[高等教育]最新西门子PLC学习资料.ppt

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1、学习内容 PLC的产生与发展 PLC的组成及基本工作原理 PLC的性能、特点及分类 PLC的应用领域 学习目标：了解PLC的产生原因了解PLC的发展过程掌握PLC的组成掌握PLC的基本工作原理理解PLC的性能理解PLC的特点理解PLC的分类理解PLC的控制功能 什么时什么时间？谁提出间？谁提出要造要造PLCPLC？ 二十世纪六十年代末期，美二十世纪六十年代末期，美国汽车制造工业竞争十分激烈，国汽车制造工业竞争十分激烈，为了适应市场为了适应市场从少品种大批量生从少品种大批量生产向多品种小批量生产的转变产向多品种小批量生产的转变，为了尽可能减少转变过程中控制为了尽可能减少转变过程中控制系统的设计制

2、造时间，减少经济系统的设计制造时间，减少经济成本，成本，19681968年美国通用汽车公司年美国通用汽车公司GMGM（GenerlMotorsGenerlMotors）公开招标，）公开招标，要求用新的控制装置取代生产线要求用新的控制装置取代生产线上的继电接触器控制系统。上的继电接触器控制系统。4.1 PLC的产生和发展 什么时间？谁什么时间？谁最先造出世界上的最先造出世界上的第一台第一台PLCPLC？ 1969 1969年美国数字设备公年美国数字设备公司司DECDEC（DIGTALDIGTAL）根据上述）根据上述要求，首先研制出了世界上要求，首先研制出了世界上第一台可编程控制器第一台可编程控制

3、器PDP-14PDP-14，用于通用汽车公司的生产线，用于通用汽车公司的生产线，取得了满意的效果。取得了满意的效果。 4.1 PLC的产生和发展KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1QFRFUM3 KM1KM2 M+ 0V M1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 S7-200CPU L N COM0 0.0 0.1 0.2 0.3SB1 SB2 SB3KM1 KM2KM1KM2PLC电动机正反转控制线路I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0I0.1Q0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1PLC电动机正反转控制程序( )( ) PL

4、C从产生到现在经从产生到现在经历了几代的发展过程？历了几代的发展过程？ 第二代第二代PLC（19731975年）：采用了年）：采用了8位微处理器及位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。 从从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基本可分为：本可分为： 第一代第一代PLC（19691972年）：大多用一位机开发，年）：大多用一位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控

5、制功能，机种用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。单一，没有形成系列化。 第四代第四代PLC（1983年现在）：不仅全面使用年现在）：不仅全面使用16位、位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reduced instruction set computer)精简指令系统精简指令系统CPU等高级等高级CPU，而，而且在一台且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PL

6、C产品产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。 第三代第三代PLC（19761983年）：随着高性能微处理器及年）：随着高性能微处理器及位片式位片式CPU在在PLC中大量的使用，中大量的使用，PLC的处理速度大大提高，的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通信方向发展，增加了多种特殊从而促使它向多功能及联网通信方向发展，增加了多种特殊功能，如浮点数的运算、三角函数、表处理、脉宽调制输出功能，如浮点数的运算、三角函数

7、、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。等，自诊断功能及容错技术发展迅速。 由于由于PLC的发展，使其功能已经远远超出了逻辑控的发展，使其功能已经远远超出了逻辑控制的范围，因而用制的范围，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特点。已不能描述其多功能的特点。1980年，美国电气制造商协会年，美国电气制造商协会(NEMA)给它起了一个新给它起了一个新的名称，叫的名称，叫programmable controller”，简称，简称PC。由于。由于PC这一缩写在我国早已成为个人计算机这一缩写在我国早已成为个人计算机(personal computer)的代名词，为避免造成名词术语混乱，

8、因此在的代名词，为避免造成名词术语混乱，因此在我国仍沿用我国仍沿用PLC表示可编程控制器。表示可编程控制器。 正是由于正是由于PLC具有多种功能，并集三电（电控装具有多种功能，并集三电（电控装置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得PLC在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（业自动化的三大支柱（PLC、机器人、机器人、CAD/CAM）之一。之一。硬件软件+4.2 PLC的组成和基本工作原理4.2.1 PLC的组成中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总

9、 线通信接口1.PLC的硬件系统(一)PLC的硬件系统中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总 线通信接口中央处理单元 PLC的中央处理单元主要由微处理器的中央处理单元主要由微处理器CPU、存储器存储器ROM/RAM和微处理器和微处理器I/O接口组成。接口组成。 微处理器微处理器CPU CPU作为整个作为整个PLC的核心起着总指挥的作用，的核心起着总指挥的作用，是是PLC的运算和控制中心。的运算和控制中心。 存储器存储器RAM/ROM 存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些存放系统程序

10、、用户程序、逻辑变量和其它一些信息。信息。 微处理器微处理器I/O接口接口 它一般由数据输入寄存器、选通电路和中断它一般由数据输入寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路构成，负责微处理器及存储器与外请求逻辑电路构成，负责微处理器及存储器与外部设备的信息交换。部设备的信息交换。状态显示通信口顶部端子盖电 源及输出端子前盖 方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总 线通信接口 这是这是PLCPLC与被控设备相连接的接与被控设备相连接的接口电路。口电路。 用户设备需输入用户设备需输入PLCPLC的各种控制

11、的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量输出的开关量或模拟量( (要通过模数要通过模数变换进入机内变换进入机内) )等，通过等，通过输入接口输入接口电电路将这些信号转换成中央处理单元能路将这些信号转换成中央处理单元能够接收和处理的信号。够接收和处理的信号。 输出接口电路将中央处理单元送输出接口电路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。器、电机等

12、被控设备的执行元件。输入输出接口直流输入接口电路示意图内部电路输入LED IN IN COM交流输入接口电路示意图内部电路输入LED IN IN COM继电器输出接口电路示意图内部电路输出LED OUT OUT COMLL双向晶闸管输出接口电路示意图输出LED OUT OUT COMLL内部电路晶体管输出接口电路示意图L+ OUT OUT COMLL输出LED内部电路中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总 线通信接口 中小型的中小型的PLCPLC输入输出接口都是输入输出接口都是与中央处理单元与中央处理单元CPUCPU制造在一起的，制造在一起的，为了满足被控设备输

13、入输出点数较多为了满足被控设备输入输出点数较多的要求，常需要扩展数字量输入输出的要求，常需要扩展数字量输入输出模块；为了满足模拟量控制的需要，模块；为了满足模拟量控制的需要，常需要扩展模拟量输入输出模块，如常需要扩展模拟量输入输出模块，如A/DA/D、D/AD/A转换模块等；转换模块等；I/OI/O扩展接口扩展接口就是为连接各种扩展模块而设计的。就是为连接各种扩展模块而设计的。 I/O扩展接口的连接S7-200常用常用I/O扩展单元型号及输入、输出端子分配扩展单元型号及输入、输出端子分配例如，某一控制系统选用例如，某一控制系统选用CPU 224，系统所需的输入输出点，系统所需的输入输出点数各为

14、：数字量输入数各为：数字量输入24点、数字量输出点、数字量输出20点、模拟量输入点、模拟量输入6点、模拟量输出点、模拟量输出2点。点。本系统可有多种不同模块的选取组合，下表所示为其中的本系统可有多种不同模块的选取组合，下表所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况。一种可行的系统输入输出组态状况。扩展连接图扩展连接图主机CPU224模块1EM221DI8XDC24V模块2EM222DO8XDC24V模块3EM235AI4/AQ1X12 位模块4EM223DI4/DQ4XDC24V/继电器模块 5EM235AI4/AQ1X12 位中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统

15、 总 线通信接口 通 信 接 口 用 于通 信 接 口 用 于PLCPLC与计算机、与计算机、PLCPLC、变频器、触摸屏等智变频器、触摸屏等智能设备之间的连接，能设备之间的连接，以实现以实现PLCPLC与智能设备与智能设备之间的数据传送。之间的数据传送。通信接口的连接输入输出接口I/O扩展 接口中央处理单元编程器接口电源编程器系 统 总 线通信接口 用于将编用于将编程器与程器与PLCPLC进进行连接，以实行连接，以实现编程器对现编程器对PLCPLC的操作。的操作。中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总 线通信接口 编程器用作用户编程器用作用户程序的编制、编辑、

16、调试程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键和监视，还可以通过其键盘去调用和显示盘去调用和显示PLCPLC的一的一些内部状态和系统参数，些内部状态和系统参数，它经过编程器接口与中央它经过编程器接口与中央处理器单元联系，完成人处理器单元联系，完成人机对话操作。机对话操作。 PLC手持编程器液晶显示窗工作方式开关指令键数字键编辑键通信电缆PLC的电源中央处理单元输入输出接口编程器接口I/O扩展 接口电源编程器系 统 总 线通信接口 电源部件将交流电源转电源部件将交流电源转换成供换成供PLC的中央处理器、的中央处理器、存储器等电子电路工作所需存储器等电子电路工作所需要的直流电源，同时还向各要的直

17、流电源，同时还向各种扩展模块提供种扩展模块提供24V直流电直流电源。源。图2-4 CPU224输入电路接线图图2-5 CPU224晶体管输出电路接线图图2-6 CPU224继电器输出电路的接线图 输出窗口 状态条 程序编辑器 局部变量表浏览条 指令树 交叉引用 数据块 状态图 符号表图4-10 STEP7-Micro/WIN编程软件的主界面 数据块由数据（包括初始内存值和常数值）和注释两部分组成。数据被编译后，下载到PLC，注释被忽略。 系统块用来设置系统的参数，包括通信口配置信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。单击“浏览栏”上的“系统块”按钮，或

18、者单击“指令树”内的“系统块”图标，可查看并编辑系统块。系统块的信息须下载到PLC，为PLC提供新的系统配置。(2)上传 可用下面的几种方法从PLC将项目文件上传到STEP 7-MicroWIN程序编辑器：单击“上载”按钮；选择菜单命令“文件”“上载”；按快捷键组合Ctrl+U。执行的步骤与下载基本相同，选择需上传的块（程序块、数据块或系统块），单击“上传”按钮，上传的程序将从PLC复制到当前打开的项目中，随后即可保存上传的程序。3.程序的上传下载（2）状态表监控）状态表监控 单击浏览条上的“状态表”按钮或使用菜单命令“检视”“元件” “状态表”，可打开状态表编辑器，在状态表地址栏输入要监控的

19、数字量地址或数据量地址，点击工具栏中的“状态表”按钮，可进入“状态表” 监控状态。在此状态，可通过工具栏强制I/O点的操作，观察程序的运行情况，也可通过工具栏对内部位及内部存储器进行“写”操作来改变其状态，进而观察程序的运行情况。 。 5程序的调试与监控自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机 PLC PLC经过五个阶段经过五个阶段的工作过程，称为一个的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个扫扫描周期，完成一个扫描周期后，又重新执行描周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复上述过程，扫描周而复始地进行。始地进行。 自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描

20、输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机 每次扫描用户程序每次扫描用户程序之前，都先执行故障之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断自诊断程序。自诊断内容为内容为I0部分、存部分、存储器、储器、CPU等，发现等，发现异常停机显示出错。异常停机显示出错。若自诊断正常，继续若自诊断正常，继续向下扫描。向下扫描。 PLC PLC检查是否有与编程检查是否有与编程器、计算机等的通信请求，器、计算机等的通信请求，若有则进行相应处理，如若有则进行相应处理，如接收由编程器送来的程序、接收由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错显示的状态、数据、出错信息等发送给编程

21、器进行信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等显示。如果有与计算机等的通信请求，也在这段时的通信请求，也在这段时间完成数据的接受和发送间完成数据的接受和发送任务。任务。 自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机 PLCPLC的中央处的中央处理器对各个输入理器对各个输入端进行扫描，将端进行扫描，将所有输入端的状所有输入端的状态送到输入映象态送到输入映象寄存器。寄存器。 自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机 中央处理器中央处理器CPUCPU将逐条执行用户指令将逐条执行用户指令程序，即按程序要求程序，即按

22、程序要求对数据进行逻辑、算对数据进行逻辑、算术运算，再将正确的术运算，再将正确的结果送到输出映像寄结果送到输出映像寄存器中。存器中。自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机 当所有的指令执行当所有的指令执行完毕时，集中把输出映完毕时，集中把输出映象寄存器的状态通过输象寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备。信号，以驱动被控设备。 自诊断自诊断通讯处理通讯处理扫描输入扫描输入执行程序执行程序刷新输出刷新输出开机开机PLC经过这五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个扫

23、描周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。在不考虑第二个因素（通讯处理）时，扫描周期T的大小为： T=（读入一点时间输入点数）+（运算速度程序步数）+（输出一点时间输出点数）+故障诊断时间显然扫描周期主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，响应速度要求快的系统，就应该精确的计算响应时间，细心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。（ ）程序执行输入电路输入映象寄存器输出映象寄存器输出电路接触器按钮按钮输入扫描执行程序输出刷新1.I/O1.I/O总点数总点数 I/O I/O总点数是衡量总

24、点数是衡量PLCPLC接入信号和可输出信号的接入信号和可输出信号的数量。数量。PLCPLC的输入输出有开关量和模拟量两种。其中的输入输出有开关量和模拟量两种。其中开关量用最大开关量用最大I/OI/O点数表示，模拟量用最大点数表示，模拟量用最大I/OI/O通道通道数表示。数表示。2.2.存储器容量存储器容量 存储器容量是衡量可存储用户应用程序多少的存储器容量是衡量可存储用户应用程序多少的指标，通常以字或指标，通常以字或K K字为单位。一般的逻辑操作指令字为单位。一般的逻辑操作指令每条占每条占1 1个字，定时器、计数器移位操作等指令占个字，定时器、计数器移位操作等指令占2 2个字，而数据操作指令占

25、个字，而数据操作指令占2424个字。个字。4.4 PLC的性能、特点及分类 3.3.编程语言编程语言 编程语言是可编程控制器厂家为用户设计的用编程语言是可编程控制器厂家为用户设计的用于实现各种控制功能的编程工具，它有多种形式，于实现各种控制功能的编程工具，它有多种形式，常见的是梯形图编程语言及语句表编程语言，另还常见的是梯形图编程语言及语句表编程语言，另还有逻辑图编程语言、布耳代数编程语言等。有逻辑图编程语言、布耳代数编程语言等。4.4.扫描时间扫描时间 扫描时间是指执行扫描时间是指执行1000条指令所需要的时间。条指令所需要的时间。一般为一般为10ms左右，小型机可能大于左右，小型机可能大于

26、40ms。 5.5.内部寄存器的种类和数量内部寄存器的种类和数量 内部寄存器的种类和数量是衡量内部寄存器的种类和数量是衡量PLC硬件功能的硬件功能的一个指标。它主要用于存放变量的状态、中间结果、一个指标。它主要用于存放变量的状态、中间结果、数据等，还提供大量的辅助寄存器如定时器数据等，还提供大量的辅助寄存器如定时器/计数器、计数器、移位寄存器、状态寄存器等，以便用户编程使用。移位寄存器、状态寄存器等，以便用户编程使用。6.6.通讯能力通讯能力 通讯能力是指可编程控制器与可编程控制器、可通讯能力是指可编程控制器与可编程控制器、可编程控制器与计算机之间的数据传送及交换能力，它编程控制器与计算机之间

27、的数据传送及交换能力，它是工厂自动化的必备基础。目前生产的可编程控制器是工厂自动化的必备基础。目前生产的可编程控制器不论是小型机还是中大型机，都配有一至两个、甚至不论是小型机还是中大型机，都配有一至两个、甚至更多个通讯端口。更多个通讯端口。7.7.智能模块智能模块 智能模块是指具有自己的智能模块是指具有自己的CPU和系统的模块。和系统的模块。它作为它作为PLC中央处理单元的下位机，不参与中央处理单元的下位机，不参与PLC的的循环处理过程，但接受循环处理过程，但接受PLC的指挥，可独立完成某的指挥，可独立完成某些特殊的操作。如常见的位置控制模块、温度控制些特殊的操作。如常见的位置控制模块、温度控

28、制模块、模块、PID控制模块、模糊控制模块等等。控制模块、模糊控制模块等等。PLC的 特点可靠性多功能性模块结构易编程性按安装结构分模块式一体式叠装式按点数功能分中型机小型机大型机1.根据其外形和安装结构分根据其外形和安装结构分 单元式结构的特点是结构非常紧凑。它把可编程控单元式结构的特点是结构非常紧凑。它把可编程控制器的三大组成部分都装在一个金属或塑料外壳之中，制器的三大组成部分都装在一个金属或塑料外壳之中，即它将所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体。即它将所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体。这样，体积小，成本低，安装方便。为了达到输入输这样，体积小，成本低，安装方便。为了达到输入

29、输出点数灵活配置及易于扩展的目的，某一系列的产品通出点数灵活配置及易于扩展的目的，某一系列的产品通常都由不同点数的基本单元和扩展单元构成。常都由不同点数的基本单元和扩展单元构成。 1 1）一体式结构）一体式结构( (单元式单元式) ) 2 2）模块式结构）模块式结构 模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统，模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统，在一个机架上插上在一个机架上插上CPU、电源、电源、IO模块及特殊功能模块及特殊功能模块，构成一个总模块，构成一个总IO点数很多的大规模综合控制系点数很多的大规模综合控制系统。统。3 3）叠装式）叠装式 以上两种结构各有特色。前者结构紧凑，安装

30、方便，以上两种结构各有特色。前者结构紧凑，安装方便，体积小巧，易于与机床、电控柜相联成一体，但由于其体积小巧，易于与机床、电控柜相联成一体，但由于其点数有搭配关系，加之各单元尺寸大小不一致，因此不点数有搭配关系，加之各单元尺寸大小不一致，因此不易安装整齐。后者点数配置灵活，又易于构成较多点数易安装整齐。后者点数配置灵活，又易于构成较多点数的大系统，但尺寸较大，难于与小型设备相联。为此，的大系统，但尺寸较大，难于与小型设备相联。为此，有些公司开发出叠装式结构的有些公司开发出叠装式结构的PLC，它的结构也是各种，它的结构也是各种单元、单元、CPU自成独立的模块，但安装不用机架，仅用电自成独立的模块

31、，但安装不用机架，仅用电缆进行单元间联接，且各单元可以一层层地叠装。这样，缆进行单元间联接，且各单元可以一层层地叠装。这样，既达到了配置灵活的目的，又可以做得体积小巧。既达到了配置灵活的目的，又可以做得体积小巧。2.2.按点数、功能分按点数、功能分 1 1）小型）小型PLCPLC 小型小型PLC又称为低档又称为低档PLC。这类。这类PLC的规模较小，的规模较小，它的输入输出点数一般从它的输入输出点数一般从20点到点到128点。其中输入输出点。其中输入输出点数小于点数小于64点的点的PLC又称为超小型机。用户存储器容量又称为超小型机。用户存储器容量小于小于2KB，具有逻辑运算、定时、计数、移位及

32、自诊断、，具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能，有些还有少量的模拟量监控等基本功能，有些还有少量的模拟量I/O、算术运、算术运算、数据传送、远程算、数据传送、远程I/O和通信等功能，可用于开关量和通信等功能，可用于开关量控制、定时计数控制、顺序控制及少量模拟量控制等控制、定时计数控制、顺序控制及少量模拟量控制等场合，通常用来代替继电器场合，通常用来代替继电器接触器控制，在单机或小接触器控制，在单机或小规模生产过程中使用。规模生产过程中使用。 2 2）中型）中型PLCPLC 中型中型PLCPLC的的I/OI/O点数通常在点数通常在120120点至点至512512点之间，用户程序

33、点之间，用户程序存储器的容量为存储器的容量为2KB2KB8KB8KB，除具有小型机的功能外，还具有，除具有小型机的功能外，还具有较强的模拟量较强的模拟量I/OI/O、数字计算、过程参数调节如比例、积分、数字计算、过程参数调节如比例、积分、微分微分(PID)(PID)调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程远程I/OI/O及通信联网功能。适用于既有开关量又有模拟量的及通信联网功能。适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制系统，如大型注塑机控制、配料和秤重等中较为复杂的控制系统，如大型注塑机控制、配料和秤重等中小型连续生产过程控制小型连续生产过程控

34、制 3 3）大型）大型PLCPLC 大型大型PLC又称为高档又称为高档PLC，I/O点数在点数在512点以上，其中点以上，其中I/O点数大点数大于于8192点的又称为超大型点的又称为超大型PLC，用，用户程序存储器容量在户程序存储器容量在8KB以上，除以上，除具有中型机的功能外，还具有较强具有中型机的功能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功函数运算、监视、记录、打印等功能，以及强大的通信联网、中断控能，以及强大的通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能。制、智能控制和远程控制等功能。由于大型由于大型PLC具有比中小型具有比

35、中小型PLC更更强大的功能，因此一般用于大规模强大的功能，因此一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。自动化网络等场合。 1.1.逻辑量控制逻辑量控制 这是这是PLCPLC最基本的应用领域，可用最基本的应用领域，可用PLCPLC取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例，如机床电气控制、起重机、皮带运实例，如机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机的控

36、制、输机和包装机械的控制、注塑机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器( (电视机、冰箱、洗衣机等电视机、冰箱、洗衣机等) )自动装配线的自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。线的控制等。 2.模拟量控制 PLC都具有模拟量处理功能，通过模拟量IO模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，而且编程和使用都很方便。大、中型的PLC还具有PID闭环控制功能，运用PID子程序或使用专用的智能PID模块，可以实现对模拟量的闭环过程控制。随着PLC规模的扩大，控制的回路己从几个增加到几十个

37、甚至上百个，可以组成较复杂的闭环控制系统。PLC的模拟量控制功能已广泛应用于工业生产各个行业，例如自动焊机控制、锅炉运行控制、连轧机的速度和位置控制等都是典型的闭环过程控制的应用场合。 3.3.运动控制运动控制 运动控制是指运动控制是指PLCPLC对直线运动对直线运动或圆周运动的控制，也称为位置或圆周运动的控制，也称为位置控制，早期控制，早期PLCPLC通过开关量通过开关量I/OI/O模模块与位置传感器和执行机构的连块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一功能，现在一般都接来实现这一功能，现在一般都使用专用的运动控制模块来完成。使用专用的运动控制模块来完成。目前，目前，PLCPLC的运动控制功

38、能广泛应的运动控制功能广泛应用在金属切削机床、电梯、机器用在金属切削机床、电梯、机器人等各种机械设备上，典型的如人等各种机械设备上，典型的如PLCPLC和计算机数控装置和计算机数控装置(CNC)(CNC)组合组合成一体，构成先进的数控机床。成一体，构成先进的数控机床。4.4.数据处理数据处理 现代现代PLCPLC都具有不同程度都具有不同程度的数据处理功能，能够完成的数据处理功能，能够完成数学运算数学运算( (函数运算、矩阵运函数运算、矩阵运算、逻辑运算算、逻辑运算) )、数据的移位、数据的移位、比较、传递、数值的转换和比较、传递、数值的转换和查表等操作，对数据进行采查表等操作，对数据进行采集、

39、分析和处理。数据处理集、分析和处理。数据处理通常用在大、中型控制系统通常用在大、中型控制系统中，如柔性制造系统、机器中，如柔性制造系统、机器人的控制系统等。人的控制系统等。 5.通信联网通信联网 通信联网是指通信联网是指PLC与与PLC之间、之间、PLC与上位计算机或与上位计算机或其他智能设备间的通信，利用其他智能设备间的通信，利用PLC和计算机的和计算机的RS-232或或RS-422接口、接口、PLC的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络，可实现相互间的信息交换，构成或光缆将它们联成网络，可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分散控制集中管

40、理、分散控制”的多级分布式控制系统，建立工的多级分布式控制系统，建立工厂的自动化网络。厂的自动化网络。 传送带生产线控制传送带生产线控制灌装及包装机械灌装及包装机械木材加工木材加工电梯控制电梯控制空调控制空调控制纺织机械纺织机械印刷机械印刷机械本章小结本章小结 本章介绍了PLC的产生及发展情况，介绍了PLC的基本组成及工作原理、性能规格、结构类型及控制功能等。 1PLC的发展过程是随着微型计算机的发展而不断发展的。 2PLC是以微型计算机为核心辅以输入输出接口电路组成的一种微型计算机工业控制设备，它主要包括中央处理单元CPU、输入/输出接口、I0扩展接口、通讯接口、编程器、电源等几个部分组成。

41、 3PLC的工作方式区别于微型计算机的工作方式，它是周期扫描工作方式。在每个扫描周期中，PLC都要按通讯处理、扫描输入、执行程序、输出刷新的顺序依次不断循环工作。也正是由于PLC的这种“串行”工作方式，从而大大提高了PLC的抗扰性能。 4PLC的性能主要包括I/O点数、存储容量、编程语言、扫描时间、内部寄存器数量及种类、通讯能力、智能模块几方面，它们是选择使用PLC的依据。 5PLC的控制功能基本可涵盖自动控制领域，如逻辑量的控制、模拟量的控制、运动控制、网络通讯控制等等。 6PLC的种类可按结构类型、点数多少、功能强弱来分类。再见！进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总

42、会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周

43、围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我

44、国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅