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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,a,*,點擊此處結(jié)束放映,第,2,章 可編程序控制器的 基本知識,可編程序控制器,(PLC),的歷史與發(fā)展,2.1,PLC,的特點及應(yīng)用領(lǐng)域,2.2,PLC,的一般構(gòu)成和基本工作原理,2.3,可編程序控制器的編程語言,2.4,PLC,的主要性能指標和分類,2.5,1,a,2.1,可編程序控制器 （,PLC,）的歷史與發(fā)展,2.1.1,可編程序控制器的定義,在,1987,年國際電工委員會（,IEC,）頒布的可編程序控制器標準草案第三稿中，對可編程序控制器作如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是專

2、門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。,2,a,它采用可以編制程序的存儲器，在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則設(shè)計的。,3,a,2.1.2 PLC,的產(chǎn)生與發(fā)展,這項新技術(shù)在工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的影響。自誕生以來，,PLC,經(jīng)過了,5,個發(fā)展時期。,（,1,）從,1969,年到,20,世紀,70,年代初期。,（,2,）,20,世紀,70,年代初期到末期。,（,3,）,20,世紀,70,年代末期到,20,世紀,80,年代中期。,

3、（,4,）,20,世紀,80,年代中期到,20,世紀,90,年代中期。,（,5,）,20,世紀,90,年代中期至今。,4,a,2.1.3 PLC,的發(fā)展趨勢,1,方便靈活和小型化,(1),實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。,(2),在結(jié)構(gòu)上，一些小型機采用框架和模塊的組合方式，使用戶方便靈活的方式構(gòu)成所需要的系統(tǒng)。,2,高功能和大型化,(1),對鋼鐵工業(yè)，化工業(yè)等大型企業(yè)實施生產(chǎn)過程的自動控制一般比較復雜。,(2),不久的將來，大型,PLC,會全部使用,64,位芯片。,5,a,2.2 PLC,的特點及應(yīng)用領(lǐng)域,2.2.1 PLC,的特點,1,可靠性高,(1),大量的開關(guān)動體由無觸點的半導體集成電路

4、完成。,(2),制造工藝采取了抗干擾措施。,(3)PLC,具有完善的自診斷功能。,(4),特殊的外殼封裝結(jié)構(gòu)。,2,編程簡單梯形圖語言是面向用戶的高級語言。,3,通用性好,(1)PLC,是通過軟件來實現(xiàn)控制的。,(2),同一系列,PLC,，不同功能機型基本相同，可以互換。,6,a,4,功能強大,(1)PLC,最廣泛的應(yīng)用是對開關(guān)量進行邏輯運算和順序控制，同時還可以對模擬量進行控制。,(2)PLC,可以控制一臺單機、一條生產(chǎn)線、還可以控制一個機群，可以現(xiàn)場控制也可以遠距離控制。,5,體積小、功耗低,(1),采用半導體集成電路。,(2),設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊。,6,設(shè)計施工周期短,7,a,2.2.2 PL

5、C,的應(yīng)用領(lǐng)域,1.,開關(guān)量的邏輯控制從十幾個到成千上萬個點。,2.,模擬量控制溫度、壓力、流量、液面高度等。,3.,機械運動控制對伺服電機和步進電機控制。,4.,通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制可使整個工廠實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。,5.,數(shù)據(jù)處理較復雜的數(shù)據(jù)處理一般應(yīng)用在大、中型控制系統(tǒng),。,8,a,2.3 PLC,的一般構(gòu)成 和基本工作原理,2.3.1 PLC,的一般構(gòu)成,PLC,生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)成相同，都采用計算機結(jié)構(gòu)，如圖,2-1,所示。,9,a,圖,2-1 PLC,結(jié)構(gòu)示意圖,10,a,1,CPU,它是,PLC,的核心和控制指導中心,(1)CPU,通過三總線與存儲器、,I/

6、O,接口電路相連接，完,成信息傳遞轉(zhuǎn)換等。,(2)CPU,的主要功能：接受輸入信號并存入存儲器，讀出執(zhí)行指令，將結(jié)果輸出，處理中斷請求，準備下一條指令。,2,存儲器系統(tǒng)程序存儲器：系統(tǒng)程序固化在,ROM,中。,(1),系統(tǒng)程序存儲器,(2),用戶程序存儲器,(3),工作數(shù)據(jù)存儲器,11,a,3,輸入、輸出接口電路（,1,）直流輸入電路,12,a,3,輸入、輸出接口電路（,2,）交流輸入電路,13,a,3,輸入、輸出接口電路,（,1,）晶體管輸出電路,14,a,3,輸入、輸出接口電路,（,2,）雙向晶閘管輸出電路,15,a,3,輸入、輸出接口電路,（,3,）繼電器輸出電路,16,a,4,電源為保

7、證,plc,可靠，大多采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源；,有的,plc,還向外部提供,24v,直流電源。,5,外設(shè)接口,6,I/O,擴展接口每臺,plc,都有外設(shè)端口，對稱外設(shè)接口、外接接口。它是在主機外殼上與外部設(shè)備配接口插座。通過電纜線可配接偏移器、計算機、其他,plc,、打印機等。,17,a,2.3.2 PLC,的基本工作過程,可編程序控制器的工作過程如圖,2-4,所示。,(1),輸入采樣：在執(zhí)行用戶程序的過程中，輸入映象寄存器的狀態(tài)不變。,(2),程序執(zhí)行：執(zhí)行程序時所需的信號，是在輸入寄存器狀態(tài)和其它一些編程原件狀態(tài)中取得的。,(3),輸出刷新：輸出鎖存器的內(nèi)容要等到下一個掃描周期的輸出階段才會被

8、刷新。,18,a,圖,2-4,可編程序控制器的工作過程,19,a,2.3.3 PLC,的,I/O,滯后現(xiàn)象,從,PLC,工作過程的分析可知，,PLC,由于采用循環(huán)掃描的工作方式，而且對輸入和輸出信號只在每個掃描周期的,I/O,刷新階段集中輸入并集中輸出，所以必然會產(chǎn)生輸出信號相對輸入信號的滯后現(xiàn)象。,20,a,2.4,可編程序控制器的編程語言,2.4.1,梯形圖語言,21,a,2.4.2,助記符語言,LD 00000,助記符語言包括兩部分,OR 01000,操作碼：指令,AND NOT 00001,操作數(shù)：地址或設(shè)定的值,OUT 01000,(1),助記符語言類似于計算機的匯編語言。,(2),

9、語句表編程語言不如梯形圖形象、直觀，但是在使用簡易編程器輸入用戶程序時，必須采用。,(3),助記符語言與梯形圖語言相互對應(yīng)、相互轉(zhuǎn)換。,22,a,2.4.3,邏輯功能圖,2.4.4,高級語言方便的與計算機通信聯(lián)網(wǎng)。,23,a,2.5 PLC,的主要性能指標和分類,2.5.1 PLC,的主要性能指標,1,I/O,點數(shù)衡量,PLC,性能的主要指標之一。,(1)I/O,點數(shù)計,PLC,面板上的輸入、輸出端子的個數(shù)。,(2)PLC,的,I/O,點數(shù)一般包括主機,I/O,點數(shù)和擴展單元,I/O,點數(shù)。,2,程序容量,3.,掃描速度指執(zhí)行程序的速度。一般的掃描字（字節(jié)，步）所用的時間來衡量掃描速度。,用戶

10、手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，,可以通過比較各種執(zhí)行相同操作所用的時間來,衡量掃描速度的快慢。,24,a,4,指令條數(shù)變成指令種類及條數(shù)越多，功能越強。,5,內(nèi)部繼電器和寄存器內(nèi)部器件包括各種繼電器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)存儲器等。,6,特殊功能及高級模塊包括擴展及各種功能模塊的功能擴展。,25,a,2.5.2 PLC,的分類,1,按結(jié)構(gòu)形式分類,(1),整體式結(jié)構(gòu)：小型,PLC,常采用,(2),模塊式結(jié)構(gòu)：一般大中型,PLC,采用,(3),分散式結(jié)構(gòu)：,CPU,、電源、存儲器集中放置在控制室,26,a,2,按,I/O,點數(shù)分類,(1),微型機：,I/O,點數(shù),64,點，程序存儲量,1K,

11、字節(jié),(2),小型機：,64256,點，程序存儲量,3.6KB,(3),中型機：,2562048,點，程序存儲量,2048,點，程序存儲量,13KB,27,a,3,按功能分類,(1),低檔機：一般用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程。,(2),中檔機：小型連續(xù)生產(chǎn)過程的復雜邏輯控制和閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。,(3),高檔機：大規(guī)模的過程控制。,28,a,三菱,PLC,外形圖,2006-3-3,29,Q,系列,PLC,FX2N,系列,PLC,FX1N,系列,PLC,FX1S,系列,PLC,29,a,西門子,PLC,外形圖,2006-3-3,30,S7-200,系列,PLC,S7-300,系列,PLC,S7-400,系列,PLC,30,a,歐姆龍,PLC,外形圖,C200H,系列,PLC,CPM1A,、,CPM2A,系列,PLC,31,a,