高级维修电工CPMAH实验指导书详解.doc

PLC实验装置(CPM2AH系列) 实验指导书 2007年4月 目 录 第一章 可编程控制器（2） 1.1 简介 （2） 1.2 基本指令 （8） 1.3 梯形图编程规则 （12） 1.4 安装和维护 （13） 第二章 演示实验 (17) 2.1 基本指令编程练习 （16） 2.3 液体自动混合 （23） 2.4 运料小车 （26） 2.5 机械手动作模拟控制 （30） 2.2 十字路口交通灯 （18） 2.6 三相异步电机换接启动 （34） 2.7 电梯控制系统 （36） 附录：CPM2AH主机实验接线图（67） 第一章 可编程控制器 1.1 简介 基本概念 可编程控制器，英文称Programmable Controller,简称为PC,这是其在国外工业界的正式名称。但这容易和个人计算机(Personal Computer,简称也为PC)相混淆,在我国仍习惯地沿用PLC作为它的缩写(Programmable Logic Controller)。可编程控制器是基于大规模集成电路技术和微型计算机技术的新一代工业自动控制设备。 传统的生产自动控制系统是继电器--接触器控制系统，是用导线把继电器、接触器和开关及其触点按照一定的逻辑关系连接起来构成的控制系统。显然，这种继电控制系统具有布线复杂、功能不易扩展、功耗高和通用性、灵活性差等缺点。当控制对象比较多、要求比较复杂时，该控制系统的器件会较多、体积庞大，同时可靠性下降，而不能满足生产的需要。上世纪六十年代以来，随着半导体技术，特别是微处理器和微型计算机技术的不断成熟，新一代工业自动控制设备～ 可编程控制器具有以下的显著优点： ( 可靠性高 ( 编程简单、使用方便 ( 通用性好、具有在线修改能力 ( 大幅缩短设计、施工和试运投产周期，维护容易 ( 体积小巧，便于实现机电一体化 由此可见，可编程控制器是传统继电接触控制技术和现代微机技术相结合的产物。一方面，它克服了继电接触控制系统的缺点；另一方面，它又充分地利用了微处理技术的优点；另外，它照顾到工业生产现场电气操作及维修人员的习惯和知识技能水平，采用了一套继电器梯形图为基础的简单的指令方式，使PLC的程序编制不需要进行专门的计算机编程知识的学习，直观而形象，易于掌握。 结构框图 虽然PLC的类型和种类繁多，其功能和指令系统也不尽相同，但基本的结构和工作原理则大同小异。下图是一般PLC的结构框图： 从上图可以看出，PLC硬件系统一般包括以下几个组成部分： 主机 主机部分包括中央处理器（CPU）和存储器。中央处理器是具有运算和控制功能的大规模集成电路，用于控制PLC其它部分的操作，是PLC的核心。具体地说，中央处理器用以读取输入变量、运行用户程序来完成用户指令规定的各项操作、监控输入/输出接口的运行状态来响应外部设备的请求，在此基础上做出逻辑判断和进行数据处理，并将结果送到输出端，控制各个执行元件的操作。存储器中所存储的信息包括两种：系统程序，指系统管理和监控程序以及对用户程序做编译处理的程序。该系统程序已经由生产厂家固化在PLC内部的硬件上，类似于微机上的CMOS程序，用户不能更改；用户程序和数据，指用户自己编制的控制工业过程的应用程序和各种暂存数据及中间结果。 输入/输出（I/O）接口 显然，这部分是PLC与输入/输出设备进行连接的接口，是它们之间的媒介。输入接口接收输入设备（如按钮、传感器、开关以及触点等）的控制信号。输出接口是将经过主机处理后的结果通过功率放大电路去驱动输出设备（如指示灯、电磁阀等）。为减少电磁干扰，提高控制回路的可靠性，输出接口电路一般由微机输出接口和隔离电路组成。PLC的输出元件有三种形式：继电器输出、晶体管输出和双向可控硅输出，用户可以根据执行元件的需要来选择。 输入/输出（I/O）扩展单元 用于扩充外部输入/输出设备时的连接。 手持编程器 手持编程器是PLC的一种主要的外部设备，用于在工业现场的手持编程，用户可以使用它来输入、检查、修改、调试自己的应用程序，也可以用来监视PLC的工作状态。此外，PLC也可以通过适配器和专用电缆和便携式电脑进行连接，利用专用的工具软件进行PLC的编程和监控。 外部设备接口 用于主机和编程器、打印机、扫描仪等外部设备的连接。 电源 电源将工业现场的交流电源转换为直流电源，以供给中央处理器、存储器以及输入/输出设备正常工作所需的电源。 工作原理 可编程控制器依靠执行用户程序来实现对工业生产过程的控制，采用的方式是周期性循