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机床电气控制与PLC 机械工业出版社 第3章 典型机床的PLC控制 知识目标 技能目标 知识目标 1）了解PLC的产生过程、特点、应用及发展趋势。 2) 掌握PLC的基本结构、工作原理和常用的编程语言。 3) 掌握西门子S7-200系列PLC的基本逻辑指令系统。 4) 掌握梯形图和指令程序设计的基本方法。 5) 掌握梯形图编程规则、编程技巧和方法。 技能目标 1）能根据项目要求，设计PLC的硬件接线图，进一步熟练掌握PLC的接线方法。 2) 能熟练地应用西门子S7-200系列PLC基本逻辑指令，编写控制系统的梯形图和指令程序。 3) 能熟练地使用西门子公司的STEP-Micro/WIN32编程软件，设计PLC控制系统的梯形图和指令程序，并写入PLC进行调试运行。 4）能根据机床动作和I/O接口，分析典型机床的PLC控制梯形图。 问题导入 前面学习了C650卧式车床、T68型卧式镗床等典型机床的继电器-接触器控制线路分析，如何用可编程序控制器（PLC）来改造这些机床呢？改造后的机床有什么优点？ 本章内容 3.1 初步认识PLC 3.2 S7-200系列PLC 3.3 电动机启动、停止的PLC控制 3.4 电动机星形—三角形降压启动的PLC控制 3.5 自动往返运行的PLC控制 3.6 步进电动机的PLC控制 3.7 典型机床的PLC控制 3.1 初步认识PLC 3.1.1 PLC系统的组成及工作原理 3.1.2 PLC的表达方式 3.1.3 PLC的技术指标 3.1.4 PLC的分类 3.1.1 PLC系统的组成及工作原理 1．PLC系统的组成 2．PLC系统的工作原理 1．PLC系统的组成 （1）硬件 可编程序控制器主机的硬件电路由中央处理器（CPU）、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五部分组成，PLC典型硬件系统如图3-1所示。 （2）软件系统 ●PLC软件系统和硬件电路共同构成可编程序控制器系统的整体。 ● PLC软件系统又可分为系统程序和用户程序两大类。 ●系统程序的主要功能是时序管理、存储空间分配、系统自检和用户程序编译等。 ●用户程序是用户根据控制要求，按系统程序允许的编程规则，用厂家提供的编程语言编写的程序。 2．PLC系统的工作原理 （1）扫描工作方式 PLC的工作原理和计算机的工作原理基本一致，但是工作方式有所不同，PLC采用循环扫描的工作方式。PLC有两种工作模式，即运行（RUN）与停止（STOP）。 （2）扫描周期 PLC在运行工作模式时，执行一次循环扫描操作所需要的时间称为扫描周期，其典型值约为1ms～100ms。 （3）工作过程 可编程序控制器通过循环扫描输入端口的状态、执行用户程序来实现控制任务。 （4）输入／输出滞后时间 输入／输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻到它控制的外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。 3.1.2 PLC的表达方式 1．梯形图编辑器（LAD） 2．指令表（IL） 3．功能块图编辑器（FBD） 这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。 该编程语言用类似“与门”、“或门”的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量。 4．顺序功能图（SFC） 顺序功能图用来描述开关量控制系统的功能，是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用于编制顺序控制程序。 顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，根据它可以很容易地画出顺序控制梯形图程序。 5．结构文本（ST） 结构文本（ST）是IEC1131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。 与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。 3.1.3 PLC的技术指标 1．I/O点数 2．存储容量 3．扫描速度 4．指令系统 5．可扩展性 6．通信功能 1．I/O点数 可编程序控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和，又称主机的开关量I/O点数。它是描述PLC大小的一个重要参数。 2．存储容量 PLC的存储器由系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器3部分组成。 PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。 3．扫描速度 可编程序控制器采用循环扫描工作方式，扫描速度与周期成反比。影响扫描速度的主要因素，有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中C