西门子PLC系统及其应用.pptx
2023/2/1311.掌握西门子S7300系列PLC的基本结构、工作原理、寻址方式、工作特点及应用范围。2.掌握S7300系列PLC的指令系统及典型控制程序的设计。3.学会Windows环境下的STEP 7编程软件使用和控制程序的调试步骤及方法。4.通过实例分析，掌握用PLC进行控制系统设计的步骤，编程方法，培养学生用PLC改造常规继电控制系统和根据生产工艺要求设计PLC控制系统的能力教学基本要求第1页/共45页2023/2/132教材及参考书第2页/共45页2023/2/133教材及参考书第3页/共45页2023/2/134考核方式考试课，试卷考试试卷：60%作业+考勤：20%，5次作业实验：20%，5次实验第4页/共45页2023/2/135第第1 1章章 PLCPLC概述概述1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生1.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类1.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点1.4 PLC1.4 PLC的结构与工作过程的结构与工作过程1.5 1.5 思考与练习思考与练习第5页/共45页2023/2/136l传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差高、可靠性及灵活性差 。（控制功能略加变动，就需重新组合、改变接线。）应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。工业应用场合。（接线逻辑）（接线逻辑）1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生第6页/共45页2023/2/137以往的电气控制装置主要采用继电器、接触器或电子元件来实现，由连接导线将这些器件按照一定的工作程序组合在一起，以完成一定的控制功能，这种控制叫做接线程序控制。接线程序控制的电气装置体积大，生产周期长，接线复杂，故障率高，可靠性差。控制功能略加变动，就需重新组合、改变接线。第7页/共45页2023/2/138 在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。ST1ST2ST3ST4SB2SB1KM2KM2KM1KM1SB3KM1KM2ST1ST2ST4ST3工作台前进后退正反转自动循环正反转自动循环控制线路控制线路第8页/共45页2023/2/139l用户迫切用户迫切需要需要一种先进的自动控制装置一种先进的自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统第9页/共45页2023/2/1310 1968 1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)(GM)为了用新的控制装置取代继电器控制装置，在公开招标为了用新的控制装置取代继电器控制装置，在公开招标中提出了十项指标，即：中提出了十项指标，即：1 1、编程简单，可在现场方便地编辑及修改程序；、编程简单，可在现场方便地编辑及修改程序；2 2、维修方便，采用模块化结构；、维修方便，采用模块化结构；3 3、可靠性高于继电器控制装置；、可靠性高于继电器控制装置；4 4、体积小于继电器控制装置；、体积小于继电器控制装置；5 5、具有数据通信功能；、具有数据通信功能；6 6、成本可与继电器控制装置竞争；、成本可与继电器控制装置竞争；7 7、可直接用、可直接用115 V115 V交流输入；交流输入；8 8、输出为、输出为115 V115 V，2 A2 A以上，能直接以上，能直接 驱动电磁阀、接触器等；驱动电磁阀、接触器等；9 9、通用性强，易于扩展；、通用性强，易于扩展；1010、用户存储器容量至少在、用户存储器容量至少在4 KB4 KB以上。以上。第10页/共45页2023/2/1311 这十项招标指标奠定了可编程控制这十项招标指标奠定了可编程控制这十项招标指标奠定了可编程控制这十项招标指标奠定了可编程控制器器器器最基本的功能要求最基本的功能要求最基本的功能要求最基本的功能要求r 用计算机代替继电器控制盘用计算机代替继电器控制盘r 用程序代替硬件接线用程序代替硬件接线r 输入输入/输出电平可与外部装置直接连接输出电平可与外部装置直接连接r 结构易于扩展结构易于扩展核心为：核心为：工业控制单板机（计算机）工业控制单板机（计算机）继电器控制系统继电器控制系统 先进控制装置先进控制装置 第11页/共45页2023/2/1312l可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生 19691969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DECDEC）根据上述）根据上述要求要求和和设想设想，研制出了世界上第一台可编程序控制器，型号为研制出了世界上第一台可编程序控制器，型号为PDP-14PDP-14，并在通用公司的汽车装配生产线上首次应用成功，取得了并在通用公司的汽车装配生产线上首次应用成功，取得了显著的经济效益。当时人们把它称为显著的经济效益。当时人们把它称为可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller(Programmable Logic Controller，简称，简称)。可编程控制器诞生可编程控制器诞生可编程控制器诞生可编程控制器诞生第12页/共45页2023/2/1313可编程控制器这一新技术的出现，受到国内外工程可编程控制器这一新技术的出现，受到国内外工程 技术界的极大关注，纷纷投入力量研制。技术界的极大关注，纷纷投入力量研制。p第一个把商品化的是美国哥德公司第一个把商品化的是美国哥德公司(GOULD)，时间也是时间也是1969年，型号为年，型号为084。p1971年，日本从美国引进了这项新技术，研制出日本年，日本从美国引进了这项新技术，研制出日本第一台可编程控制器第一台可编程控制器DSC-8。p19731974年，德国和法国也都相继研制出自己的可年，德国和法国也都相继研制出自己的可编程控制器，德国西门子公司编程控制器，德国西门子公司(SIEMENS)于于1973年研年研制出欧洲第一台制出欧洲第一台，型号为型号为SIMATICS4。p我国从我国从1974年开始研制，年开始研制，1977年开始工业应用。年开始工业应用。第13页/共45页2023/2/1314PLC的中国现状 目前，中国PLC市场的95以上被国外品牌占领。第14页/共45页2023/2/13152010中国PLC市场研究报告介绍为尽快提升我国为尽快提升我国PLCPLC的技术水平，引进的技术水平，引进PLCPLC的先进生产技术，中外合资或外商独资企业在国的先进生产技术，中外合资或外商独资企业在国内开始批量生产内开始批量生产PLCPLC。西门子公司率先在大连建立。西门子公司率先在大连建立PLCPLC生产企业；欧姆龙公司在上海生产的生产企业；欧姆龙公司在上海生产的PLCPLC远远销海内外。销海内外。国内已有具有较强实力的公司开始拓展国内已有具有较强实力的公司开始拓展PLCPLC业务，并在中国业务，并在中国PLCPLC市场有了一定响应。市场有了一定响应。北京和利时系统工程股份有限公司就是一个典范。北京和利时系统工程股份有限公司就是一个典范。第15页/共45页2023/2/13161.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类l经历经历：可编程逻辑控制器（：可编程逻辑控制器（PLCPLC）可编程控制器可编程控制器（PCPC）通用叫法通用叫法：可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于力。但由于PCPC容易和个人计算机（容易和个人计算机（Personal Personal ComputerComputer）混淆，所以人们还沿用）混淆，所以人们还沿用PLCPLC作为可编程控制作为可编程控制器的英文缩写。器的英文缩写。1.2.1 PLC的定义 第16页/共45页2023/2/1317 国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）对可编程控制器的定）对可编程控制器的定义义：“可编程控制器是一种数字运算操作的可编程控制器是一种数字运算操作的电子系电子系统统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。则设计。”(1987.2)(1987.2)第17页/共45页2023/2/1318PLCPLCPLCPLC是一种是一种是一种是一种特别适合于工业环境的特别适合于工业环境的特别适合于工业环境的特别适合于工业环境的面向工程技术人员的面向工程技术人员的面向工程技术人员的面向工程技术人员的“蓝领计算机蓝领计算机蓝领计算机蓝领计算机”第18页/共45页2023/2/1319l1.1.按结构形式分类按结构形式分类 CPUCPU（基本单元）（基本单元）+扩展模块扩展模块 一体化紧凑型一体化紧凑型PLC PLC：电源、：电源、CPUCPU中央处理系统、中央处理系统、I/OI/O接接口都集成在一个机壳内。如口都集成在一个机壳内。如西门子西门子S7-200S7-200系列。系列。1.2.2 PLC的分类第19页/共45页2023/2/1320标准模块式结构化标准模块式结构化PLC PLC：各种模块相互独立，并安装：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLC应用系应用系统。如：统。如：西门子西门子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。第20页/共45页2023/2/13212.按I/O点数及内存容量分类小型机：256点以下（F1、S7-200）中型机：256-1024点大型机：1024点以上3.按控制性能分类低档PLC中档PLC高档PLC第21页/共45页2023/2/1322例：例：SIEMENS S7SIEMENS S7系列系列PLCPLC分类分类小型机小型机 :中型机中型机:大型机大型机SIMATIC S7-200一体化模块化SIMATIC S7-300模块化SIMATIC M7-300一体化SIMATIC C7-620模块化SIMATIC S7-400模块化SIMATIC M7-400第22页/共45页2023/2/1323按用途分类用于顺序逻辑控制用于闭环过程控制用于多级分布式和集散控制系统用于机械加工的数字控制和机器人控制根据生产厂家分类OMRON（日本欧蒙龙）MITSUBISHI（日本三菱）TOSHIBA（日本东芝）GE-FUNAC（美国通用电气）A-B(AllenBradley)（艾伦-布拉德利,是美国最大的电气公司）SIEMENS（德国西门子）第23页/共45页2023/2/13241.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点控制功能控制功能 逻辑控制逻辑控制 定时控制定时控制 计数控制计数控制 顺序控制顺序控制1.3.1 PLC的功能第24页/共45页2023/2/1325lPLCPLC的功能的功能 数据采集、存储与处理功能数据采集、存储与处理功能数学运算功能数学运算功能数据处理数据处理模拟数据处理模拟数据处理第25页/共45页2023/2/1326lPLCPLC的功能的功能 输入输入/输出接口调理功能输出接口调理功能 具具 有有 A A/D D、D D/A A 转转换换功功能能，通通过过 I I/O O 模模块块完完成成对对模模拟拟量量的的控控制制和和调调节节。位位数数和和精精度度可可以以根根据据用用户户要要求求选选择择。具具有有温温度度测测量量接接口口，直直接接连连接接各各种种 热热 电电 阻阻 或或 热热 电电 偶偶。第26页/共45页2023/2/1327lPLCPLC的功能的功能 通信、联网功能通信、联网功能PROFIBUS DPPROFIBUS DPPROFIBUS PA(Ex)PROFIBUS PA(Ex)PROFIBUS PAPROFIBUS PA第27页/共45页2023/2/1328lPLCPLC的功能的功能 人机界面功能人机界面功能第28页/共45页2023/2/1329lPLCPLC的功能的功能 编程、调试等编程、调试等使用复杂程度不同的使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式手持、便携和桌面式编程器、工作站和操编程器、工作站和操作屏，进行编程、调作屏，进行编程、调试、监视、试验和记试、监视、试验和记录，并通过打印机打录，并通过打印机打印出程序文件。印出程序文件。STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有MPIMPI接口的PG PG 或PCPC第29页/共45页2023/2/1330lPLCPLC的特点的特点 高可靠性高可靠性丰富的丰富的I/OI/O接口模块接口模块采用模块化结构采用模块化结构运行速度快运行速度快功能完善功能完善编程简单，易于使用编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小维修方便，维修工作量小总价格低总价格低 可编程控制器的可编程控制器的种类虽然千差万别，种类虽然千差万别，但为了在工业环境中但为了在工业环境中使用，它们都有许多使用，它们都有许多共同的特点共同的特点.第30页/共45页2023/2/1331高可靠性高可靠性 工业生产对电气控制设备的可靠性的要求是非常高工业生产对电气控制设备的可靠性的要求是非常高的，它应具有很强的抗干扰能力，能在很恶劣的环境的，它应具有很强的抗干扰能力，能在很恶劣的环境下下(如温度高、湿度大、金属粉尘多、距离高压设备近、如温度高、湿度大、金属粉尘多、距离高压设备近、有较强的高频电磁干扰等有较强的高频电磁干扰等)长期连续可靠的工作，平均长期连续可靠的工作，平均无故障时间无故障时间(MTBF)(MTBF)长，故障修复时间短。而长，故障修复时间短。而PLCPLC是专为是专为工业控制设计的，能适应工业现场的恶劣环境。可以工业控制设计的，能适应工业现场的恶劣环境。可以说，说，没有任何一种工业控制设备能够达到可编程控制没有任何一种工业控制设备能够达到可编程控制器的可靠性器的可靠性。第31页/共45页2023/2/1332在硬件方面，首先是选用优质器件，采用合理的系首先是选用优质器件，采用合理的系统结构，加固简化安装，使它能抗振动冲击。对印刷统结构，加固简化安装，使它能抗振动冲击。对印刷电路板的设计、加工及焊接都采取了极为严格的工艺电路板的设计、加工及焊接都采取了极为严格的工艺措施。对于工业生产过程中最常见的瞬间强干扰，采措施。对于工业生产过程中最常见的瞬间强干扰，采取的措施主要是采用隔离和滤波技术。取的措施主要是采用隔离和滤波技术。PLCPLC的输入和的输入和输出电路一般都用光电耦合器传递信号，作到电浮空，输出电路一般都用光电耦合器传递信号，作到电浮空，使使CPUCPU与外部电路完全切断了电的联系，有效地抑制与外部电路完全切断了电的联系，有效地抑制了外部干扰对了外部干扰对PLCPLC的影响。的影响。第32页/共45页2023/2/1333在PLC的电源电路和接口中，还设置多种滤波电路，还设置多种滤波电路，除了采用常规的模拟滤波器除了采用常规的模拟滤波器(如如LCLC滤波和滤波和型滤波型滤波)外，外，还加上了数字滤波，以消除和抑制高频干扰信号，还加上了数字滤波，以消除和抑制高频干扰信号，同同时也削弱了各种模板之间的相互干扰。用集成电压调时也削弱了各种模板之间的相互干扰。用集成电压调整器对微处理器的整器对微处理器的5 5伏电源进行调整，以适应交流电伏电源进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。在网的波动和过电压、欠电压的影响。在PLCPLC内部还采用内部还采用了电磁屏蔽措施，对电源变压器、了电磁屏蔽措施，对电源变压器、CPUCPU、存储器、编程、存储器、编程器等主要部件采用导电、器等主要部件采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。以防外界干扰。第33页/共45页2023/2/1334在软件方面，PLCPLC也也采采取取了了很很多多特特殊殊措措施施，设设置置了了警警戒戒时时钟钟WDT(Watching WDT(Watching Dog Dog Timer)Timer)，系系统统运运行行时时对对WDTWDT定定时时刷刷新新，一一旦旦程程序序出出现现死死循循环环，使使之之能能立立即即跳跳出出，重重新新起起动动并并发发出出报报警警信信号号。还还设设置置了了故故障障检检测测及及诊诊断断程程序序，用用以以检检测测系系统统硬硬件件是是否否正正常常，用用户户程程序序是是否否正正确确，便便于于自自动动地地做做出出相相应应的的处处理理，如如报报警警、封封锁锁输输出出、保保护护数数据据等等。当当PLCPLC检检测测到到故故障障时时，立立即即将将现现场场信信息息存存入入存存储储器器，由由系系统统软软件件配配合合对对存存储储器器进进行行封封闭闭，禁禁止止对对存存储储器器的的任任何何操操作作，以以防防存存储储信信息息被被破破坏坏。这这样样，一一旦旦检检测测到到外外界界环环境境正正常常后后，便便可可恢恢复复到到故故障障发发生生前前的状态，继续原来的程序工作。的状态，继续原来的程序工作。这些有效的措施，保证了可编程控制器的高可靠性。第34页/共45页2023/2/1335 编程简单编程简单可可编编程程控控制制器器的的设设计计是是面面向向工工业业企企业业中中一一般般电电气气工工程程技技术术人人员员的的，它它采采用用易易于于理理解解和和掌掌握握的的梯形图语言，以及面向工业控制的简单指令梯形图语言，以及面向工业控制的简单指令。除除了了梯梯形形图图语语言言以以外外，PLCPLC还还可可以以采采用用其其他他形形式式的的编编程程语语言言，如如STLSTL（语语句句表表）语语言言，功功能能块块图图（FBDFBD），顺顺序序功功能能图图（SFCSFC）以以及及高高级级语语言言进行编程。进行编程。第35页/共45页2023/2/1336系统设计、安装、调试方便系统设计、安装、调试方便 用用可可编编程程控控制制器器完完成成一一项项控控制制工工程程时时，由由于于其其硬硬、软软件件齐齐全全，设设计计和和施施工工可可同同时时进进行行。由由于于用用软软件件编编程程取取代代了了继继电电器器硬硬接接线线实实现现控控制制功功能能，使使得得控控制制柜柜的的设设计计及及安安装装接接线线工工作作量量大大为为减减少少，缩缩短短了了施施工工周周期期。同同时时，由由于于用用户户程程序序大大都都可可以以在在实实验验室室模模拟拟调调试试，模模拟拟调调试试好好后后再再将将PLCPLC控控制制系系统统在在生生产产现现场场进进行行联联机机统统调调，使使得得调调试试方方便便、快快速速、安安全全，因因此此大大大大缩缩短短了了设计和投运周期设计和投运周期。第36页/共45页2023/2/1337 维修方便维修方便PLCPLC的的控控制制程程序序可可通通过过编编程程器器输输入入到到PLCPLC的的用用户户程程序序存存储储器器中中。编编程程器器不不仅仅能能对对PLCPLC控控制制程程序序进进行行写写入入、读读出出、检检测测、修修改改，还还能能对对PLCPLC的的工工作作进进行行监监控控，使使得得PLCPLC的的操操作作及及维维护护都都很很方方便便。PLCPLC还还具具有有很很强强的的自自诊诊断断能能力力，能能随随时时检检查查出出自自身身的的故故障障，并并显显示示给给操操作作人人员员，如如通通道道的的状状态态、RAMRAM的的后后备备电电池池的的状状态态、数数据据通通信信的的异异常常、PLCPLC内内部部电电路路的的异异常常等等信信息息。正正是是通通过过PLCPLC的的这这种种完完善善的的诊诊断断和和显显示示能能力力，当当PLCPLC机机或或外外部部的的输输入入装装置置及及执执行行机机构构发发生生故故障障时时，使使操操作作人人员员能能迅迅速速检检查查、判判断断故故障障原原因因，确确定定故故障障位位置置，以以便便采采取取迅迅速速有有效效的的措措施施。如如果果是是PLCPLC本本身身故故障障，在在维维修修时时只只需需要要更更换换插插入入式式模模板板或或其其它它易易损损件件即即可可，既既方方便便又又减减少少了了影影响响生生产的时间。产的时间。有人曾预言，将来自动化工厂的电气工人，将一手拿有人曾预言，将来自动化工厂的电气工人，将一手拿着螺丝刀，一手拿着编程器。这也是可编程控制器得以迅着螺丝刀，一手拿着编程器。这也是可编程控制器得以迅速发展和广泛应用的重要因素之一。速发展和广泛应用的重要因素之一。第37页/共45页2023/2/1338功能强，性能价格比高 一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制与集可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制与集中管理。中管理。第38页/共45页2023/2/1339可编程控制器的与继电器逻辑控制系统的比较可编程控制器的与继电器逻辑控制系统的比较可编程控制器的与继电器逻辑控制系统的比较可编程控制器的与继电器逻辑控制系统的比较比较项目 继电器逻辑控制 可编程控制器控制逻辑接线逻辑,体积大,接线复杂，修改困难存储逻辑,体积小、连线少,控制灵活，易于扩展控制速度通过触点的开闭实现控制作用。动作速度为几十毫秒，易出现触点抖动由半导体电路实现控制作用,每条指令执行时间在微秒级,不会出现触点抖动限时控制由时间继电器实现，精度差，易受环境、温度影响用半导体集成电路实现,精度高，时间设置方便，不受环境、温度影响触点数量对，易磨损任意多个，永不磨损工作方式并行工作串行循环扫描设计与施工设计、施工、调试必须顺序进行，周期长，修改困难在系统设计后，现场施工与程序设计可同时进行,周期短，调试、修改方便可靠性与可维护性寿命短 可靠性与可维护性差寿命长，可靠性高，有自诊断功能，易于维护价 格使用机械开关、继电器及接触器等，价格便宜使用大规模集成电路，初期投资较高第39页/共45页2023/2/1340传统的继电器控制系统被传统的继电器控制系统被传统的继电器控制系统被传统的继电器控制系统被PLCPLCPLCPLC所取代已是必然趋势所取代已是必然趋势所取代已是必然趋势所取代已是必然趋势 继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功能，一旦功能，一旦生产工艺过程改变生产工艺过程改变，则控制柜必须，则控制柜必须重新设计、重新配线重新设计、重新配线。而而PLCPLC由于应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能都是通过由于应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能都是通过软件来实现的，软件来实现的，因此只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应因此只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、安装、维护等生产工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、安装、维护等各方面进行比较，各方面进行比较，PLCPLC都有显著的优势。因此在用微电子技术改造传都有显著的优势。因此在用微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电器控制系统大多数将被统产业的过程中，传统的继电器控制系统大多数将被PLCPLC所取代所取代。第40页/共45页2023/2/1341可编程控制器的与其他工业控制器的比较可编程控制器的与其他工业控制器的比较可编程控制器的与其他工业控制器的比较可编程控制器的与其他工业控制器的比较在工业控制领域几种有代表性的工业控制器：在工业控制领域几种有代表性的工业控制器：u 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)；u PIDPID控制器控制器(又称又称PIDPID调节器调节器)；u 集散控制系统集散控制系统(DCS)(DCS)；u 微型计算机微型计算机(PC)(PC)和工业控制计算机和工业控制计算机（IPCIPC）由于由于PIDPID控制器一般只适用于过程控制中的模拟量控制，并且，目前的控制器一般只适用于过程控制中的模拟量控制，并且，目前的PLCPLC或或DCSDCS中均具有中均具有PIDPID的功能。所以，只对可编程控制器与通用的微型计的功能。所以，只对可编程控制器与通用的微型计算机、与集散控制系统、与工业控制计算机分别做一下比较。算机、与集散控制系统、与工业控制计算机分别做一下比较。第41页/共45页2023/2/1342比较项目比较项目可编程控制器可编程控制器微型计算机微型计算机应用范围应用范围工业控制科学计算、数据处理、通信等使用环境使用环境工业现场具有一定温度、湿度的机房输入输出输入输出控制强电设备,有光电隔离,有大量的口与主机采用微电联系,没有光电隔离,没有专用的口程序设计程序设计一般为梯形图语言，易于学习和掌握程序语言丰富，需专门计算机的硬件和软件知识系统功能系统功能自诊断、监控等配有较强的操作系统工作方式工作方式循环扫描方式及中断方式中断方式可靠性可靠性极高，抗干扰能力强，长期运行抗干扰能力差,不能长期运行体积与结构体积与结构结构紧凑,体积小外壳坚固，密封结构松散，体积大，密封性差键盘大，显示器大可编程控制器与通用的微型计算机的比较可编程控制器与通用的微型计算机的比较 PLCPLC与与微微机机有有相相似似的的构构造造，但但又又不不同同于于一一般般的的微微机机，特特别别是是它它采采用用了了特特殊殊的的抗抗干干扰扰技技术术，有有着着很很强强的的接口能力，使它更能适用于工业控制。接口能力，使它更能适用于工业控制。第42页/共45页2023/2/1343可编程控制器与集散控制系统的比较可编程控制器与集散控制系统的比较 集集散散控控制制系系统统又又称称分分散散控控制制系系统统，它它是是专专门门为为工工业业过过程程控控制制设设计计的的过过程程控控制制装装置置。它它的的主主要要应应用用场场合合是是连连续续量量的的模模拟拟控控制制，而而PLCPLC的的主主要要应应用用场场合合是是开开关关量量的的逻逻辑辑控控制制。因此，它们在设计思想上是有一定区别的。因此，它们在设计思想上是有一定区别的。PLC控制系统DCS控制系统继电器逻辑控制继电器逻辑控制单回路仪表控制单回路仪表控制第43页/共45页2023/2/1344可编程控制器与工业控制计算机（可编程控制器与工业控制计算机（IPCIPC）的比较）的比较硬件方面硬件方面-工控机在硬件方面具有标准化总线结构工控机在硬件方面具有标准化总线结构，各种机型间兼容性强。而，各种机型间兼容性强。而PLCPLC则是针对工业顺序控制，由电气控制厂家研制发展起来的，其硬件结构专则是针对工业顺序控制，由电气控制厂家研制发展起来的，其硬件结构专用，各个厂家产品不通用，用，各个厂家产品不通用，标准化程度标准化程度较差。较差。PLCPLC的信号采集和控制输出的功率强，的信号采集和控制输出的功率强，可不必再加信号变换和功率驱可不必再加信号变换和功率驱动环节，而直接和现场的测量信号及执行机构对接；动环节，而直接和现场的测量信号及执行机构对接；在结构上，在结构上，PLCPLC采取整体密封模板组合形式；在工艺上，对印刷板、采取整体密封模板组合形式；在工艺上，对印刷板、插座、机架都有严密的处理；在电路上，又有一系列的抗干扰措施。因此，插座、机架都有严密的处理；在电路上，又有一系列的抗干扰措施。因此，PLCPLC的可靠性更能满足工业现场环境下的要求。的可靠性更能满足工业现场环境下的要求。软件方面软件方面-工控机可借用通用微型计算机丰富的软件资源，对算法复杂，实时性强的控工控机可借用通用微型计算机丰富的软件资源，对算法复杂，实时性强的控制任务能较好的适应。制任务能较好的适应。PLCPLC在顺序控制的基础上，增加了在顺序控制的基础上，增加了PIDPID等控制算法，它的编程等控制算法，它的编程采用梯形图语言，易于被熟悉电气控制线路而不太熟悉微机软件的工厂电气技术人采用梯形图语言，易于被熟悉电气控制线路而不太熟悉微机软件的工厂电气技术人员所掌握。但是，一些微型计算机的通用软件还不能直接在员所掌握。但是，一些微型计算机的通用软件还不能直接在PLCPLC上应用，还要经过上应用，还要经过二次开发。二次开发。第44页/共45页2023/2/13电气与信息工程学院45感谢您的观看！第45页/共45页
