4、可编程控制器概述.ppt

第4章 可编程控制器概述 主要内容：4.1、可编程控制器的产生及定义 4.2、可编程控制器的特点及应用 4.3、可编程控制器的分类和发展 4.4、可编程控制器的组成和原理重难点：串行扫描 PLC的硬件组成 梯形图 指令表4.1 4.1 可编程控制器的产生可编程控制器的产生1 1、PLCPLC的由来的由来 19691969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DECDEC）研制出第一台）研制出第一台PLCPLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。2 2、可编程逻辑控制器的简称、可编程逻辑控制器的简称 （Programmable Logical ControllerProgrammable Logical Controller）简称）简称PLCPLC。3 3、PLCPLC的定义的定义 国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）在）在19871987年年2 2月颁布了月颁布了PLCPLC 的标准草案（第三稿）见教材的标准草案（第三稿）见教材P58P58。4.2 可编程控制器的特点PLCPLC较好的解决了工业领域中普遍关心的可靠，安较好的解决了工业领域中普遍关心的可靠，安全，灵活，方便，经济等问题，具有以下主要优点。全，灵活，方便，经济等问题，具有以下主要优点。1 1、可靠性高，抗干扰能力强、可靠性高，抗干扰能力强2 2、编程简单，使用方便。、编程简单，使用方便。3 3、功能完善，通用性强。、功能完善，通用性强。4 4、设计安装简单，维护方便。、设计安装简单，维护方便。5 5、体积小，重量轻，能耗低。、体积小，重量轻，能耗低。4.3.1 4.3.1 按结构形式分按结构形式分 根据根据PLCPLC结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。1 1、整体式、整体式 将电源，将电源，CPU,I/OCPU,I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑，体积小，价格低的特点，小型机一般具有结构紧凑，体积小，价格低的特点，小型机一般 采用这种整体式的结构。采用这种整体式的结构。4.3 可编程控制器的分类可编程控制器的分类2 2、模块式、模块式模块式PLC是将PLC个组成部分，分别作出若干个单独的模块。如CPU模块，I/O模块，电源模块等。模块式PLC有框架或基板。各种模块装在框架或基板的插座上。模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选择不同规模的系统，装配方便。一般中型，大型PLC都采用模块式结构。还有PLC将整体式和模块式特点结合起来，构成叠装式PLC。（略）4.3.2 4.3.2 按输入按输入/输出点数分输出点数分 根据根据PLCPLC的输入的输入/输出（输出（I/OI/O）点数的多少，一般可将点数的多少，一般可将PLCPLC分为小型，中型，大型分为小型，中型，大型3 3类。类。1 1、小型机、小型机 小型小型PLC I/OPLC I/O总点数一般在总点数一般在256256点以下，用户程序存储点以下，用户程序存储器容量在器容量在4KB4KB左右。左右。2、中型机、中型机 中型中型PLCPLC的的I/OI/O总点数在总点数在25625620482048点之间，用户程序点之间，用户程序存储器容量达到存储器容量达到8KB8KB左右。左右。3、大型机、大型机 大型大型PLCPLC的的I/OI/O总点数在总点数在20482048点以上，用户程序存储点以上，用户程序存储器容量达到器容量达到16KB16KB以上。以上。4.3.3 4.3.3 按生产厂家分按生产厂家分 德国：西门子公司德国：西门子公司 型号：型号：S7-200 S7-400S7-200 S7-400 日本：欧姆龙和三菱公司等日本：欧姆龙和三菱公司等 型号：型号：FX2NFX2N 美国：美国：GE-FanucGE-Fanuc公司公司 法国：施耐德自动化公司法国：施耐德自动化公司4.4 可编程控制器的组成及原理可编程控制器的组成及原理1、PLC的硬件组成的硬件组成 中央处理单元CPU 存储器 输入输出单元 编程装置 电源 其它外部设备 2、PLC的软件组成的软件组成 由系统程序和用户程序组成。系统程序由厂商设计编写。用户程序 由用户自己编写，编写有规定的编程语言。3 3、PLCPLC的编程语言的编程语言 1 1）梯形图）梯形图2 2）指令表）指令表 3 3）功能块图）功能块图 （逻辑与非或门，计数器，定时器组成）（逻辑与非或门，计数器，定时器组成）4 4）顺序功能图（也称状态转移图）顺序功能图（也称状态转移图）5 5）结构文本（）结构文本（C C语言，语言，BASICBASIC语言等）语言等）4、PLC的扫描工作过程的扫描工作过程1）串行扫描工作方式。扫描从第一条程序开始，按着顺序逐一扫描第二条，第三条，直到 最后一条。（没有跳转或中断的情况下）2）扫描周期 内部处理，通信服务，输入采样，程序执行，输出刷新五个阶段。这五个阶段从头至尾执行一遍所需的时间称为扫描周期。4.5 4.5 可编程控制器的技术性能指标可编程控制器的技术性能指标 PLCPLC的技术性能指标的技术性能指标:一般性能规格是指使用一般性能规格是指使用PLCPLC时应注意的问题，主要包括电源电时应注意的问题，主要包括电源电压、允许电压波动范围、耗电情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压压、允许电压波动范围、耗电情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压情况、抗噪声性能、耐机械振动及冲击情况、使用环境温度和湿度、情况、抗噪声性能、耐机械振动及冲击情况、使用环境温度和湿度、接地要求、外形尺寸、质量等。接地要求、外形尺寸、质量等。具体性能规格具体性能规格:是指是指PLCPLC所具有的技术能力，如果只是一般地所具有的技术能力，如果只是一般地 了解了解PLCPLC的性能，了解如下的基本技术性能指标即可。的性能，了解如下的基本技术性能指标即可。1 1、I/OI/O点数点数 如如FXFX系列的系列的I/OI/O点数最多为点数最多为256256。2 2、扫描速度、扫描速度 小型小型PLCPLC的扫描时间可能大于的扫描时间可能大于40ms40ms。3 3、内存容量、内存容量 一般小型机的存储容量为一般小型机的存储容量为1KB1KB到几千字节，大型机则到几千字节，大型机则 为几十千字节，甚至为几十千字节，甚至1MB1MB2MB2MB，通常以通常以PLCPLC所能存所能存 放用户程序的多少来衡量。放用户程序的多少来衡量。4 4、指令系统、指令系统5 5、内部寄存器、内部寄存器6 6、特殊功能模块、特殊功能模块4.64.64.64.6 可编程控制器的应用领域及发展趋势可编程控制器的应用领域及发展趋势可编程控制器的应用领域及发展趋势可编程控制器的应用领域及发展趋势 4.6.14.6.1PLCPLC的应用领域的应用领域1 1、开关量逻辑控制、开关量逻辑控制 机床，印刷机械，装配生产线，电梯控制等机床，印刷机械，装配生产线，电梯控制等2 2、运动控制、运动控制 机器人，装配机械等机器人，装配机械等3 3、过程控制、过程控制 锅炉，反应堆，酿酒等锅炉，反应堆，酿酒等4 4、数据处理、数据处理 计算机数值控制的数据采集，分析与传送计算机数值控制的数据采集，分析与传送5 5、通信连网、通信连网 PLCPLC与上位计算机，与其他智能设备的通信。与上位计算机，与其他智能设备的通信。4.6.24.6.2PLCPLC的发展趋势的发展趋势（1 1）从技术上看，）从技术上看，PLCPLC会向运算速度更快、存储容量更大、功能更会向运算速度更快、存储容量更大、功能更广、性能更稳定、性价比更高的方向发展。广、性能更稳定、性价比更高的方向发展。（2 2）从规模上看，）从规模上看，PLCPLC会进一步向超小型和超大型两个方向发展。会进一步向超小型和超大型两个方向发展。（3 3）从配套性上看，）从配套性上看，PLCPLC产品会向品种更丰富、规格更齐产品会向品种更丰富、规格更齐备的方向发展。备的方向发展。（4 4）从标准上看，）从标准上看，PLCPLC的通用信息、设备特性、编程语言的通用信息、设备特性、编程语言等向等向IEC1131IEC1131标准的方向发展。标准的方向发展。（5 5）从网络通信的角度看，）从网络通信的角度看，PLCPLC将向网络化和通信的简便将向网络化和通信的简便化方向发展。化方向发展。