PLC的应用领域(PPT-62)

1、第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术学习内容 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 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术学习目标：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的控制功能第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 什

2、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

3、系统。上的继电接触器控制系统。1.1 PLC的产生和发展第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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。 1.1 PLC的产生和发展第1章

4、PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术QFRFUM3 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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职

5、业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0I0.1Q0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1PLC电动机正反转控制程序( )( )第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 PLC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

6、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1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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、3

7、2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PLC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

8、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、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PL

9、C应用技术 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，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

10、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术硬件软件+1.2 PLC的组成和基本工作原理1.2.1 PLC的组成第1章 PLC基本工作原理普通高等教育

11、“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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1.PLC的硬件系统第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术(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PL

12、C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、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技

13、术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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

14、信号。够接收和处理的信号。 输出接口输出接口电路将中央处理单元送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、电机等被控设备的执行元件。输入输出接口第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术直流输入接口电路示意图内部电路输入LED IN IN COM第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术交流输入接口电路示意图内部电路输

15、入LED IN IN COM第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术继电器输出接口电路示意图内部电路输出LED OUT OUT COMLL第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术双向晶闸管输出接口电路示意图输出LED OUT OUT COMLL内部电路第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术晶体管输出接口电路示意图L+ OUT OUT COMLL输出LED内部电路第1章 PLC基本

16、工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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；

17、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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术I/O扩展接口的连接第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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 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

18、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。1.PLC的硬件系统第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术通信接口的连接第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术输入输出接口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。1.PLC的硬件系统第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国

19、家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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 编程器编程器用作用户用作用户程序的编制、编辑、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。 1.PLC的硬件系统第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术

20、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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术1.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

21、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术2.PLC的软件组成 系统管理程序系统管理程序 用户指令解释程序用户指令解释程序 标准化模块程序标准化模块程序 开关量逻辑控制程序开关量逻辑控制程序 模拟量运算控制程序模拟量运算控制程序 闭环控制程序闭环控制程序 工作站初始化程序工作站

22、初始化程序 2 2）用户程序）用户程序 PLC由硬件系统组成，由软件系统支持，硬件和由硬件系统组成，由软件系统支持，硬件和软件共同构成了软件共同构成了PLC系统。系统。PLC的软件系统可分为：的软件系统可分为： 1）系统程序系统程序第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术1)1)系统程序系统程序 系统程序是用来控制和完成系统程序是用来控制和完成PLCPLC各种功能的程各种功能的程序，这些程序是由序，这些程序是由PLCPLC制造厂家用相应制造厂家用相应 CPUCPU的指令的指令系统编写的，并固化到系统编写的，并固化到ROMR

23、OM中。它包括中。它包括 系统管理程序系统管理程序 用户指令解释程序用户指令解释程序 供系统调用的标准程序模块供系统调用的标准程序模块 2.PLC的软件组成第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术系统管理程序系统管理程序 系统管理程序主要功能是运行时序分配管理、系统管理程序主要功能是运行时序分配管理、存储空间分配管理和系统自检等存储空间分配管理和系统自检等 。用户指令解释程序用户指令解释程序 用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译成机器指令供成机器指令供CPU执行。执行。 供系统调

24、用的标准程序模块供系统调用的标准程序模块 标准程序模块具有独立的功能，使系统只需调标准程序模块具有独立的功能，使系统只需调用输入、输出、特殊运算等程序模块即可完成相应用输入、输出、特殊运算等程序模块即可完成相应的具体工作的具体工作 。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术2)2)用户程序用户程序 用户程序是用户根据工程现场的生产过程和工艺要用户程序是用户根据工程现场的生产过程和工艺要求、使用求、使用PLC生产厂家提供的专门编程语言而自行编制生产厂家提供的专门编程语言而自行编制的应用程序。它包括：的应用程序。它包括： 开关

25、量逻辑控制程序开关量逻辑控制程序 模拟量运算控制程序模拟量运算控制程序 闭环控制程序闭环控制程序 工作站初始化程序工作站初始化程序2.PLC的软件组成第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 工作站初始化程序是用户为工作站初始化程序是用户为PLC系统网络进行数系统网络进行数据交换和信息管理而编制的初化程序，在据交换和信息管理而编制的初化程序，在PLC厂商提厂商提供的通信程序的基础上进行参数设定，一般采用高级供的通信程序的基础上进行参数设定，一般采用高级语言实现。语言实现。开关量逻辑控制程序开关量逻辑控制程序 开关量逻辑控制

26、程序一般采用开关量逻辑控制程序一般采用PLC生产厂商提生产厂商提供的如梯形图、语句表等编程语言编制。供的如梯形图、语句表等编程语言编制。模拟量运算控制和闭环控制程序模拟量运算控制和闭环控制程序 模拟量运算控制和闭环控制程序是大中型模拟量运算控制和闭环控制程序是大中型PLC系系统的高级应用程序，通常采用统的高级应用程序，通常采用PLC厂商提供的相应程厂商提供的相应程序模块及主机的汇编语言或高级语言编制。序模块及主机的汇编语言或高级语言编制。工作站初始化程序工作站初始化程序第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术自诊断自诊断通

27、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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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 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

28、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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器进行信息等发送给编程器进行显示。如果有与计

29、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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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第1章 PLC基本工作原理普通

30、高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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状态寄结果送到输出状态寄存器中。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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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

31、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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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）+故障诊断时显

32、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术（ ）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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术1.I/O1.I/O总点数总点数 I

33、/O I/O总点数是衡量总点数是衡量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

34、 2个字，而数据操作指令占个字，而数据操作指令占2424个字。个字。1.3.1 PLC1.3.1 PLC的性能指标的性能指标1.3 PLC的性能、特点及分类 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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

35、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

36、便用户编程使用。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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

37、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术1.3.2 PLC的特点PLC的 特点可靠性多功能性模块结构易编程性第1章 PLC基本工作原理普通高等教育

38、“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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

39、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) )第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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

40、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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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

41、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，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。第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材

42、PLC应用技术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

43、，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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术 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

44、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制 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机

45、电类专业规划教材 PLC应用技术 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

46、于大型PLC具有比中小型具有比中小型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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术1.4 PLC的应用领域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

47、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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划教材 PLC应用技术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。 第1章 PLC基本工作原理普通高等教育“十一五”国家级规划教材高等职业技术教育机电类专业规划