中财网葡萄埋土机视频:皮带电控培训资料
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/23 15:47:57
一．系统范围：
二．操作方式：
系统操作分为自动操作、手动操作和检修操作。
1. 自动操作：把操作箱旋钮开关打到“自动”。
.自动操作方式：按下皮带开自动预警－－开抱闸——（抱闸开启显示）开变频，皮带运行。停车时按皮带停止。有紧急情況可打急停。
2. 手动操作：把操作箱旋钮开关打到手动位置。
手动操作时应先按预警，预警结束后按下皮带启动自动开抱闸，抱闸开启后开变频皮带运行，此时皮带有故障保护时只报警不停车。
3.检修操作：
检修时操作同手动和自动，但检修时屏蔽故障，只是作为电机试转时用。
二．保护功能：
系统设有打滑、跑偏（两级）、纵撕、温度、烟雾、超温洒水、拉线急停、堆煤保护故障等保护，保护动作时在操台上有指示灯，且皮带自动停车（检修时不停车）。轻跑偏告警但不停车。对于停机类保护操作员一定要恢复故障后，按下故障复位解除故障显示后再开车。
四． 故障分析：
1. 现场就地操作箱上所有指示灯都不亮:
原因分析：该箱内的 DC24V没有了。
解决办法：根据接线图，查找该DC24V的来源，进一步判断是电源线路（127/220VAC，DC24V）问题，还是电源模块或断路器跳闸问题。
2．集控台监控不到沿线皮带保护:
原因分析：由集控台到分线箱的网络通讯故障。
解决办法：①检查网络电缆是否连接正常；②检查24V供电源是否正常；③检查CAN模块的外供24VDC是否正常。检查CAN模块上橘红色通信指示灯是否变闪烁，不闪的话重新断送电。上述都没问题时主站或分站坏了。
3.沿线拉线无法恢复:
原因分析：没有站号无法恢复时拉线接线有开路，有站号无法恢复拉线内部开关问题。有站号无法恢复且拉线没问题时主站或分站问题。
解决方法：①检查接线②检查问题拉线内部开关③更换电路板。
4.堆煤故障无法恢复：
原因分析：探头接地或探头上有杂物或内部电路板问题。
解决方法：①检查探头并擦干净不让其接触别的东西②更换电路板。
5.跑偏故障无法恢复：
原因分析：接线有短路，内部开关问题。接线和内部开关没问题时主站或分站问题。
解决方法：①检查接线②检查问题跑偏线内部开关③更换电路板。
6.速度无输出：
原因分析：传感器滚轮是否紧贴胶带；输入直流电源是否正常；接线是否正确，有无松动。
解决方法：①检查接线②检查传感器滚轮是否紧贴胶带③检查电源。
7.纵撕故障无法恢复：
原因分析：电极盒内堆煤过多或有杂物有水，电路板坏了。
解决方法：①清理杂物，煤，并擦干电极和外壳。②更换电路板。
8.烟雾故障无法恢复：
原因分析：煤尘过大或烟雾损坏。
8.出现启动故障：
原因分析：变频没有启动或抱闸没有启动。
解决方法：启动时看操台的指示有没有皮带运行和抱闸开启，没有的话就是电机启动装置或抱闸开关有问题。
PＬＣ概述
一、可编程控制器的产生及定义
①１９６９年美国数字设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程控制
器，并成功地应用在美国通用汽车公司（GM）的生产线上。但当时
只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC（programmable logic controller）。
②70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开
关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电
子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable
controller）。但由于PC容易与个人计算机（personal computer）相混淆，
故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。
③1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：
可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下
的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程序的存储器，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，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生
产过程。
④PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控
制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻
辑运算（2）弱电控制强电。
⑤PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工
业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）
的首位。
二、可编程控制器的分类及特点
（一）分类
（１）从组成结构形式分
①一体化整体式ＰＬＣ
②模块式结构化ＰＬＣ
（２）按Ｉ／Ｏ点数及内存容量分
①超小型ＰＬC
②小型ＰＬＣ
③中型ＰＬＣ
④大型ＰＬＣ
⑤超大型ＰＬＣ
（3）按输出形式分
①继电器输出
为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流
②晶体管输出
为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载
③晶闸管输出
为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载
（二）特点
①可靠性高、抗干扰能力强
②编程简单、使用方便
③设计、安装容易，维护工作量少
④功能完善、通用性好，可实现三电一体化
PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运
动控制）这三电集于一体。
⑤体积小、能耗低
⑥性能价格比高
三、可编程控制器的应用
①开关量的逻辑控制
②位置控制
③过程控制
④数据处理
⑤通信联网
⑥ＣＩＭＳ的应用
四、PLC控制系统的分类
（一）、集中式控制系统
集中式控制系统是用一个PLC控制一台或多个被控设备。主要用于
输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的
动作有一定联系的场合。其特点是控制结构简单。
（二）、远程式控制系统
远程式控制系统是指控制单元远离控制现场，PLC通过通信电缆与
被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工
作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了
系统的成本和复杂性。
（三）分布式控制系统
分布式控制系统即采用几台小型PLC分别独立控制某些被控设备，
然后再用通信线将几台PLC连接起来，并用上位机进行管理。该系
统多用于有多台被控设备的大型控制系统，其各被控设备之间有数
据信息传送的场合。其特点是系统灵活性强、控制范围大，但需要
增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂性也更大。
可编程控制器原理
２.1 ＰLC的组成与基本结构
２.1.1 ＰＬＣ的基本组成
ＰＬＣ主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组
成，其中ＣＰＵ是ＰＬＣ的核心，Ｉ／Ｏ部件是连接现场设备与ＣＰＵ
之间的接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接。
对于整体式ＰＬＣ，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式ＰＬＣ，
各功能部件独立封装，称为模块或模板，各模块通过总线连接，安装在
机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模
块数是不同的，一般为３－１０块。可扩展的机架数也不同，一般为２
－８个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长，一般不超过
１０M.。
2.1.2 ＰＬＣ各组成部分
1、中央处理单元ＣＰＵ
ＣＰＵ通过输入装置读入外设的状态，由用户程序去处理，并根据处理结果通过输出装置去控制外设。
一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统，一个是字处理器，它是主处理器，由它处理字节操作指令，控制系统总线，内部计数器，内部定时器，监视扫描时间，统一管理编程接口，同时协调位处理器及输入输出。另一个为位处理器，也称布尔处理器，它是从处理器，它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理下实现ＰＬＣ编程语言向机器语言转换。
ＣＰＵ处理速度是指ＰＬＣ执行１０００条基本指令所花费的时间。
2、存储器
存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。
ＰＬＣ所用的存储器基本上由ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ及ＲAM等组成。
3、输入／输出部件
输入／输出部件又称Ｉ／Ｏ模块。ＰＬＣ通过Ｉ／Ｏ接口可以检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为ＰＬＣ对控对象进行控制的信息依据。同时ＰＬＣ又通过Ｉ／Ｏ接口将处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。
4、编程装置和编程软件
ＰＬＣ是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。
5、电源部件
2.2 ＰＬＣ的基本工作原理
２.2.1 ＰＬＣ的循环扫描工作过程
（一）ＰＬＣ的循环扫描
ＰＬＣ的ＣＰＵ是采用分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，随着
时间的延伸一个动作接一个动作顺序地进行，这种分时操作进程称为
ＣＰＵ对程序的扫描。ＰＬＣ的用户程序由若干条指令组成，指令在存
储器中按序号顺序排列。ＣＰＵ从第一条指令开始，顺序逐条地执行用
户程序，直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。
（二）ＰＬＣ工作过程
1、公共操作
公共操作是在每次扫描程序前进行的自检。
2、数据Ｉ／Ｏ操作
数据Ｉ／Ｏ操作也称为Ｉ／Ｏ状态刷新。它包括两种操作：
①采样输入信号，即刷新输入状态表的内容
②送出处理结果，即用输出状态表的内容刷新输出电路
3、执行用户程序操作
4、处理外设请求操作
外设的请求命令包括操作人员的介入和硬件设备的中断
２.2.2 ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ滞后现象
造成Ｉ／Ｏ响应滞后的原因：
①扫描方式
②电路惯性
输入滤波时间常数和输出继电器触点的机械滞后
③与程序设计安排有关
２.３ ＰＬＣ的编程语言
２.3.1 梯形图编程
（一）PLC的编程特点
1、程序的执行顺序
两图实现相同的功能。当IS1闭合时，1Y1、1Y2输出。系统上
电之后，当1S1闭合时，继电器梯形图中的1Y1、1Y2会同时得电，若不考虑继电器触点的延时，则1Y1、1Y2会同时输出。但在PLC梯形图中，因为PLC的程序是顺序扫描执行的，PLC的指令按从上向下，从左向右的扫描顺序执行，整个PLC的程序不断循环往复。PLC的“继电器”的动作顺序由PLC的扫描顺序和在梯形图中的位置决定，因此，当1S1闭合时，1Y1先输出而1Y2后输出。即继电器采用并行的执行方式，而PLC则采用串行的执行方式。
2、继电器自身的延时效应
传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时，
并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而PLC
中的继电器都为软继电器，不会有延时效应，当然，这里忽略
了PLC的扫描时间。
3、PLC中的软继电器
每个继电器有无数个常开和常闭触点。
（二）PLC编程的基本原则
（１） 每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一
个梯级，每个梯级可由多个支路组成。
（２） 梯形图每一行都是从左母线开始，而且输出线圈接在最右
边，输入触点不能放在输出线圈的右边。
（３） 输出线圈不能直接与左母线连接。
（４） 多个的输出线圈可以并联输出。
（５） 在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作，禁止使用。
（６） ＰＬＣ梯形图中，外部输入／输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。
（７） 梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制，可无限次的使用。
（８） 在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续后面的程序编制。
（９） 梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右，从上到下的原则。
（二）编程技巧及原则“上重下轻，左重右轻，避免混联”
（１） 梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方
（２） 梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边
（３） 为了输入程序方便操作，可以把一些梯形图的形式作适当变换
2.3.2 语句表编程
ＰＬＣ的语句：操作码＋操作数
操作码用来指定要执行的功能，告诉ＣＰＵ该进行什么操作；操
作数内包含为执行该操作所必需的信息，告诉ＣＰＵ用什么地方
的数据来执行此操作。
操作数的分配原则：
（１） 为了让ＣＰＵ区别不同的编程元素，每个
独立的元素应指定一个互不重复的地址
（２） 所指定的地址必须在该型机器允许的范围之内。
2.3.3 其它编程语言
功能图编程．高级编程语言（Ｃ语言．Pascal语言等）
编程语言
用户类
应用
语句表（STL）
愿意用类似于机器码语言编程的用户
程序在运行时间和存贮空间要求上最优
梯形图（LAD）
习惯电路图的用户
编写逻辑控制程序
功能图（FBD）
熟悉布尔代数逻辑图的用户
编写逻辑控制程序
SCL（结构控制语言）可选软件包
用高级语言。如PASCAL或C语言编程的用户
数据处理任务程序
S7 Graph（顺序控制）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
以顺序过程的描述很方便
S7 HiGraph（状态图形）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
以异步非顺序过程的描述很方便
CFC（连续功能图）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
适用于连续过程的描述
2.2 S7系列可编程控制器
2.2.1．系统构成
S7系列PLC包括S7-200、S7-300、S7-400三大类，S7-200是微型到小型的PLC，S7-300是小型到中型的PLC，S7-400是大型的PLC。
一、S7-200 可编程控制器：
S7-200PLC采用整体式结构，可由主机（基本单元）加扩展单元构成。
二、 S7-300 可编程控制器：
S7-300PLC采用紧凑的、无槽位限制的模板结构。主要组成部分：导轨（RACK）、电源模板（PS）、中央处理单元（CPU）、信号模板（SM）、模板功能（FM）。还可加上接口模板（IM）和通讯处理器（CP）
课时：2
方法：实物教学、图片展示
步骤：介绍S7系列PLC基本组成的基础上，逐个对S7-200、S7-300、S7-400 PLC的系统构成加以介绍，重点学习I/O模板的地址构成。
三、S7-400 可编程控制器
SIMATIC S7-400可编程控制器采用模块式结构，无风扇设计。可将各种模板装在一个模板基架上，组成所需要的系统。各种基架都带有集成的背板总线，用户安装只要简单地插入模板并用螺钉固定即可。
系统主要组成部件：电源模板(PS)，中央处理单元(CPU)，数字量输入/输出和模拟量输入/输出信号模板(SM)、通讯处理器(CP)、功能模板(FM)。
SIMATICS7-400还提供以下部件以满足用户的需要：
接口模板(IM)：用于连接中央控制单元和扩展单元。SIMATIC S7-400中央控制器最多能连接21个扩展单元。
SIMATIC M7自动化计算机：M7是AT兼容的计算机，用于要求解决高速计算机的技术问题。它既可用作CPU也可用作功能模板(FM 456-4应用模板)。
SIMATIC S5模板：SIMATIC S5—115U，S5—135U和S5—155U的所有I／O模板都可和相应的SIMATIC S5扩展单元一起使用。SIMATICS5的某些1P和WF模板可用于S5扩展单元，也可直接用于中央控制器(通过适配器盒)。
备 注
2.2.2．编址
采用PLC进行系统程序设计时必须确定所组成的I/O点地址，下面以S7－300为例。
一、槽地址
上图所示的S7-300 系统中，插槽1为电源模板，插槽2为CPU模板，CPU必须紧靠电源模板，电源和CPU两块模板不分配地址，插槽3为接口模板，用于连接扩展机架，即使不使用接口模板，CPU中也给接口模板分配地址。从插槽4开始为I/O模板，根据I/O模板插入的位置不同具有确定的I/O地址，
二、开关量模板及编址：
开关量模板可以插入槽号4～11的所有位置。
机
架
3
电源
PS931
接口模板
IM361
96.0
到
99.7
100.0
到
103.7
104.0
到
107.7
108.0
到
111.7
112.0
到
115.7
116.0
到
119.7
120.0
到
123.0
124.0
到
127.7
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
64.0
到
67.7
68.0
到
70.7
72.0
到
75.7
76.0
到
79.7
80.0
到
83.7
84.0
到
87.7
88.0
到91.7
92.0
到
95.7
机
架
1
电源
PS931
接口模板
IM361
32.0
到
35.7
36.0
到
39.7
40.0
到
43.7
44.0
到
47.7
48.0
到
51.7
52.0
到
55.7
56.0
到59.7
60.0
到
63.7
机
架
0
电源
CPU
接口模板
IM360
0 .0
到
3.7
4.0
到
7.7
8.0
到
11.7
12.0
到
15.7
16.0
到
19.7
20.0
到
23.7
24.0
到27.0
28.0
到
31.7
图S7－300 PLC地址分配（开关量）
备 注
三、模拟量模板及编址： 与S5－100 PLC不同。在S7－300 PLC的每个插槽都能安装模拟量I/O模板。S7－300 PLC各I/O插槽及模拟量地址如图所示。
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
512
到
526
528
到
542
544
到
558
560
到
574
576
到
590
592
到
606
608
到
622
624
到
638
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
512
到
526
528
到
542
544
到
558
560
到
574
576
到
590
592
到
606
608
到
622
624
到
638
机
架
1
电源
PS931
接口模板
IM361
384
到
398
400
到
414
416
到
430
432
到
446
448
到
462
464
到
478
480
到
494
496
到
510
机
架
0
电源
CPU
接口模板
IM360
256
到
270
272
到
286
288
到
302
304
到
318
320
到
334
336
到
350
352
到
366
368
到
382
图S7－300 PLC的地址分配（模拟量）
四、其他功能模板： 西门子S7－300 PLC不仅可连接通用I/O模板， 还可根据某些特定控制要求选配其它功能模板。例如，FM350-1计数器模板，FM351位控模板，FM352电子凸轮控制器，FM353步进电机位控模板，FM354伺服电机位控模板，SIM智能控制器等。
五、符号地址:STEP 7 编程时可以用符号名代替绝对地址，这就是符号地址，使用符号地址使程序阅读更容易。
Symbol(符号)
MemAdd(地址)
Data Type(数据类型)
Comment(注释)
Mot_A_Con 1
Mot_A_Dsp 1
Mot_A_On
Mot_A_T1
Mot_Function
I2.1
Q4.5
M1.5
T1
FB21
BOOL
BOOL
BOOL
TIMER
FB21
Motor Contact 1
Motor Display 1
Memory motor on
Mon.time mot 1
FB Mot Control
初学者的必须掌握的几个梯形图
1。启动、保持、停止电路
x1 x2
|--||---|/|-----(y1)
| |
| y1 |
|--||-
|
2.三相异步电机正反转控制电路
|
| x0 x2 x1 y1
|--||--------|/|------|/|-------|/|-------(y0) 正转
| |
| y0 |
|--||------
|
| x1 x2 x0 y0
|--||--------|/|------|/|-------|/|-------(y1) 反转
| |
| y1 |
|--||------
|
3.闪烁电路 x0 T1
|--||---|/|-----(To)k20
|
| T0
|--||-----------(T1)k30
| |
|-----(y0)
4.延时接通/断开电路 x0
|--||-----------------(T0)k90
|
| y1 x0
|--||--------|/|------(T1)k30
|
| t0 t1
|--||--------|/|------(y1)
| |
| y1 |
|--||------
|
二．操作方式：
系统操作分为自动操作、手动操作和检修操作。
1. 自动操作：把操作箱旋钮开关打到“自动”。
.自动操作方式：按下皮带开自动预警－－开抱闸——（抱闸开启显示）开变频，皮带运行。停车时按皮带停止。有紧急情況可打急停。
2. 手动操作：把操作箱旋钮开关打到手动位置。
手动操作时应先按预警，预警结束后按下皮带启动自动开抱闸，抱闸开启后开变频皮带运行，此时皮带有故障保护时只报警不停车。
3.检修操作：
检修时操作同手动和自动，但检修时屏蔽故障，只是作为电机试转时用。
二．保护功能：
系统设有打滑、跑偏（两级）、纵撕、温度、烟雾、超温洒水、拉线急停、堆煤保护故障等保护，保护动作时在操台上有指示灯，且皮带自动停车（检修时不停车）。轻跑偏告警但不停车。对于停机类保护操作员一定要恢复故障后，按下故障复位解除故障显示后再开车。
四． 故障分析：
1. 现场就地操作箱上所有指示灯都不亮:
原因分析：该箱内的 DC24V没有了。
解决办法：根据接线图，查找该DC24V的来源，进一步判断是电源线路（127/220VAC，DC24V）问题，还是电源模块或断路器跳闸问题。
2．集控台监控不到沿线皮带保护:
原因分析：由集控台到分线箱的网络通讯故障。
解决办法：①检查网络电缆是否连接正常；②检查24V供电源是否正常；③检查CAN模块的外供24VDC是否正常。检查CAN模块上橘红色通信指示灯是否变闪烁，不闪的话重新断送电。上述都没问题时主站或分站坏了。
3.沿线拉线无法恢复:
原因分析：没有站号无法恢复时拉线接线有开路，有站号无法恢复拉线内部开关问题。有站号无法恢复且拉线没问题时主站或分站问题。
解决方法：①检查接线②检查问题拉线内部开关③更换电路板。
4.堆煤故障无法恢复：
原因分析：探头接地或探头上有杂物或内部电路板问题。
解决方法：①检查探头并擦干净不让其接触别的东西②更换电路板。
5.跑偏故障无法恢复：
原因分析：接线有短路，内部开关问题。接线和内部开关没问题时主站或分站问题。
解决方法：①检查接线②检查问题跑偏线内部开关③更换电路板。
6.速度无输出：
原因分析：传感器滚轮是否紧贴胶带；输入直流电源是否正常；接线是否正确，有无松动。
解决方法：①检查接线②检查传感器滚轮是否紧贴胶带③检查电源。
7.纵撕故障无法恢复：
原因分析：电极盒内堆煤过多或有杂物有水，电路板坏了。
解决方法：①清理杂物，煤，并擦干电极和外壳。②更换电路板。
8.烟雾故障无法恢复：
原因分析：煤尘过大或烟雾损坏。
8.出现启动故障：
原因分析：变频没有启动或抱闸没有启动。
解决方法：启动时看操台的指示有没有皮带运行和抱闸开启，没有的话就是电机启动装置或抱闸开关有问题。
PＬＣ概述
一、可编程控制器的产生及定义
①１９６９年美国数字设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程控制
器，并成功地应用在美国通用汽车公司（GM）的生产线上。但当时
只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC（programmable logic controller）。
②70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开
关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电
子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable
controller）。但由于PC容易与个人计算机（personal computer）相混淆，
故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。
③1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：
可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下
的应用而设计的工业控制器，它采用了可以编程序的存储器，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，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生
产过程。
④PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控
制方面具有一定优势。继电器在控制系统中主要起两种作用：（1）逻
辑运算（2）弱电控制强电。
⑤PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工
业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）
的首位。
二、可编程控制器的分类及特点
（一）分类
（１）从组成结构形式分
①一体化整体式ＰＬＣ
②模块式结构化ＰＬＣ
（２）按Ｉ／Ｏ点数及内存容量分
①超小型ＰＬC
②小型ＰＬＣ
③中型ＰＬＣ
④大型ＰＬＣ
⑤超大型ＰＬＣ
（3）按输出形式分
①继电器输出
为有触点输出方式，适用于低频大功率直流或交流
②晶体管输出
为无触点输出方式，适用于高频小功率直流负载
③晶闸管输出
为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负载
（二）特点
①可靠性高、抗干扰能力强
②编程简单、使用方便
③设计、安装容易，维护工作量少
④功能完善、通用性好，可实现三电一体化
PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运
动控制）这三电集于一体。
⑤体积小、能耗低
⑥性能价格比高
三、可编程控制器的应用
①开关量的逻辑控制
②位置控制
③过程控制
④数据处理
⑤通信联网
⑥ＣＩＭＳ的应用
四、PLC控制系统的分类
（一）、集中式控制系统
集中式控制系统是用一个PLC控制一台或多个被控设备。主要用于
输入、输出点数较少，各被控设备所处的位置比较近，且相互间的
动作有一定联系的场合。其特点是控制结构简单。
（二）、远程式控制系统
远程式控制系统是指控制单元远离控制现场，PLC通过通信电缆与
被控设备进行信息传递。该系统一般用于被控设备十分分散，或工
作环境比较恶劣的场合。其特点是需要采用远程通信模块，提高了
系统的成本和复杂性。
（三）分布式控制系统
分布式控制系统即采用几台小型PLC分别独立控制某些被控设备，
然后再用通信线将几台PLC连接起来，并用上位机进行管理。该系
统多用于有多台被控设备的大型控制系统，其各被控设备之间有数
据信息传送的场合。其特点是系统灵活性强、控制范围大，但需要
增加用于通信的硬件和软件，系统的复杂性也更大。
可编程控制器原理
２.1 ＰLC的组成与基本结构
２.1.1 ＰＬＣ的基本组成
ＰＬＣ主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组
成，其中ＣＰＵ是ＰＬＣ的核心，Ｉ／Ｏ部件是连接现场设备与ＣＰＵ
之间的接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接。
对于整体式ＰＬＣ，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式ＰＬＣ，
各功能部件独立封装，称为模块或模板，各模块通过总线连接，安装在
机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模
块数是不同的，一般为３－１０块。可扩展的机架数也不同，一般为２
－８个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长，一般不超过
１０M.。
2.1.2 ＰＬＣ各组成部分
1、中央处理单元ＣＰＵ
ＣＰＵ通过输入装置读入外设的状态，由用户程序去处理，并根据处理结果通过输出装置去控制外设。
一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统，一个是字处理器，它是主处理器，由它处理字节操作指令，控制系统总线，内部计数器，内部定时器，监视扫描时间，统一管理编程接口，同时协调位处理器及输入输出。另一个为位处理器，也称布尔处理器，它是从处理器，它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理下实现ＰＬＣ编程语言向机器语言转换。
ＣＰＵ处理速度是指ＰＬＣ执行１０００条基本指令所花费的时间。
2、存储器
存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。
ＰＬＣ所用的存储器基本上由ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ及ＲAM等组成。
3、输入／输出部件
输入／输出部件又称Ｉ／Ｏ模块。ＰＬＣ通过Ｉ／Ｏ接口可以检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为ＰＬＣ对控对象进行控制的信息依据。同时ＰＬＣ又通过Ｉ／Ｏ接口将处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。
4、编程装置和编程软件
ＰＬＣ是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。
5、电源部件
2.2 ＰＬＣ的基本工作原理
２.2.1 ＰＬＣ的循环扫描工作过程
（一）ＰＬＣ的循环扫描
ＰＬＣ的ＣＰＵ是采用分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，随着
时间的延伸一个动作接一个动作顺序地进行，这种分时操作进程称为
ＣＰＵ对程序的扫描。ＰＬＣ的用户程序由若干条指令组成，指令在存
储器中按序号顺序排列。ＣＰＵ从第一条指令开始，顺序逐条地执行用
户程序，直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。
（二）ＰＬＣ工作过程
1、公共操作
公共操作是在每次扫描程序前进行的自检。
2、数据Ｉ／Ｏ操作
数据Ｉ／Ｏ操作也称为Ｉ／Ｏ状态刷新。它包括两种操作：
①采样输入信号，即刷新输入状态表的内容
②送出处理结果，即用输出状态表的内容刷新输出电路
3、执行用户程序操作
4、处理外设请求操作
外设的请求命令包括操作人员的介入和硬件设备的中断
２.2.2 ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ滞后现象
造成Ｉ／Ｏ响应滞后的原因：
①扫描方式
②电路惯性
输入滤波时间常数和输出继电器触点的机械滞后
③与程序设计安排有关
２.３ ＰＬＣ的编程语言
２.3.1 梯形图编程
（一）PLC的编程特点
1、程序的执行顺序
两图实现相同的功能。当IS1闭合时，1Y1、1Y2输出。系统上
电之后，当1S1闭合时，继电器梯形图中的1Y1、1Y2会同时得电，若不考虑继电器触点的延时，则1Y1、1Y2会同时输出。但在PLC梯形图中，因为PLC的程序是顺序扫描执行的，PLC的指令按从上向下，从左向右的扫描顺序执行，整个PLC的程序不断循环往复。PLC的“继电器”的动作顺序由PLC的扫描顺序和在梯形图中的位置决定，因此，当1S1闭合时，1Y1先输出而1Y2后输出。即继电器采用并行的执行方式，而PLC则采用串行的执行方式。
2、继电器自身的延时效应
传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时，
并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而PLC
中的继电器都为软继电器，不会有延时效应，当然，这里忽略
了PLC的扫描时间。
3、PLC中的软继电器
每个继电器有无数个常开和常闭触点。
（二）PLC编程的基本原则
（１） 每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一
个梯级，每个梯级可由多个支路组成。
（２） 梯形图每一行都是从左母线开始，而且输出线圈接在最右
边，输入触点不能放在输出线圈的右边。
（３） 输出线圈不能直接与左母线连接。
（４） 多个的输出线圈可以并联输出。
（５） 在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作，禁止使用。
（６） ＰＬＣ梯形图中，外部输入／输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。
（７） 梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制，可无限次的使用。
（８） 在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续后面的程序编制。
（９） 梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右，从上到下的原则。
（二）编程技巧及原则“上重下轻，左重右轻，避免混联”
（１） 梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方
（２） 梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图最左边
（３） 为了输入程序方便操作，可以把一些梯形图的形式作适当变换
2.3.2 语句表编程
ＰＬＣ的语句：操作码＋操作数
操作码用来指定要执行的功能，告诉ＣＰＵ该进行什么操作；操
作数内包含为执行该操作所必需的信息，告诉ＣＰＵ用什么地方
的数据来执行此操作。
操作数的分配原则：
（１） 为了让ＣＰＵ区别不同的编程元素，每个
独立的元素应指定一个互不重复的地址
（２） 所指定的地址必须在该型机器允许的范围之内。
2.3.3 其它编程语言
功能图编程．高级编程语言（Ｃ语言．Pascal语言等）
编程语言
用户类
应用
语句表（STL）
愿意用类似于机器码语言编程的用户
程序在运行时间和存贮空间要求上最优
梯形图（LAD）
习惯电路图的用户
编写逻辑控制程序
功能图（FBD）
熟悉布尔代数逻辑图的用户
编写逻辑控制程序
SCL（结构控制语言）可选软件包
用高级语言。如PASCAL或C语言编程的用户
数据处理任务程序
S7 Graph（顺序控制）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
以顺序过程的描述很方便
S7 HiGraph（状态图形）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
以异步非顺序过程的描述很方便
CFC（连续功能图）可选软件包
有技术背景，没有PLC编程经验的用户
适用于连续过程的描述
2.2 S7系列可编程控制器
2.2.1．系统构成
S7系列PLC包括S7-200、S7-300、S7-400三大类，S7-200是微型到小型的PLC，S7-300是小型到中型的PLC，S7-400是大型的PLC。
一、S7-200 可编程控制器：
S7-200PLC采用整体式结构，可由主机（基本单元）加扩展单元构成。
二、 S7-300 可编程控制器：
S7-300PLC采用紧凑的、无槽位限制的模板结构。主要组成部分：导轨（RACK）、电源模板（PS）、中央处理单元（CPU）、信号模板（SM）、模板功能（FM）。还可加上接口模板（IM）和通讯处理器（CP）
课时：2
方法：实物教学、图片展示
步骤：介绍S7系列PLC基本组成的基础上，逐个对S7-200、S7-300、S7-400 PLC的系统构成加以介绍，重点学习I/O模板的地址构成。
三、S7-400 可编程控制器
SIMATIC S7-400可编程控制器采用模块式结构，无风扇设计。可将各种模板装在一个模板基架上，组成所需要的系统。各种基架都带有集成的背板总线，用户安装只要简单地插入模板并用螺钉固定即可。
系统主要组成部件：电源模板(PS)，中央处理单元(CPU)，数字量输入/输出和模拟量输入/输出信号模板(SM)、通讯处理器(CP)、功能模板(FM)。
SIMATICS7-400还提供以下部件以满足用户的需要：
接口模板(IM)：用于连接中央控制单元和扩展单元。SIMATIC S7-400中央控制器最多能连接21个扩展单元。
SIMATIC M7自动化计算机：M7是AT兼容的计算机，用于要求解决高速计算机的技术问题。它既可用作CPU也可用作功能模板(FM 456-4应用模板)。
SIMATIC S5模板：SIMATIC S5—115U，S5—135U和S5—155U的所有I／O模板都可和相应的SIMATIC S5扩展单元一起使用。SIMATICS5的某些1P和WF模板可用于S5扩展单元，也可直接用于中央控制器(通过适配器盒)。
备 注
2.2.2．编址
采用PLC进行系统程序设计时必须确定所组成的I/O点地址，下面以S7－300为例。
一、槽地址
上图所示的S7-300 系统中，插槽1为电源模板，插槽2为CPU模板，CPU必须紧靠电源模板，电源和CPU两块模板不分配地址，插槽3为接口模板，用于连接扩展机架，即使不使用接口模板，CPU中也给接口模板分配地址。从插槽4开始为I/O模板，根据I/O模板插入的位置不同具有确定的I/O地址，
二、开关量模板及编址：
开关量模板可以插入槽号4～11的所有位置。
机
架
3
电源
PS931
接口模板
IM361
96.0
到
99.7
100.0
到
103.7
104.0
到
107.7
108.0
到
111.7
112.0
到
115.7
116.0
到
119.7
120.0
到
123.0
124.0
到
127.7
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
64.0
到
67.7
68.0
到
70.7
72.0
到
75.7
76.0
到
79.7
80.0
到
83.7
84.0
到
87.7
88.0
到91.7
92.0
到
95.7
机
架
1
电源
PS931
接口模板
IM361
32.0
到
35.7
36.0
到
39.7
40.0
到
43.7
44.0
到
47.7
48.0
到
51.7
52.0
到
55.7
56.0
到59.7
60.0
到
63.7
机
架
0
电源
CPU
接口模板
IM360
0 .0
到
3.7
4.0
到
7.7
8.0
到
11.7
12.0
到
15.7
16.0
到
19.7
20.0
到
23.7
24.0
到27.0
28.0
到
31.7
图S7－300 PLC地址分配（开关量）
备 注
三、模拟量模板及编址： 与S5－100 PLC不同。在S7－300 PLC的每个插槽都能安装模拟量I/O模板。S7－300 PLC各I/O插槽及模拟量地址如图所示。
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
512
到
526
528
到
542
544
到
558
560
到
574
576
到
590
592
到
606
608
到
622
624
到
638
机
架
2
电源
PS931
接口模板
IM361
512
到
526
528
到
542
544
到
558
560
到
574
576
到
590
592
到
606
608
到
622
624
到
638
机
架
1
电源
PS931
接口模板
IM361
384
到
398
400
到
414
416
到
430
432
到
446
448
到
462
464
到
478
480
到
494
496
到
510
机
架
0
电源
CPU
接口模板
IM360
256
到
270
272
到
286
288
到
302
304
到
318
320
到
334
336
到
350
352
到
366
368
到
382
图S7－300 PLC的地址分配（模拟量）
四、其他功能模板： 西门子S7－300 PLC不仅可连接通用I/O模板， 还可根据某些特定控制要求选配其它功能模板。例如，FM350-1计数器模板，FM351位控模板，FM352电子凸轮控制器，FM353步进电机位控模板，FM354伺服电机位控模板，SIM智能控制器等。
五、符号地址:STEP 7 编程时可以用符号名代替绝对地址，这就是符号地址，使用符号地址使程序阅读更容易。
Symbol(符号)
MemAdd(地址)
Data Type(数据类型)
Comment(注释)
Mot_A_Con 1
Mot_A_Dsp 1
Mot_A_On
Mot_A_T1
Mot_Function
I2.1
Q4.5
M1.5
T1
FB21
BOOL
BOOL
BOOL
TIMER
FB21
Motor Contact 1
Motor Display 1
Memory motor on
Mon.time mot 1
FB Mot Control
初学者的必须掌握的几个梯形图
1。启动、保持、停止电路
x1 x2
|--||---|/|-----(y1)
| |
| y1 |
|--||-
|
2.三相异步电机正反转控制电路
|
| x0 x2 x1 y1
|--||--------|/|------|/|-------|/|-------(y0) 正转
| |
| y0 |
|--||------
|
| x1 x2 x0 y0
|--||--------|/|------|/|-------|/|-------(y1) 反转
| |
| y1 |
|--||------
|
3.闪烁电路 x0 T1
|--||---|/|-----(To)k20
|
| T0
|--||-----------(T1)k30
| |
|-----(y0)
4.延时接通/断开电路 x0
|--||-----------------(T0)k90
|
| y1 x0
|--||--------|/|------(T1)k30
|
| t0 t1
|--||--------|/|------(y1)
| |
| y1 |
|--||------
|