PLC基础知识大全教案.pptx

会计学1PLC基础知识大全基础知识大全第一节第一节 PLCPLC基础知识基础知识一、一、PLCPLC的产生与历史的产生与历史二、二、可编程控制器的定义可编程控制器的定义三、三、PLCPLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势四、四、PLCPLC的特点的特点五五 、PLCPLC的基本功能的基本功能六、六、PLCPLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较第1页/共48页一、一、一、一、PLCPLCPLCPLC的产生与历史的产生与历史的产生与历史的产生与历史n n世界上第一台世界上第一台世界上第一台世界上第一台PLCPLCPLCPLC 1969196919691969年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（DECDECDECDEC）根据美国通用汽车根据美国通用汽车根据美国通用汽车根据美国通用汽车公司（公司（公司（公司（G G G GE E E E）的要求研制成功的要求研制成功的要求研制成功的要求研制成功。n n背景：背景：背景：背景：1968196819681968年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（G G G GE E E E），），），），为了适应汽车型号的为了适应汽车型号的为了适应汽车型号的为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。缩短周期。缩短周期。缩短周期。第2页/共48页n n 设计思想：设计思想：设计思想：设计思想：吸取继电器和计算机两者的优点吸取继电器和计算机两者的优点吸取继电器和计算机两者的优点吸取继电器和计算机两者的优点 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜；但简单易懂、价格便宜；但简单易懂、价格便宜；但简单易懂、价格便宜；计算机计算机计算机计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好功能强大、灵活（可编程）、通用性好功能强大、灵活（可编程）、通用性好功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程但编程但编程但编程困难；困难；困难；困难；采用采用采用采用面向控制过程、面向问题的面向控制过程、面向问题的面向控制过程、面向问题的面向控制过程、面向问题的“自然语言自然语言自然语言自然语言”进行编程，进行编程，进行编程，进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）第3页/共48页70707070年代初期：年代初期：年代初期：年代初期：仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制只是用来取代传统的继电器控制只是用来取代传统的继电器控制只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制通常称为可编程逻辑控制通常称为可编程逻辑控制通常称为可编程逻辑控制器（器（器（器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic ControllerProgrammable Logic ControllerProgrammable Logic Controller）70707070年代中期：年代中期：年代中期：年代中期：微处理器技术微处理器技术微处理器技术微处理器技术应用到应用到应用到应用到PLCPLCPLCPLC中，使中，使中，使中，使PLCPLCPLCPLC不仅具有不仅具有不仅具有不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能等功能等功能等功能 80808080年代以后：年代以后：年代以后：年代以后：随着随着随着随着大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路等微电子技术等微电子技术等微电子技术等微电子技术的迅速发展，的迅速发展，的迅速发展，的迅速发展，16161616位和位和位和位和32323232位微处理器应用于位微处理器应用于位微处理器应用于位微处理器应用于PLCPLCPLCPLC中，使中，使中，使中，使PLCPLCPLCPLC得得得得到迅速发展。到迅速发展。到迅速发展。到迅速发展。PLCPLCPLCPLC不仅不仅不仅不仅控制功能增强控制功能增强控制功能增强控制功能增强，同时，同时，同时，同时可靠性提高可靠性提高可靠性提高可靠性提高，功功功功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，更加灵活方便，更加灵活方便，更加灵活方便，而且具有而且具有而且具有而且具有通信和联网、数据处理和图象显示通信和联网、数据处理和图象显示通信和联网、数据处理和图象显示通信和联网、数据处理和图象显示等功能。等功能。等功能。等功能。第4页/共48页西门子西门子西门子西门子PLCPLCPLCPLC外形图外形图外形图外形图2006-3-3 6 S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC第5页/共48页三菱三菱三菱三菱PLCPLCPLCPLC外形图外形图外形图外形图2006-3-3 7 Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC第6页/共48页欧姆龙欧姆龙欧姆龙欧姆龙PLCPLCPLCPLC外形图外形图外形图外形图C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC第7页/共48页PLCPLC的国内外状况的国内外状况 19741974年我国开始仿制美国的第二代年我国开始仿制美国的第二代PLCPLC产品，但因元器件产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到质量和技术问题等原因未能推广。直到19771977年，我国才研制年，我国才研制出第一台具有实用价值的出第一台具有实用价值的PLCPLC，并开始批量生产和应用于工业，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。过程的控制。主要厂家有：主要厂家有：北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，恒日等。恒日等。第8页/共48页第9页/共48页n n （1 1 1 1）向高速度、大存储容量方向发展）向高速度、大存储容量方向发展）向高速度、大存储容量方向发展）向高速度、大存储容量方向发展 （CPUCPUCPUCPU处理速度处理速度处理速度处理速度nSnSnSnS级；内存级；内存级；内存级；内存2 2 2 2M M M M字节）字节）字节）字节）n n（2 2 2 2）向多品种方向发展和提高可靠性）向多品种方向发展和提高可靠性）向多品种方向发展和提高可靠性）向多品种方向发展和提高可靠性 （超大型和超小型）（超大型和超小型）（超大型和超小型）（超大型和超小型）n n（3 3 3 3）产品更加规范化、标准化）产品更加规范化、标准化）产品更加规范化、标准化）产品更加规范化、标准化（硬件、软件兼容的（硬件、软件兼容的（硬件、软件兼容的（硬件、软件兼容的PLCPLCPLCPLC）n n（4 4 4 4）分散型、智能型、与现场总线兼容的）分散型、智能型、与现场总线兼容的）分散型、智能型、与现场总线兼容的）分散型、智能型、与现场总线兼容的I I I I0 0 0 0n n（5 5 5 5）加强联网和通信的能力）加强联网和通信的能力）加强联网和通信的能力）加强联网和通信的能力n n（6 6 6 6）控制的开放和模块化的体系结构）控制的开放和模块化的体系结构）控制的开放和模块化的体系结构）控制的开放和模块化的体系结构OMACOMACOMACOMAC（open Modular open Modular open Modular open Modular Architecture for ControlArchitecture for ControlArchitecture for ControlArchitecture for Control）PLCPLC的发展趋势的发展趋势第10页/共48页五五、PLCPLC的基本功能的基本功能1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能2 2 定时控制功能定时控制功能3 3 计数控制功能计数控制功能4 4 步进控制功能步进控制功能5 5 数据处理功能数据处理功能6 6 回路控制功能回路控制功能7 7 通讯联网功能通讯联网功能8 8 监控功能监控功能9 9 停电记忆功能停电记忆功能10 10 故障诊断功能故障诊断功能第11页/共48页PLC应用于步进电机控制 第12页/共48页第13页/共48页1 1 逻辑控制功能逻辑控制功能 逻辑控制功能是逻辑控制功能是PLCPLC最基本功能之一最基本功能之一,是是PLCPLC最基本最基本的的应用领域应用领域，可，可取代传统的继电取代传统的继电器控制系统器控制系统，实现，实现逻辑控制和顺序逻辑控制和顺序控制。控制。在在单机控制、多机群控和自动生产线控单机控制、多机群控和自动生产线控制制方面都有很多成功的应用实例。方面都有很多成功的应用实例。例如：例如：机床电气控制、起重机、皮带运机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的输机和包装机械的控制控制、注塑机、注塑机控制控制、电梯、电梯控制控制、饮料灌装、饮料灌装生产线生产线、家用电器、家用电器(电视机、电视机、冰箱、洗衣机等冰箱、洗衣机等)自动装配线控制自动装配线控制、汽车、汽车、化工、造纸、轧钢化工、造纸、轧钢自动生产线控制等。自动生产线控制等。第14页/共48页2 2 定时控制功能定时控制功能 定时控制功能是定时控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一最基本功能之一。PLCPLC中有许多可中有许多可供用户使用供用户使用的的定时器定时器，功能类似，功能类似于继电器线路中的于继电器线路中的时间继电器。时间继电器。定时器的定时器的设定值设定值(定时时间定时时间)可以在可以在编程时设定编程时设定，也可以在也可以在运动过程中根据需要进行修改运动过程中根据需要进行修改，使用方便，使用方便灵活。灵活。同时同时PLCPLC还提供了还提供了高精度高精度的的时钟脉冲时钟脉冲，用于，用于准确准确实时控制。实时控制。第15页/共48页3 3 计数控制功能计数控制功能 计数控制功能是计数控制功能是PLCPLC的的最基本功能之一。最基本功能之一。PLCPLC为用户提供为用户提供许多计数器许多计数器，计数器，计数器计数到某一数值计数到某一数值时，产生一时，产生一个个状态信号状态信号(计数值到计数值到)，利用该状态信号，利用该状态信号实现对某个操作的计数控实现对某个操作的计数控制。制。计数器的计数器的设定值设定值可以在可以在编程时设定编程时设定，也可以在运行过程中，也可以在运行过程中根据根据需要进行修改。需要进行修改。传感器传感器旋转编码器旋转编码器变频器等变频器等计数输入计数输入输入复位输入复位000000000100002第16页/共48页5 5 数据处理功能数据处理功能 PLC PLC大部分都具有大部分都具有数据处理功能数据处理功能，可以实现，可以实现算术运算、数据比较、数据算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码编码传送、数据移位、数制转换译码编码等操作。等操作。中、大型中、大型PLCPLC数据处理功能数据处理功能更更加齐全，可完成加齐全，可完成开方、开方、PIDPID运算、浮点运算运算、浮点运算等操作，还可以等操作，还可以和和CRTCRT、打印机打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。相联，实现程序、数据的显示和打印。第17页/共48页8 8 监控功能监控功能 PLCPLC设置了较强的设置了较强的监控功能。监控功能。利用利用编程器或监视器编程器或监视器，操作人员操作人员可以对可以对PLCPLC有关部分有关部分的的运行状态进行监视。运行状态进行监视。利用利用编程器编程器，可以，可以调整调整定时器、计数器的设定值和当前定时器、计数器的设定值和当前值，并可以值，并可以根据需要根据需要改变改变PLCPLC内部逻辑信号的状态及数据区内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为的数据内容，为调整和维护调整和维护提供了极大的方便。提供了极大的方便。第18页/共48页9 9 停电记忆功能停电记忆功能 PLC PLC内部的内部的部分存储器部分存储器所使用的所使用的RAMRAM设置了停电保持器设置了停电保持器件（备用电池等）件（备用电池等），以，以保证断电保证断电后后这部分存储器中这部分存储器中的的信息信息能够长期保存。能够长期保存。利用某些利用某些记忆指令记忆指令，可以对，可以对工作状态工作状态进行进行记忆记忆，以，以保保持持PLCPLC断电后断电后的的数据内容不变。数据内容不变。PLCPLC电源恢复后，电源恢复后，可以在可以在原工作基础原工作基础上继续工作。上继续工作。第19页/共48页10 10 故障诊断功能故障诊断功能 PLC PLC可以对可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等等进行进行自诊断自诊断，发现，发现异常异常情况，发出情况，发出报警报警并并显示错误类型显示错误类型，如属严重错误则如属严重错误则自动中止运行。自动中止运行。PLCPLC的的故障自诊断功能故障自诊断功能，大大，大大提高提高了了PLCPLC控制系统的控制系统的安全安全和可维护性。和可维护性。第20页/共48页六、六、PLCPLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 PLC与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被继电器控制大多数将被PLC所取所取代。代。与工业计算机比较与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。软件编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、采用了采用面向控制过程、面向问题的面向问题的“自然语言自然语言”进行编进行编程，使不熟悉计算机的人也能很程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用快掌握使用，便于推广应用。，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。控制机则更能发挥其专长。第21页/共48页第二节第二节第二节第二节 PLCPLCPLCPLC基本原理基本原理基本原理基本原理n n2.2.2.2.1 1 1 1 PLCPLCPLCPLC内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用n n2.2.2.2.2 2 2 2 PLCPLCPLCPLC工作过程特点及主要性能指标工作过程特点及主要性能指标工作过程特点及主要性能指标工作过程特点及主要性能指标n n2.2.2.2.4 4 4 4 PLCPLCPLCPLC分类分类分类分类第22页/共48页2.2.1 PLC1 PLC内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用 PLCPLC的组成的组成 PLCPLC由四部分组成由四部分组成 ：中央处理单元（：中央处理单元（CPUCPU板）、输入输出板）、输入输出（I/OI/O）部件和电源部件部件和电源部件。第23页/共48页n nPLCPLCPLCPLC的基本组成与一般的微机系统类似：的基本组成与一般的微机系统类似：的基本组成与一般的微机系统类似：的基本组成与一般的微机系统类似：是一种是一种是一种是一种以微处理器为核心的、用于控制的以微处理器为核心的、用于控制的以微处理器为核心的、用于控制的以微处理器为核心的、用于控制的特殊计算机特殊计算机特殊计算机特殊计算机n nPLCPLCPLCPLC的基本组成的基本组成的基本组成的基本组成包括包括包括包括硬件与软件硬件与软件硬件与软件硬件与软件两部分两部分两部分两部分n nPLCPLCPLCPLC的硬件：的硬件：的硬件：的硬件：中央处理器（中央处理器（中央处理器（中央处理器（CPUCPUCPUCPU）、）、）、）、存储器、输入存储器、输入存储器、输入存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等接口、输出接口、通信接口、电源等接口、输出接口、通信接口、电源等接口、输出接口、通信接口、电源等n nPLCPLCPLCPLC的软件：的软件：的软件：的软件：系统程序和用户程序系统程序和用户程序系统程序和用户程序系统程序和用户程序第24页/共48页2.2.2.2.1 1 1 1.2.2.2.2 PLCPLCPLCPLC内部主要部件功能内部主要部件功能内部主要部件功能内部主要部件功能1.1.PLCPLC中的中的CPUCPU作用及分类作用及分类CPUCPU的作用：的作用：按系统程序赋予的功能，指挥按系统程序赋予的功能，指挥PLCPLC有条不紊地进行工作。有条不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面：归纳起来主要有以下五个方面：1 1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据2 2）诊断电源、）诊断电源、PLCPLC内部电路故障和编程中的语法错误等内部电路故障和编程中的语法错误等3 3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据4 4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，将运算结果存入存储器）逐条读取并执行存储器中的用户程序，将运算结果存入存储器5 5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能现控制、制表打印或数据通讯等功能第25页/共48页uu存储器的作用：存储器的作用：存储器的作用：存储器的作用：PLCPLCPLCPLC中，存储器主要用于中，存储器主要用于中，存储器主要用于中，存储器主要用于系统程序、用户程序、数据系统程序、用户程序、数据系统程序、用户程序、数据系统程序、用户程序、数据uu存储器的类型：存储器的类型：存储器的类型：存储器的类型：可读可读可读可读/写操作的随机存储器写操作的随机存储器写操作的随机存储器写操作的随机存储器RAMRAMRAMRAM 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器ROMROMROMROM、PROMPROMPROMPROM、EPROMEPROMEPROMEPROM、E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM2.2.系统程序存贮器系统程序存贮器第26页/共48页4.4.4.4.输入输入输入输入/输出接口（输出接口（输出接口（输出接口（I/OI/OI/OI/O模块）模块）模块）模块）n n输入输入输入输入/输出接口通常也称输出接口通常也称输出接口通常也称输出接口通常也称I/O I/O I/O I/O 单元或单元或单元或单元或I/O I/O I/O I/O 模块，是模块，是模块，是模块，是PLCPLCPLCPLC与工与工与工与工业生产现场之间的连接通道。业生产现场之间的连接通道。业生产现场之间的连接通道。业生产现场之间的连接通道。n nPLCPLCPLCPLC输入接口输入接口输入接口输入接口-用户设备需用户设备需用户设备需用户设备需输入输入输入输入PLCPLCPLCPLC的各种控制信号，如的各种控制信号，如的各种控制信号，如的各种控制信号，如限位限位限位限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出出出出的的的的开关量或模拟量开关量或模拟量开关量或模拟量开关量或模拟量(要通过模数变换进入机内要通过模数变换进入机内要通过模数变换进入机内要通过模数变换进入机内)等，通过等，通过等，通过等，通过输入输入输入输入接口接口接口接口电路将电路将电路将电路将这些信号这些信号这些信号这些信号转换成转换成转换成转换成中央处理单元中央处理单元中央处理单元中央处理单元能够能够能够能够接收和处理接收和处理接收和处理接收和处理的的的的信信信信号号号号，用这些用这些用这些用这些数据数据数据数据作为作为作为作为PLCPLCPLCPLC对被对被对被对被控制对象进行控制控制对象进行控制控制对象进行控制控制对象进行控制的的的的依据依据依据依据。n nPLCPLCPLCPLC输出接口输出接口输出接口输出接口-路将路将路将路将中央处理单元送出中央处理单元送出中央处理单元送出中央处理单元送出的的的的弱电控制信号弱电控制信号弱电控制信号弱电控制信号转换转换转换转换成成成成现场需要现场需要现场需要现场需要的的的的强电信号输出强电信号输出强电信号输出强电信号输出，以，以，以，以驱动电磁阀、接触器、电机驱动电磁阀、接触器、电机驱动电磁阀、接触器、电机驱动电磁阀、接触器、电机等等等等被控设备的执行元件。被控设备的执行元件。被控设备的执行元件。被控设备的执行元件。第27页/共48页 I/O I/O I/O I/O 接口的作用：接口的作用：接口的作用：接口的作用：n n电电电电平平平平转转转转换换换换功功功功能能能能：由由由由于于于于外外外外部部部部输输输输入入入入设设设设备备备备和和和和输输输输出出出出设设设设备备备备所所所所需需需需的的的的信信信信号号号号电电电电平平平平是是是是多多多多种种种种多多多多样样样样的的的的，而而而而PLCPLCPLCPLC内内内内部部部部CPUCPUCPUCPU的的的的处处处处理理理理的的的的信信信信号号号号是是是是标标标标准电平信号。准电平信号。准电平信号。准电平信号。n n光光光光电电电电隔隔隔隔离离离离和和和和滤滤滤滤波波波波功功功功能能能能，以以以以提提提提高高高高PLCPLCPLCPLC的的的的抗抗抗抗干干干干扰扰扰扰能能能能力力力力，通通通通常常常常还还还还有有有有状态指示状态指示状态指示状态指示，工作状况直工作状况直工作状况直工作状况直观观观观，便于维护便于维护便于维护便于维护。n n I/O I/O I/O I/O 接口的类型：接口的类型：接口的类型：接口的类型：开关量输入开关量输入开关量输入开关量输入/输出接口输出接口输出接口输出接口 模拟量输入模拟量输入模拟量输入模拟量输入/输出接口输出接口输出接口输出接口第28页/共48页 输入输入输入输入/输出（输出（输出（输出（I/OI/OI/OI/O）点数：点数：点数：点数：PLCPLCPLCPLC的的的的I/OI/OI/OI/O点数点数点数点数是指是指是指是指PLCPLCPLCPLC的的的的I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口所能接受所能接受所能接受所能接受的的的的输入信号个输入信号个输入信号个输入信号个数数数数和和和和输出信号个数输出信号个数输出信号个数输出信号个数的的的的总和。总和。总和。总和。I/OI/OI/OI/O点数点数点数点数是是是是选择选择选择选择PLCPLCPLCPLC的的的的重要依据之一重要依据之一重要依据之一重要依据之一。当当当当I/OI/OI/OI/O点数不够点数不够点数不够点数不够时，可通时，可通时，可通时，可通过过过过PLCPLCPLCPLC的的的的I/OI/OI/OI/O扩展接口扩展接口扩展接口扩展接口对对对对系统进行系统进行系统进行系统进行扩展扩展扩展扩展。第29页/共48页PLCPLCPLCPLC的编程语言的编程语言的编程语言的编程语言 在在PLCPLC系系统统结结构构不不断断发发展展的的同同时时，PLCPLC的的编编程程语语言言也也越越来来越越丰丰富富，功能也不断提高。功能也不断提高。程程序序的的表表达达方方式式基基本本有有四四种种：梯梯形形图图、指指令令表表、逻逻辑辑功功能能图图和高级语言。梯形图和高级语言。梯形图是当前使用是当前使用最广泛的一种编程方法。最广泛的一种编程方法。除了的除了的梯形图语言外梯形图语言外，为了，为了适应各种控制要求适应各种控制要求，出现了，出现了面向面向顺序控制顺序控制的的步进编程语言步进编程语言、面向过程控制面向过程控制的的流程图语言流程图语言、与计、与计算机兼容的算机兼容的高级语言（高级语言（BASICBASIC、C C语言等）语言等）等。等。多种编程语言多种编程语言的的并存、互补与发展并存、互补与发展是是PLCPLC进步的一种趋势。进步的一种趋势。第30页/共48页 1.1.梯形图编程语言梯形图编程语言两种梯形图的继电器符号图对照两种梯形图的继电器符号图对照 梯形图梯形图（Ladder diagram）编程语言编程语言是一种是一种图形语言图形语言 ,类似于类似于继继电器控制线路图电器控制线路图的的一种编程语言一种编程语言，它，它面向面向控制过程，控制过程，直观易懂直观易懂，是是PLCPLC编程语言中应用编程语言中应用最多的一种语言。最多的一种语言。物理继电器物理继电器 PLC继电器继电器常开常开常闭常闭 触触 点点线线 圈圈第31页/共48页(1)(1)名词解释名词解释软继电器软继电器 PCPC的继电器的继电器不是不是物理物理的的电器电器，它是，它是PCPC内部的内部的寄存器位寄存器位，因，因为它具有与物理继电器为它具有与物理继电器相似的功能相似的功能，常称之为，常称之为“软继电器软继电器”。P PL LC C每一个继电器每一个继电器都对应着内部的都对应着内部的一个寄存器位一个寄存器位，该位为，该位为“1”1”态态时，相当于时，相当于继电器接通继电器接通；为为“0”0”态时态时，则相当于，则相当于继继电器断开。电器断开。常闭触点线圈常开触点说明：说明：第32页/共48页000000100001000PLc控控制制00001SB2KMKM继电器继电器 控控 制制SB1线圈线圈线圈线圈常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点(2)(2)两种控制的梯形图比较两种控制的梯形图比较第33页/共48页物理继电器物理继电器继电器需硬接线连接继电器需硬接线连接触点个数有限触点个数有限PLCPLC继电器继电器继电器用程序软连接继电器用程序软连接触点个数无限触点个数无限继电器的接线改变继电器的接线改变控制功能改变控制功能改变PLCPLC的用户程序改变的用户程序改变 控制功能改变控制功能改变 (3 3)两种控制中继电器的区别两种控制中继电器的区别第34页/共48页用用PLCPLC控制控制外部接线不变，改变用户程序。外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制用继电器控制要改变控制电路的实际接线。要改变控制电路的实际接线。KMQFUKR M 3 SB1SB2KMKHKM 继电器控制接线继电器控制接线 PLCPLC控制外部接线控制外部接线输入输入设备设备PLCSB1SB2KRKM输出输出设备设备 欲改变控制功能：欲改变控制功能：主电路主电路 相同相同例例如如第35页/共48页2 2、语句表编程语言语句表编程语言 用助记符表示指令的功能用助记符表示指令的功能 多条指令语句的组合构成了语句表多条指令语句的组合构成了语句表 程序程序 指令语句是指令语句是PLCPLC用户程序的基础元素用户程序的基础元素LD 00000，表示逻辑操表示逻辑操作开始作开始OR 01000；表示常开触点表示常开触点01000与前面的触点并联与前面的触点并联 AND NOT 00001；表示常闭触点表示常闭触点00101与前面的触点串联与前面的触点串联OUT 01000；表示前面的逻辑运算结果输出给表示前面的逻辑运算结果输出给01000END ;表示程序结束表示程序结束梯形图程序梯形图程序 语句表程序语句表程序 00000010000100000001END第36页/共48页2.2.2.2.2 2 2 2 可编程控制器工作过程特点及主要性能指标可编程控制器工作过程特点及主要性能指标可编程控制器工作过程特点及主要性能指标可编程控制器工作过程特点及主要性能指标当当当当PLCPLCPLCPLC运行时，需要进行众多的操作运行时，需要进行众多的操作运行时，需要进行众多的操作运行时，需要进行众多的操作，而而PLCPLCPLCPLC的的的的CPUCPUCPUCPU不可不可不可不可能同时能同时能同时能同时去执行多个操作，去执行多个操作，去执行多个操作，去执行多个操作，每一刻每一刻每一刻每一刻只能只能只能只能执行一个操作。执行一个操作。执行一个操作。执行一个操作。解决的办法：解决的办法：解决的办法：解决的办法：采用采用采用采用分时操作分时操作分时操作分时操作原理原理原理原理 扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式：由于由于由于由于CPUCPUCPUCPU的的的的运算处理速度运算处理速度运算处理速度运算处理速度很快很快很快很快，所以所以所以所以从从从从宏观上宏观上宏观上宏观上来看来看来看来看，PLCPLCPLCPLC外部出现外部出现外部出现外部出现的的的的结果似乎结果似乎结果似乎结果似乎是是是是同时完成的同时完成的同时完成的同时完成的，这种这种这种这种分时操作分时操作分时操作分时操作的方法称为的方法称为的方法称为的方法称为扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式。2.2.2 2.1.1 循环扫描工作方式循环扫描工作方式第37页/共48页 PLCPLC采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”工作方式，这个过程可分工作方式，这个过程可分输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描整个过程扫描并并执执行一次所需行一次所需的的时间时间称为称为扫描周期。扫描周期。输输输输入入入入端端端端子子子子输输输输入入入入锁锁锁锁存存存存器器器器输输输输入入入入状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器输输输输出出出出锁锁锁锁存存存存器器器器输输输输出出出出状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器输输输输出出出出端端端端子子子子程程程程序序序序执执执执行行行行读读读读读读读读写写写写输入采样输入采样输入采样输入采样程序执行程序执行程序执行程序执行输出刷新输出刷新输出刷新输出刷新第38页/共48页0000201000000010000201000 PLC PLC扫描工作各环节的功能扫描工作各环节的功能 PLCPLC上电后，首先检查硬件是否正常。上电后，首先检查硬件是否正常。按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理，对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器。将结果存入元件映象寄存器。计算扫描周期。计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线母线第39页/共48页4.PLC4.PLC执行用户程序的特点执行用户程序的特点 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序 执行程序时所需数据取自于：执行程序时所需数据取自于：输入映像寄存器输入映像寄存器元件映像寄存器元件映像寄存器 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变 每个扫描周期每个扫描周期I/OI/O刷新阶段刷新阶段集中集中读入读入/读出数据读出数据第40页/共48页读读读读读读写写写写 执行用户程序执行用户程序 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新 I/O刷新刷新010010100000000 00001 01000输输入入端端子子输输入入电电路路用用户户输输入入设设备备输输入入映映像像寄寄存存器器输输出出电电路路输输出出端端子子元元件件映映像像寄寄存存器器输输出出锁锁存存器器 用用户户输输出出设设备备从输入端子到输出端子的信号传递过程从输入端子到输出端子的信号传递过程(3 3)PCPC的循环扫描工作过程（信号传递过程）的循环扫描工作过程（信号传递过程）第41页/共48页练习一、补充控制线路第42页/共48页练习二、将继电器电路转变为PLC控制电路第43页/共48页练习三、补充控制线路第44页/共48页练习四、将继电器电路转变为PLC控制电路第45页/共48页第46页/共48页第47页/共48页