版本、錯誤信息等，如圖1-32所示。,圖1-30 設置PG/PC接口,圖1-31 通信的連接,圖1-32 PLC信息的讀取,編程軟件的使用,按所給參考程序(如圖1-40所示)，練習程序的編寫、符號表的使用、注釋、編譯、下載、運行、監(jiān)控。,(二)正反轉控制程序,按所給參考程序(如圖1-39所示)，練習程序的編輯、符號表的使用、注釋、編譯、下載、運行、監(jiān)控。,(一)起保停程序,任務實施,圖1-39 起保停控制,圖1-40 正反轉控制,狀態(tài)表監(jiān)控與調試程序,單擊指令樹中的“狀態(tài)表”，或執(zhí)行“插入”|“狀態(tài)表”命令。 便捷方法： 在程序編輯窗口中選定要監(jiān)控的程序行，右擊

13、，在彈出的快捷菜單中選擇“創(chuàng)建狀態(tài)表”選項，可根據(jù)需要創(chuàng)建所選程序行包含的各存儲區(qū)的狀態(tài)表。,在狀態(tài)監(jiān)控情況下，單擊“趨勢圖監(jiān)控”按鈕進入趨勢圖監(jiān)控，即可顯示所選項參數(shù)隨時間的連續(xù)變化情況，如圖1-41所示。,圖1-41 工具條,單擊指令樹的“系統(tǒng)塊”下的“斷電數(shù)據(jù)保持”圖標，選擇從通電切換到斷電時希望保存的內(nèi)存區(qū)域。斷電后的數(shù)據(jù)保存方式設置如圖1-43所示。,(二)設置PLC斷電后的數(shù)據(jù)保存方式,1) 單擊瀏覽條中的“系統(tǒng)塊”按鈕，如圖1-42所示。 2) 選擇“查看”|“組件”|“系統(tǒng)塊”命令。 3) 單擊指令樹中的“系統(tǒng)塊”圖標。,(一) 使用下列方法均可查看系統(tǒng)塊，設置CPU選項,用系

14、統(tǒng)塊設置PLC的參數(shù),圖1-42 系統(tǒng)塊,圖1-43 設置斷電數(shù)據(jù)保持,存儲器卡插入CPU模塊后，接通電源，只要存儲器卡中有塊，或者與S7-200中的塊和強制值不同，則存儲器卡中的所有塊都會復制給S7-200。,(三)用存儲卡(如圖1-44所示)恢復用戶程序和存儲器中的數(shù)據(jù),用系統(tǒng)塊設置PLC的參數(shù),圖1-44 S7-200系列PLC存儲器卡,單擊指令樹中的“系統(tǒng)塊”下的“密碼”圖標，進行CPU密碼的設置。,創(chuàng)建CPU密碼,S7-200的授權級別見表1-2。,表1-2 S7-200的授權級別,忘記密碼的處理,如果忘記PLC密碼，您必須清除PLC存儲區(qū)，重新載入程序。清除PLC存儲區(qū)使PLC進入STOP(停止)模式，并將PLC復原為工廠設置的默認值，PLC地址、波特率