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下篇 可编程序控制器应用技术可编程序控制器应用技术第一章第一章 可编程序控制器概论可编程序控制器概论 1 11 PLC1 PLC的由来的由来1 12 PLC2 PLC的国内外状况的国内外状况1 13 PLC3 PLC的分类的分类1 14 PLC4 PLC的特点与应用领域的特点与应用领域1 15 PLC5 PLC的发展趋势的发展趋势PLCPLC的由来的由来 可编程序逻辑控制器PLC产生于1969年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。返回本节返回本节现在所说的可编程序控制器PC（Programmable Controller）是1980年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而来。1985年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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的命令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则而设计。PLC的分类 1.从结构上 可编程序控制器从结构上可分为整体 型和模块型，以及叠装型。2.从规模上 按PLC的输入输出点数可分为小型、中 型和大型，以及超大型和超小型。返回本节返回本节PLC的特点和应用领域 PLC的特点有：1功能强大、性价比高、2.可靠性高、灵活通用、使用简单 3.体积小、结构紧凑、安装维护方便 PLC的特点和应用领域PLC的应用领域有：1.工业 1）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；2）模拟量控制，部分PLC或功能模块具有PID控制功能，可实现过程控制；3）监控，用PLC可构成数据采集和处理的监控系统；4）建立工业网络，为适应复杂的控制任务且节省资源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。返回本节返回本节2.其他行业 可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国防和民用，如建筑，环保，家用电器等。第二章 PLC的组成和工作方式 PLC的组成与基本结构 PLC的程序表达方式 PLC的工作方式组成 PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要是由中央处理器（CPU）、电源、存储器、输入/输出部件(I/O接口)和编程器等组成。图2.1为一典型PLC结构简图。图图2.1组成结构简图组成结构简图1.中央处理单元 各种PLC中采用的CPU通常有三种：单片机（8031、8096、68000等）通用微处理器（8086、80286、80386、80486、80486DX/DX2等）位片式微处理器（AMD2900、AMD2903等）CPU的主要功能：1）从存储器中读取指令 2）执行指令 3）顺序取指令 4）处理中断2.存储器 两种存储器：1）只读存储器ROM 2）随机读写存储器RAM按其用途分为三类：系统存储器 用户程序存储器 数据存储区 3.输入输出部件（I/O接口部件）输入输出部件是PLC与被控制对象和外部 现场传递信息的接口。输入输出信号分为开关量、模拟量、数字量，按输入输出信息不同的类型，各有不同结构的I/O接口部件。针对开关量信号的(I/O)部件 （1）输入接口电路 通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。同时也有高电压型和低电压型。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。图2.2和图2.3分别为一种型号PLC的直流和交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。图图2.2 直流输入电路图直流输入电路图图2.2描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于对外显示，同时进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。光耦合器中的发光管使三极管导通，信号图图2.3交流输入电路图交流输入电路图返回本节返回本节（2）输出接口电路 结构上有三种：继电器输出 晶体管输出 双向晶闸管输出a)继电器输出继电器输出b）晶体管输出）晶体管输出c）双向晶闸管输出）双向晶闸管输出I/O部件同时具有的功能抗干扰 隔离 屏蔽 滤波电压电流变换输入输出信号的电源输入信号：输出信号：针对模拟量的I/O信号：有A/D、D/A接口和模块 特殊功能模块 数据通信模块 4 编程器电源PLC程序的表达方式1.梯形图 2.语句表 3.逻辑符号图 4.高级语言编程语言 1.梯形图 2.语句表 3.逻辑符号图 4.高级语言 返回本章首页返回本章首页工作方式1.循环扫描 PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理。其工作过程如图2.4所示。图2.4中当PLC方式开关置于RUN（运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信服务，如对PLC联机或离线编程。循环扫描工作过程内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理RUNSTOP接通电源内部处理阶段：通信服务阶段可编程序控制器的输入处理、执行用户程序和输出处理过程的原理如图2.5所示。图图2.5程序执行原理图程序执行原理图PLC循环工作周期 PLC工作依次执行的五个阶段，称为一个扫描周期或工作周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。PLC工作方式的特点 可变程控 循环扫描 顺序执行 集中出入 快速串行 灵活中断2.与计算机的异同 相同点：（1）基本结构相同（2）程序执行原理相同 不同点：两者的不同点主要体现在工作方式上。3.与继电接触器系统的异同 相同点：图形结构和逻辑关系相同。不同点：（1）实现原理不同（2）工作方式不同返回本节返回本节技术性能指标 1.外形尺寸 2.输入输出点数 3.机器字长 4.速度5.指令系统6.存储器容量7.扩展性8.通信功能 返回本章首页返回本章首页PLC的发展趋势（1）与计算机联系密切（2）发展多样化（3）模块化（4）网络与通信能力增强（5）多样化与标准化（6）工业软件发展迅速 返回本节返回本节
