第1章可编程序控制器的概述

1、LOGO第第1章章 可编程序控制器的概述可编程序控制器的概述Company L第一部分第一部分. 关于关于PLC的几个基本问题的几个基本问题一、PLC是什么？二、PLC何处来，往哪去？三、PLC有何独特之处？四、PLC的应用领域？Company L一、一、PLC是什么？是什么？v 可编程序控制器定义(1985年，国际电工委员会)可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。v PLC、PLC、个人计算机、工业PC的区

2、别？Company L二二、PLC何处来何处来，往哪去？往哪去？v继电器控制系统的明显缺点：体积大，可靠性低，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对生产工艺变化的适应性差。v继电器控制系统的优点：简单易懂、操作方便、价格便宜 v计算机系统的优点：功能完备、灵活性、通用性好Company L二二、PLC何处来何处来，往哪去？往哪去？v 1968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司（GM公司）提出设想。v 1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PLC，型号为PDP-14。v 第一代：从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点是：CPU由中小规模集成电路组

3、成，存储器为磁芯存储器； v 第二代：70年代初期到70年代末期。其特点是：CPU采用微处理器，存储器采用EPROM ；v 第三代：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ；v 第四代：80年代中期到90年代中期。PLC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ；v 第五代：90年代中期至今。PLC使用16位和32位的微处理器芯片，有的已使用RISC芯片。 Company L二二、PLC何处来何处来，往哪去往哪去？v 1向高速度、大存储容量方向发展CPU处理速

4、度进一步加快=使用64bit RISC芯片，多CPU并行、分时、分任务处理，这样可使速度达到ns级。 大中型PLC的扫描速度可达0.2ms/K步左右。例如:GE公司90系列331、771等为0.4msK步，欧姆龙公司C1000H、C2000H为0.4msK步，三菱公司A3N、A3H为0.2msK步，A3A高达0.15msK步， Company L二二、PLC何处来何处来，往哪去往哪去？v 1向高速度、大存储容量方向发展CPU处理速度进一步加快存储容量进一步扩大目前大型PLC是几百K字节，最高可达几兆字节 例如:A-B公司PLC-3的程序存储容量为2M字节，西门子公司的S5-155U为2M字节

5、Company L二二、PLC何处来何处来，往哪去往哪去？v 1向高速度、大存储容量方向发展CPU处理速度进一步加快存储容量进一步扩大v 2控制系统将分散化分散控制、集中管理的原则。v 3可靠性进一步提高随着PLC进入过程控制领域，对可靠性的要求进一步提高。硬件冗余的容错技术将进一步应用。v 4控制与管理功能一体化PLC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使PLC系统的生产控制功能和信息管理功能融为一体。 Company L三、三、PLC有何独特之处？有何独特之处？1.灵活、通用灵活、通用 -PLC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的，如果控制功能需要改变的话，只需要

6、修改程序以及改动极少量的接线即可。 2.2.可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强 平均无故障时间一般可达平均无故障时间一般可达35万小时万小时-PLC采用的是微电子技术，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，因此不会出现继电器控制系统中的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。 -PLC还采取了以下主要措施来提高其可靠性。1)硬件措施：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，均采用严格措施进行屏蔽，以防外界干扰； 2)软件措施监控程序定期地监测外界环境；死循环报警；停电时利用后备电池供电。 “专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”3.编程简单、使用方

7、便编程简单、使用方便 -用微机实现控制，使用的是汇编语言，难于掌握，要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。而PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握 。4.接线简单接线简单5.功能强功能强 6.体积小体积小,重量轻重量轻,易于实现机电一体化易于实现机电一体化Company L开关量的逻辑控制-开关量的逻辑控制使PLC的最基本控制功能。目前，PLC首用的目标，就是用于开关量的控制。四、四、PLC的应用领域？的应用领域？模拟量的闭环控制-PLC具有A/D、D/A转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。数字量的智能控制-利用PLC能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了

8、相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。数据采集与监控-利用PLC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。通信、联网及集散控制-利用PLC的强大的通信联网功能，把PLC分布到控制现场，并实现各站间的通信，上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的PLCS系统。Company LPLC应用的典型例子电梯数控机床厂矿控制路口红绿灯四、四、PLC的应用领域？的应用领域？LOGO第一部分. 关于PLC的几个基本问题一、一、PLC是什么？是什么？二

9、、二、PLC何处来，往哪去？何处来，往哪去？三、三、PLC有何独特之处？有何独特之处？四、四、PLC的应用领域？的应用领域？ 总结总结Company L第二部分第二部分. PLCPLC的控制原理的控制原理 v采用继电器控制v采用 PLC控制vPLC的控制原理Company L控制功能如下：按下启动按钮SB1，电机M1开始运转，过10秒钟后，电机M2开始运转；按下停止按钮SB2，电机M1、M2同时停止运转。 Company L 控制功能如下：按下启动按钮SB1，电机M1开始运转，过10秒钟后，电机M2开始运转；按下停止按钮SB2，电机M1、M2同时停止运转。 Company L等效电路图等效电路

10、图Company La)a) 当按下当按下SB1SB1时，输入继电器时，输入继电器0000000000的线圈通电，的线圈通电，0000000000的的常开触点闭合，使输出继电常开触点闭合，使输出继电器器0100001000的线圈得电，的线圈得电，0100001000对应的硬输出触点闭合，对应的硬输出触点闭合，KM1KM1得电得电M1M1开始运转，同时开始运转，同时0100001000的一个常开触点闭合的一个常开触点闭合并自锁。并自锁。 b)时间继电器TIM000的线圈通电开始延时，10秒后TIM000的常开触点闭合，输出继电器01001的线圈得电，01001对应的硬输出触点闭合，KM2得电M2

11、开始运转。 c)当按下SB2时，输入继电器00001的线圈通电，00001得常闭触点断开，01000、TIM000的线圈均断电，01001的线圈也断电，01000、01001两个硬输出触点随之断开，KM1、KM2断电，M1、M2停转。Company L第三部分第三部分 PLC的编程语言的编程语言v梯形图v语句表v逻辑功能图v逻辑方程式或布尔代数式前进Company L1.梯形图梯形图-PLC的主要编程语言的主要编程语言 vPLCPLC梯形图在形式上类似于继电器控梯形图在形式上类似于继电器控制梯形图制梯形图Company L2. 语句表语句表-一种与汇编语言类似的一种与汇编语言类似的v语句表使用

12、的助记符语句表使用的助记符 LD 00000 OR 01000vPLC的语句：操作码的语句：操作码+操作数操作数Company L3. 逻辑功能图逻辑功能图逻辑功能图用“与”、“或”、“非”等逻辑功能来表达控制功能，Company L第三部分第三部分 PLC的编程语言的编程语言总结v 梯形图v 语句表v 逻辑功能图v 逻辑方程式或布尔代数式前进Company L第四部分第四部分 PLC的性能指标与分类的性能指标与分类 1I/O点数点数 2用户程序存储器容量用户程序存储器容量 3扫描速度扫描速度 4指令种类及条数指令种类及条数 5内部器件的种类和数量内部器件的种类和数量 6智能单元智能单元 Co

13、mpany L整体式整体式PLCPLC的的CPUCPU、存储器存储器 、I/OI/O单元、单元、电源安装在同一机体内，构成主机电源安装在同一机体内，构成主机PLCPLC组合式（模块式）组合式（模块式）PLCPLC为总线结构，为总线结构，其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总线线槽上可安装一个槽上可安装一个PLCPLC模块，不同的模块实现不同的功模块，不同的模块实现不同的功能能 Company L微型机-控制点数仅几十点控制点数仅几十点 小型机-控制点数控制点数100500100500点左右点左右 中型机-控制点数控制点数50010005001000点左右点左右 大型机-控制点数控制点数10001000点以上点以上 超大型机-控制点数可达上万、甚至于几万点控制点数可达上万、甚至于几万点 Company