电器控制与PLC技术应用 第1章 可编程序控制器概述.ppt
《电器控制与PLC技术应用 第1章 可编程序控制器概述.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电器控制与PLC技术应用 第1章 可编程序控制器概述.ppt(27页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 1S7-300 PLCLNIST第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述可编程序控制器是在继电器控制的基础上,以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术及通信技术而发展起来的一种新型的高度集成化的通用工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列优点,特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力备受青睐,是当今工业控制领域的一种高可靠性控制器。早期的可编程序控制器发源于继电器控制系统,主要应用于开关量的逻辑控制,因此称为PLC(Programmable Logic Controller),即可编程逻辑控制器。如今,
2、逻辑控制只是可编程序控制器的基本功能之一,故称为“Programmable Controller”,简称PC。由于该简称容易与个人计算机PC相混淆,所以,仍然将可编程序控制器简称为PLC。当今,PLC已成为当代工业生产自动化的重要支柱之一。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 2S7-300 PLCLNIST1.1 PLC的由来和定义的由来和定义 一种新型的控制装置,一项先进的应用技术,总是根据工业生产的实际需要而产生的。在可编程控制器产生以前,以各种继电器为主要元件的电气控制线路,承担着生产过程自动控制的艰巨任务。这种控制系统结构简单、价格便宜、易于掌握,占据着半个多世纪的生产过程自
3、动控制的主导地位。但是,继电器控制系统的缺点是显而易见的,体积庞大、可靠性差、响应慢、功耗高、噪音大、功能简单、配线复杂而固定,不易检查和维修,如图1-1所示。这些缺点在20世纪60年代的汽车生产工业凸显出来。1.1.1 PLC1.1.1 PLC的由来的由来电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 3S7-300 PLCLNIST1968年,美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)为满足市场需求,适应汽车生产工艺不断更新的需要,将汽车的生产方式由大批量、少品种转变为小批量、多品种。为此要解决因汽车不断改型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题,寻求一种比继电器更可靠,响应速度更快、
4、功能更强大的通用工业控制器。GM公司提出了著名的十条技术指标在社会上招标,要求控制设备制造商为其装配线提供一种新型的通用工业控制器,它应具有以下特点:(1)编程简单,可在现场方便地编辑及修改程序;(2)价格便宜,其性能价格比要高于继电器控制系统;(3)体积要明显小于继电器控制柜;(4)可靠性要明显高于继电器控制系统;(5)具有数据通信功能;(6)输入可以是AC115V;(7)输出为AC115V,2A以上;(8)硬件维护方便,最好是插件式结构;(9)扩展时,原有系统只需做很小改动;(10)用户程序存储器容量至少可以扩展到4K。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 4S7-300 PLCL
5、NIST从上述10项指标可以看出,它实际上就是当今可编程控制器最基本的功能。其核心为以下四点:(1)用计算机代替继电器控制盘。(2)用程序代替硬件接线。(3)输入/输出电平可与外部装置直接连接。(4)结构易于扩展。根据以上指标,美国数字设备公司(DEC)在1969年研制出世界上第一台可编程控制器,型号为PDP-14,并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功,取得了显著的经济效益。当时人们把它称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)。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。第一个把PLC商品化的是美国的
6、哥德公司(GOULD)时间也是 1969年。1971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。19731974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(SIEMENS)于1973年研制出欧洲第一台PLC。我国从1974年开始研制,1977年开始工业应用。早期的PLC主要由分立式电子元件和小规模集成电路组成,二十世纪七十年代中期以来,由于大规模集成电路(LSI)和微处理器在PLC中的应用,使PLC的功能不断增强,使PLC更多地具有了计算机的功能。目前世界上著名的电气设备制造厂商几乎都生产PLC系列产品,并且使PLC作为一个独立的工业设备成为主导的通用工业
7、控制器。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 5S7-300 PLCLNIST1.1.2 PLC的定义的定义可编程控制器这一名称最早是由美国电气制造商协会(NEMA)在1980年命名的,国际电工委员会(IEC)于1982年、1985年和1987年先后三次颁布了可编程控制器的标准草案。IEC的草案对可编程控制器作了如下定义: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和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的或模拟的输入和输出接口,控制各种类型的机器设备或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备,
8、都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”该定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”,它是一种计算机,它是“专为工业环境下应用而设计”的工业控制计算机。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 6S7-300 PLCLNIST1.2 PLC的分类及特点的分类及特点1.2.1 PLC1.2.1 PLC的分类的分类 1.1.根据控制规模分类根据控制规模分类 PLC的控制规模是以所配置的输入/输出(I/O)点数来衡量的。根据I/O点数的多少可将PLC分为小型机、中型机和大型机。一般来说,点数多的PLC,功能也相应较强。一般I/O点总数在256点以下的,称为小型机
9、,例如立石的C系列,三菱的F1系列,西门子的S5-100U,S7-200系列等,目前的小型PLC一般也具有数据通信等功能;I/O点数在2561024点之间的,称为中型机,可完成既有开关量又有模拟量的复杂控制,例如S7-300系列;I/O点数在1024点以上的,称为大型机。大型PLC的功能更加完善,可用于大规模的过程控制,构成分布式控制系统,或整个工厂的集散控制系统。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 7S7-300 PLCLNIST 2.根据结构形式分类根据结构形式分类 从结构上看,PLC可分为整体式、模板式和分散式三种形式,其外观结构示意图如图1-2所示。图图1-2 可编程控制器外
10、观结构示意图可编程控制器外观结构示意图电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 8S7-300 PLCLNIST一般的小型机多为整体式结构,例如S7-200系列。这种结构PLC的电源、CPU、I/O部件都集中配置在一个箱体中,有的甚至全部装在一块印刷电路板上。整体式PLC的缺点是主机的I/O点数固定,使用不够灵活,维修也较麻烦。模板式的PLC各部分以单独的模板分开设置,如电源模板PS、CPU模板、输入/输出模板SM、功能模板FM及通信模板CP等。这种PLC一般设有机架底板,在底板上有若干插座,使用时,各种模板直接插入机架底板即可。这种结构的PLC配置灵活,装备方便,维修简单,易于扩展,可根
11、据控制要求灵活配置所需模板,构成功能不同的各种控制系统。一般大、中型PLC均采用这种结构。分散式的PLC就是将可编程控制器的CPU、电源、存储器集中放置在控制室,而将各I/O模板分散放置在各个工作站,由通信接口进行通信连接,由CPU集中指挥。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 9S7-300 PLCLNIST3.根据功能分类根据功能分类 按功能的强弱,PLC可分为高、中、低档机三类。低档机具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等功能,有的还具有模拟量输入/输出(AI/AO)、数据传送、运算、通信等功能。中档机除具备上述功能外,还有数码转换、子程序调用、通信联网功能,有的还具备中
12、断控制、PID控制等功能。高档机除具备上述所有功能外,还有较强的数据处理能力、模拟量调节、函数运算、监控、智能控制等功能。目前,一些小型(微型)PLC都已经具备了高档机所具有的功能。例如,西门子S7-200系列PLC虽然属于小型机的范畴,但是,它具备了中断控制、PID控制、通信联网等等高级功能。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 10S7-300 PLCLNIST4.根据生产厂家分类根据生产厂家分类 PLC的生产厂家很多,每个厂家生产的PLC,其点数、容量、功能各有差异,但都自成系列,指令及外设向上兼容,因此在选择PLC时若选择同一系列的产品,则可以使系统构成容易、操作人员使用方便,
13、备品配件的通用性及兼容性好。(1)西门子公司的可编程控制器 德国西门子公司是世界上生产PLC的主要厂商之一。其产品涵盖了微型、小型、中型和大型等各种类型的PLC。西门子的产品不断推陈出新,目前主要流行SIMATIC S7-200、SIMATIC S7-300和 SIMATIC S7-400等三大系列PLC产品。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 11S7-300 PLCLNISTS7-200系列PLC是紧凑型可编程控制器,系统由CPU模板(主机)和各种功能丰富的扩展模块组成。CPU模块包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU226和CPU226XM。S7-200系列PLC
14、功能强大,应用领域极为广泛,适用于各行各业,各种场合中的检测、监控及控制的自动化,是各种小型控制任务理想的解决方案。S7-200PLC已经成为小型PLC中的佼佼者。S7-300系列PLC具有紧凑的、无槽位限制的模块化、无排风扇结构,它能满足中等性能要求的应用。系统基本组成为:电源模块PS、CPU模块、接口模块IM、信号模块SM、通信处理器CP、功能模块FM等,各种单独的模块之间可以广泛组合以满足不同的控制要求。S7-400PLC是用于中、高档性能范围的PLC。由于采用冗余技术,可靠性极高;模块化无风扇的设计,坚固耐用;易于扩展和具有强大的通信能力,容易实现分布式结构 以及简洁友好的操作,使其成
15、为中、高档性能控制领域中首选的理想解决方案。总之,西门子的PLC以其极高的性价比在我国占据着最大的市场份额。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 12S7-300 PLCLNIST(2)AB公司的可编程控制器公司的可编程控制器 在国际自动控制领域中享有盛名的AB(ALLEN BRADLEY)公司是世界上最大的PLC生产商之一。20世纪90年代初期,AB公司就占领了美国国内PLC市场销售总额的50%。丰富的指令集和强大的软件功能以及灵活方便的扩展功能是AB公司PLC的显著特点。(3)通用电气公司的可编程控制器)通用电气公司的可编程控制器 美国通用电气公司是世界上最早研制和生产PLC的主要
16、厂商之一。其PLC产品的主要系列有:90-MICRO PLC(小型PLC)、Field Control IO、Genius IO 系统、90-30PLC(中型PLC)和 90-70PLC(大型PLC)等等。Field Control IO、Genius IO 系统,可增加CPU成为独立控制器,最大可扩展8个模块,支持多种网络接口,可以通过手持编程器组态,使用灵活。电器控制与PLC技术应用 配套课件 page 13S7-300 PLCLNIST(4)施耐德公司的可编程控制器)施耐德公司的可编程控制器 法国施耐德电气(Schneider)公司也是世界上最早研制和生产PLC的主要厂商之一。具有160
17、多个世界发明专利,其产品包括小型、中型和大型PLC。最大I/O点数的范围为243100点。(5)三菱公司的可编程控制器)三菱公司的可编程控制器 日本三菱公司是世界上生产PLC产品的主要厂商之一。该公司所研制的PLC在产品微型化及低成本方面具有特色,早在1981年就推出了F系列PLC,陆续推出了功能更强的F1、F2系列PLC,K系列PLC和A系列PLC,FX系列PLC等产品。(6)立石公司的可编程控制器)立石公司的可编程控制器 日本立石(OMRON)公司是世界上生产PLC的著名企业之一,其销售额在日本仅次于三菱公司而位居第二。该公司生产的SYSMAC系列的PLC产品有微型(如C20、C40P)、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电器控制与PLC技术应用 第1章 可编程序控制器概述 电器 控制 PLC 技术 应用 程序 控制器 概述
限制150内