第一章 可编程控制器的基础知识电子课件.ppt

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1、主编：王晓军编：王晓军 杨庆宣杨庆宣 许强许强主审：李曦主审：李曦第第1章章 可编程控制器的基础知识可编程控制器的基础知识 v1.1概论 v1.2可编程控制器系统的组成及功能v1.3 PLC的分类v1.4 PLC的性能指标v1.5 PLC的发展趋势及对工业发展的影响1.1概论概论v1.1.1可编程控制器的由来可编程控制器的由来v1968年，美国通用汽车公司（GM）根据汽车制造生产线的需要，希望用电子化的新型控制器替代继电器控制柜，以减少汽车改型时，重新设计制造继电器控制盘的成本和时间。当时，通用汽车公司对新型控制器提出10条具体要求：v （1）编程简单，可在现场修改程序；v （2）维护方便，采

2、用插件式结构；v （3）可靠性高于继电器控制柜；v （4）体积小于继电器控制柜；v （5）成本可与继电器控制柜竞争；v （6）数据可以直接输入管理计算机；v （7）可直接用115V交流输入；（8）输出采用交流115V，能直接驱动电磁阀、交流 的的接触器等；（9）通用性强，扩展时很方便；（10）程序要能存储，存储容量可扩展到4K字节。 根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世第一台PLC（PDP14型 ），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。 1.1.2可编程控制器的定义v 早期的可编程控制器主要是用来替代继电器控制系统的，因此功能较为简单，

3、只能进行开关逻辑控制，称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。v 国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布的可编程控制器标准草案的第三稿中，将其进一步定义为：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在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指令，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。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制器系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”1.1.3可编程控制器的特点v1. 编程方法简单易学编

4、程方法简单易学v2. 功能完善、适应性强功能完善、适应性强v3. 系统的设计、安装、调试工作量少，维修系统的设计、安装、调试工作量少，维修方便方便v4. 可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强v5. 体积小、重量轻、功耗低、性价比高体积小、重量轻、功耗低、性价比高v所以可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。1.1.4可编程控制器的应用领域v由于由于PLC具有上述的一系列优点，因此在工业控制具有上述的一系列优点，因此在工业控制方面，目前方面，目前PLC已广泛应用于冶金、化工、轻工、已广泛应用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通、运输等行业。按照机械、电力、建筑、交通、运输等行业。

5、按照PLC的控制类型不同，的控制类型不同，PLC主要应用于以下几个方面：主要应用于以下几个方面：v1. 开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制v2. 模拟量与过程控制模拟量与过程控制v3. 运动控制运动控制v4. 数据处理数据处理v5. 通信联网通信联网1.2可编程控制器系统的组成及功能可编程控制器系统的组成及功能v1.2.1 PLC的硬件系统vPLC的硬件系统都大体相同，主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出模块（I/O接口）、电源及编程器几大部分组成。 1.2.2 PLC的软件系统v 硬件系统和软件系统是相辅相成的，它们共同组成PLC系统，缺一不可。没有软件的PLC系统，

6、称为裸机系统，不起任何用途。同样，没有硬件系统，软件系统也就无立足之地。PLC的软件系统指PLC所使用的各种程序的集合，通常分为：v1. 系统程序：系统程序：v由由PLC生产厂家提供，并固化在生产厂家提供，并固化在EPROM中，不能由用户直接存取。系中，不能由用户直接存取。系统程序可分为管理程序、编译程序、标准程序模块及系统调用三部分。统程序可分为管理程序、编译程序、标准程序模块及系统调用三部分。 v2. 用户程序：用户程序：v是用户根据现场控制要求的需要，用是用户根据现场控制要求的需要，用PLC的程序语言编制的应用程序，的程序语言编制的应用程序，以实现各种控制要求。以实现各种控制要求。 1.

7、3 PLC的分类的分类v1.3.1按结构形式分类v根据硬件的结构不同，可以将PLC分为 ：v1. 整体式整体式v2. 模块式模块式v3. 叠装式叠装式叠装式PLC模块式PLC整体式PLC1.3.2按I/O点数、功能分类v按输入输出点数、功能和存储容量不同，PLC可分为 ：v小型PLC ：I/O点数在256点以下v中型PLC ：I/O点数在2561024点之间v大型PLC ：I/O点数在1024点以上1.4 PLC的性能指标 v1. 编程语言及指令功能编程语言及指令功能v2. I/O总点数总点数v3. 用户程序存储容量用户程序存储容量v4. 扫描速度扫描速度v5. 内部寄存器的配置与容量内部寄存

8、器的配置与容量v6. 其他功能其他功能v如输入输出方式、特殊功能模块、自诊断功能、通信联网功如输入输出方式、特殊功能模块、自诊断功能、通信联网功能、高速计数、远程能、高速计数、远程I/O能力、监控功能等能力、监控功能等 1.5 PLC的发展趋势及对工业发展的的发展趋势及对工业发展的影响影响v1.5.1 PLC的发展趋势v1. 在系统构成规模上，向大、小两个方向发展在系统构成规模上，向大、小两个方向发展v2. 开发各种智能模块，不断增加过程控制能力开发各种智能模块，不断增加过程控制能力v3. 通信网络功能不断增强通信网络功能不断增强v4. 编程语言与编程工具向标准化和高级化发展编程语言与编程工具

9、向标准化和高级化发展v5. 发展冗错技术发展冗错技术 1.5.2 PLC对工业发展的影响对工业发展的影响 v从世界上第一台PLC问世到20世纪80年代初，PLC在先进工业国家中已获得了广泛应用。目前在美国、日本、德国和英国等国家，PLC已成为工业自动控制的标准设备，它的应用几乎覆盖了机械、冶金、矿山、石油化工、轻工、交通运输等所有工业行业，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备。v 在我国，PLC的应用和发展也很快，主要应用于一些大中型现代化工厂的引进工程上，如宝山钢铁总厂一、二期工程中就使用了PLC共计857台。又如武汉钢铁总厂、首都钢铁总厂、秦山核电站、上海别克汽车生产线等都大量采

10、用了PLC进行自动化控制，取得了显著的经济效益。同时在老企业旧设备的技术改造上，PLC的应用也比较广泛，而且取得了可喜的经济效益。在自主产品设计方面，PLC的应用也比较广泛，尤其在机械制造行业中发展很快，如南京第二机床厂把PLC首先应用于YW4332型万能剃齿机上，并取得了成功。它不仅简化了控制线路，缩小了电控装置的体积，提高了工作的可靠性，节约了电源，还扩大了机床的功能。在其他方面，各工厂和科研单位也都不断推出PLC的新产品。v 但是，和国外PLC技术发达的国家相比，PLC在我国的研制和应用还比较落后，这迫切需要广大从事PLC研制与开发的工程技术人员与科研单位在借鉴国外先进PLC技术时，自主研制和开发多品种、多档级的PLC新产品，以适应我国经济的高速发展。世界上最快的PLC来自VIPA的SPEED7数控机床习题及思考题 v1.什么是可编程控制器？它有哪些特点？v2.简述可编程控制器的应用范围。v3.PLC与继电器控制系统的应用范围。v4.PLC主要由哪几部分组成？v5.PLC是如何分类的？v6.简述PLC的发展趋势。