MCS-51单片机指令系统-世界大学城.ppt

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1、PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页PLCPLC基础知识基础知识1 1、了解、了解PLCPLC的由来及其特点的由来及其特点2 2、了解、了解PLCPLC的应用领域的应用领域3 3、重点掌握、重点掌握PLCPLC的工作原理的工作原理PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页1、PLCPLC的产生和定义的产生和定义2 2、PLCPLC的发展的发

2、展3 3、PLCPLC的应用领域的应用领域4 4、PLCPLC的特点的特点5 5、PLCPLC与其它控制系统的区别与其它控制系统的区别6 6、PLCPLC的分类的分类7 7、PLCPLC的系统组成的系统组成8 8、PLCPLC的编程语言的编程语言9 9、PLCPLC工作原理工作原理PLCPLC基础知识基础知识PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页S7-200系列系列S7-300系列系列S7-400系列系列西门子西门子PLCPLC外形图外形图PLCPLC及其应用及其应

3、用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页Q系列系列FX2N系列系列FX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC三菱三菱PLCPLC外形图外形图PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC欧姆龙欧姆龙PLCPLC外形图外形图PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术

4、学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页1 1、PLCPLC的产生和定义的产生和定义可编程控制器是在继电器控制和计算可编程控制器是在继电器控制和计算技术的基础上，逐渐发展起来的以徽技术的基础上，逐渐发展起来的以徽处理器为核心，集微电子技术，自动处理器为核心，集微电子技术，自动化技术，计算机技术，通信技术为一化技术，计算机技术，通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型，体，以工业自动化控制为目标的新型，控制装置。目前已在工业控制装置。目前已在工业,交通运输交通运输,农业农业,商业等领域得到广泛应用商业等领域得到广泛应用.成为成为各行各业的通用产品。各行各业

5、的通用产品。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页19681968年年由由美美国国通通用用汽汽车车公公司司（GEGE）提提出出，19691969年年美美国国数数字字设设备备公公司司（DECDEC）研研制制成成功功，有有逻逻辑辑 运运 算算、定定 时时 计计 算算 功功 能能 称称 为为PLCPLC（programmable logic controllerprogrammable logic controller）。）。8080年年代代，由由于于计计算算机机技技术术

6、的的发发展展，PLCPLC采采用用通通用用处处理理器器为为核核心心，功功能能扩扩展展到到各各种种算算术术运运算算，PLCPLC运运算算过过程程控控制制并并可可与与上上位位机机通通讯讯、实实现现远远程程控控制制被被称称为为PCPC（programmable programmable controllercontroller）即可编程控制器。）即可编程控制器。PLCPLC的产生的产生PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页PLCPLC的定义的定义 19871987年年 国

7、际电工委员会国际电工委员会 可可编编程程序序控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计。它它采采用用了了可可编编程程序序的的存存储储器器，用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指指令令，并并通通过过数数字字的的，模模拟拟的的输输入入和和输输出，控制各种类型的机械或生产过程。出，控制各种类型的机械或生产过程。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南

8、机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页2 2、PLCPLC的发展历史的发展历史19691969年，年，美国研制出世界第一台美国研制出世界第一台PDP-14PDP-1419711971年，年，日本研制出第一台日本研制出第一台DCS-8DCS-819731973年，年，德国研制出第一台可编程序控制器德国研制出第一台可编程序控制器19741974年，年，中国研制出第一台可编程序控制器中国研制出第一台可编程序控制器PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页 PLCPL

9、C发展经历的五个阶段：发展经历的五个阶段：1 1、初步阶段、初步阶段 2 2、崛起阶段、崛起阶段 3 3、成熟阶段、成熟阶段 4 4、飞速发展阶段、飞速发展阶段 5 5、开放性、标准化阶段、开放性、标准化阶段2 2、PLCPLC的发展历史的发展历史PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页1 1、中小型单机控制系统、中小型单机控制系统2 2、制造业的自动化、制造业的自动化3 3、运动控制、运动控制4 4、流程工业自动化、流程工业自动化5 5、通讯联网，、通讯联网，计算机

10、，变频器，数控装置计算机，变频器，数控装置 3 3、PLCPLC的应用领域的应用领域PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页4 4、PLCPLC的特点的特点1 1、使用于工业环境，抗干扰能力强。、使用于工业环境，抗干扰能力强。2 2、可可靠靠性性高高。无无故故障障工工作作时时间间（平平均均）数数十十万万小小时时并并可可构构成成多多 机冗余系统。机冗余系统。3 3、控制能力极强。、控制能力极强。4 4、使使用用、编编程程方方便便。（LADLAD）梯梯形形图图、语语句句表

11、表（STLSTL）、功功能能图图（FBDFBD）、控制系统流程图等编程语言通俗易懂，使用方便。）、控制系统流程图等编程语言通俗易懂，使用方便。5 5、组组成成灵灵活活。小小型型PLCPLC为为整整体体结结构构，并并可可外外接接I/OI/O扩扩展展机机箱箱构构成成PLCPLC控控制制系系统统；中中大大型型PLCPLC采采用用分分体体模模块块式式结结构构，设设有有各各种种专专用用功功能能模模块块（开开关关量量、模模拟拟量量输输入入输输出出模模块块，位位控控模模块块，伺伺服服、步步进进驱驱动动模模块块等等）供供选选用用和和组组合合，由由各各种种模模块块组组成成大大小小和和要要求求不同的控制系统。不同

12、的控制系统。可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页与继电器控制系统的区别与继电器控制系统的区别（1 1）控制逻辑）控制逻辑（2 2）工作方式）工作方式（3 3）可靠性和可维护性）可靠性和可维护性（4 4）控制速度）控制速度（5 5）定时控制）定时控制（6 6）设计和施工）设计和施工 5 5、PLCPLC与其它控制系统的区别与其它控制系统的区别PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基

13、础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页5 5、PLCPLC与其它控制系统的区别与其它控制系统的区别与单片机控制系统的区别与单片机控制系统的区别（1 1）本质区别）本质区别（2 2）使用场合）使用场合（3 3）使用过程）使用过程（4 4）使用成本）使用成本（5 5）学习的难易程度）学习的难易程度（6 6）就业方向）就业方向PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页 按按I/OI/O点点

14、数数可可分分为为大大、中中、小小型型三三大大类类通通常常可可以定义为：以定义为：小型：小型：I/OI/O点数在点数在128128点以下；点以下；中型：中型：I/OI/O点数在点数在12812820482048点之间；点之间；大型：大型：I/OI/O点数在点数在20482048点以上。点以上。按按I/OI/O点数容量分类点数容量分类6 6、PLCPLC的分类的分类（1 1）整体式结构）整体式结构 （2 2）模块式结构）模块式结构按结构形式分类按结构形式分类PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页

15、下一页返回返回上一页上一页可可编编程程控控制制器器主主机机的的硬硬件件电电路路由由CPUCPU，存存储储器器，基基本本I/OI/O接口电路接口电路，外设接口外设接口，电源电源等五大部分组成。等五大部分组成。7 7、PLCPLC的系统组成的系统组成PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU）(1)(1)诊诊断断PLCPLC电电源源、内内部部电电路路的的工工作作状状态态及及编编制制程程序序中中的语法错误。的语法错误。(2)(2)采集现

16、场的状态或数据，并送入采集现场的状态或数据，并送入PLCPLC的寄存器中。的寄存器中。(3)(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。逐条读取指令，完成各种运算和操作。(4)(4)将处理结果送至输出端。将处理结果送至输出端。(5)(5)响应各种外部设备的工作请求。响应各种外部设备的工作请求。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页存储器存储器 （ROM/RAMROM/RAM）系统程序存储器（系统程序存储器（ROMROM），用以存放系统管理程序、），用以存放系统管理程序、

17、监控程序及系统内部数据，监控程序及系统内部数据，PLCPLC出厂前已将其固化在出厂前已将其固化在只读存储器只读存储器ROMROM或或PROMPROM中，用户不能更改。中，用户不能更改。用用户户存存储储器器（RAMRAM），包包括括用用户户程程序序存存储储区区和和工工作作数数据据存存储储区区。这这类类存存储储器器一一般般由由低低功功耗耗的的CMOS-RAMCMOS-RAM构构成成，其其中中的的存存储储内内容容可可读读出出并并更更改改。掉掉电电会会丢丢失失存存储储的的内内容，一般用锂电池来保持。容，一般用锂电池来保持。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南

18、机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页开开关关量量输输入入接接口口电电路路：采采用用光光电电耦耦合合电电路路，将将限限位位开开关关、手手动动开开关关、编编码码器器等等现现场场输输入入设设备备的的控控制制信信号号转转换成换成CPUCPU所能接受和处理的所能接受和处理的数字信号数字信号。可编程控制器输入端口电路可编程控制器输入端口电路PLCPLC的输入接口电路（直流输入型）的输入接口电路（直流输入型）PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返

19、回返回上一页上一页可编程控制器输出接口电路可编程控制器输出接口电路采采用用光光电电耦耦合合电电路路，将将CPUCPU处处理理过过的的信信号号转转换换成成现现场场需需要要的的强强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。开关量输出接口电路：开关量输出接口电路：继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型有三种输出类型：有三种输出类型：PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页

20、继继电电器器输输出出型型：为为有有触触点点输输出出方方式式，用用于于接接通通或或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页晶晶体体管管输输出出型型：为为无无触触点点输输出出方方式式，用用于于接接通通或或断断开开开开关频率较高的关频率较高的直流直流电源负载。电源负载。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电

21、职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页晶晶闸闸管管输输出出型型：为为无无触触点点输输出出方方式式，用用于于接接通通或或断断开开开开关关频率较高的频率较高的交流交流电源负载。电源负载。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页智能输入输出接口：智能输入输出接口：自带自带CPUCPU，由专门的处理能力，与主，由专门的处理能力，与主CPUCPU配合共同完成控制任务，可减轻主配合共同完成控制任务，可减轻主CPUCPU工作负担，又可工作负担，又可提高系统的工作效率。提高系统

22、的工作效率。模拟量输出接口模拟量输出接口：将将PLCPLC运算处理的若干位数字量信号转换运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制的要求信号。的要求信号。模拟量接口电路模拟量接口电路模模拟拟量量输输入入接接口口：把把现现场场连连续续变变化化的的模模拟拟量量标标准准信信号号转转换换成成适适合合PLCPLC内内部部处处理理的的有有若若干干位位二二进进制制数数字字表表示示的的信信号号标标准的模拟量信号。电流信号：准的模拟量信号。电流信号：4 4 20mA20mA，电压信号：，电压信号：1 1 10V10VPLCP

23、LC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页指将外部输入的指将外部输入的交流电交流电处理后转换成满足处理后转换成满足PLCPLC的的CPUCPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源直流电源电路或电源模块电路或电源模块。许多。许多PLCPLC的直流电源采用的直流电源采用直流开关稳压直流开关稳压电源电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而且还可为输入设备（传感器）提供标准电源。且

24、还可为输入设备（传感器）提供标准电源。PLCPLC的电源的电源PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页 19941994年年5 5月，可编程序控制器标准月，可编程序控制器标准IECll31)IECll31)。2 2）梯形图）梯形图(LadderDiagram)(LadderDiagram)4 4）指令表）指令表(Instuction(Instuction List)List)3 3）功能块图）功能块图(Function(Function Block DiagramBl

25、ock Diagram1 1）顺序功能图）顺序功能图(Sequential Function(Sequential Function Chart)Chart)5)5)结构文本结构文本(structured(structured TextText)8 8、PLCPLC的编程语言的编程语言PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页顺序功能图顺序功能图(SFC)(SFC)一一种种位位于于其其他他编编程程语语言言之之上上的的图图形形语语言言，用来编制顺序控制程序。用来编制顺序控

26、制程序。顺顺序序功功能能图图提提供供了了一一种种组组织织程程序序的的图图形形方方法法，在在顺顺序序功功能能图图中中可可以以用用别别的的语语言言嵌嵌套套编编程程。步步、转转换换和和动动作作是是顺顺序序功功能能图图中中的的三三种种主主要要元元件件。可可以以用用顺顺序序功功能能图图来来描描述述系统的功能。系统的功能。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页组成：组成：由触点、线圈和用方框表示的功能块。由触点、线圈和用方框表示的功能块。特点：特点：1 1）沿沿用用继继电电器器

27、这这一一名名称称，但但不不是是真真实实继继电电器器，而而是软件中编程元件。是软件中编程元件。2 2）假想的）假想的“能流能流”(Power Flow)(Power Flow)，从左向右流动。，从左向右流动。3 3）逻辑解算，从左至右，从上至下。）逻辑解算，从左至右，从上至下。4 4）线圈放在最右边，触点可无限次使用。）线圈放在最右边，触点可无限次使用。梯形图梯形图(LAD)(LAD)PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页功能块图功能块图(FBD)(FBD)语句表（语

28、句表（STLSTL）,指令表程序：一种与微机的汇指令表程序：一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。编语言中的指令相似的助记符表达式。结构文本结构文本(sT)(sT),是为是为IECll313IECll313标准创建的一种标准创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能实专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。凑。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页可可编编程程控控制制

29、器器通通过过循循环环扫扫描描输输入入端端口口的的状状态态，执行用户程序，实现控制任务。执行用户程序，实现控制任务。PLCPLC采采用用循循环环顺顺序序扫扫描描方方式式工工作作，CPUCPU在在每每个个扫扫描描周周期期的的开开始始扫扫描描输输入入模模块块的的信信号号状状态态，并并将将其其状状态态送送入入到到输输入入映映像像寄寄存存器器区区域域,然然后后根根据据用用户户程程序序中中的的程程序序指指令令来来处处理理传传感感器器信信号号，并并将将处处理理结结果果送送到到输输出出映映像像寄寄存存器器区区域域，在每个扫描周期结束时，送入输出模块。在每个扫描周期结束时，送入输出模块。9 9、PLCPLC工作

30、原理工作原理PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页PLCPLC工作原理工作原理开机开机内部处理内部处理通讯服务通讯服务输入刷新输入刷新程序执行程序执行输出刷新输出刷新可编程控制器在开机后，可编程控制器在开机后，完成内部处理、通信处理、完成内部处理、通信处理、输入刷新、程序执行、输输入刷新、程序执行、输出刷新五个工作阶段，称出刷新五个工作阶段，称为为一个扫描周期一个扫描周期。完成一。完成一次扫描后，又重新执行上次扫描后，又重新执行上述过程，可编程控制器这述过程，可编程控制器这种周而复始的循环工作方种周而复始的循环工作方式称为式称为扫描工作方式扫描工作方式。PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页PLC工作流程图工作流程图PLCPLC及其应用及其应用PLCPLC基础模块基础模块湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院下一页下一页返回返回上一页上一页 谢谢大家谢谢大家