可编程控制器概述

1、Date: 2022-5-18 Page: 1第二章 可编程序控制器概述 Date: 2022-5-18 Page: 2Date: 2022-5-18 Page: 3Date: 2022-5-18 Page: 4Date: 2022-5-18 Page: 5Date: 2022-5-18 Page: 6Date: 2022-5-18 Page: 7Date: 2022-5-18 Page: 8Date: 2022-5-18 Page: 9Date: 2022-5-18 Page: 10v什么是什么是PLCPLC？一、可编程控制器的定义一、可编程控制器的定义 是一种是一种工业控制装置工业控制装置

2、 是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。v通用叫法通用叫法中文名称为中文名称为可编程控制器可编程控制器；英文名称为英文名称为Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，简称，简称PLCPLC。Date: 2022-5-18 Page: 11一、可编程控制器的定义一、可编程控制器的

3、定义v 19871987年，国际电工委员会（年，国际电工委员会（IECIEC）定义定义： “ “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，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、顺序控制、定时、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，并通过数字式和模拟式计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按

4、易于与工业系统联程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 Date: 2022-5-18 Page: 12 定义中有以下几点值得注意：定义中有以下几点值得注意： （1 1）可编程控制器是）可编程控制器是“数字运算操作的电子装数字运算操作的电子装置置”，它其中带有，它其中带有“可以编制程序的存储器可以编制程序的存储器”，可以进行可以进行“逻辑运算、顺序运算、计时、计数和逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算算术运算”工作，可以设想可编程控制器具有计工作，可以设想可编程控制器具有计算机的基本特征。事实上，可编程控

5、制器无论从算机的基本特征。事实上，可编程控制器无论从内部构造、功能及工作原理上看都是不折不扣的内部构造、功能及工作原理上看都是不折不扣的计算机。计算机。一、可编程控制器的定义一、可编程控制器的定义Date: 2022-5-18 Page: 13 （2 2）可编程控制器是）可编程控制器是“为工业环境下应用为工业环境下应用”而而设计的计算机。工业环境和一般办公环境有较大设计的计算机。工业环境和一般办公环境有较大的区别，的区别，PLCPLC具有特殊的构造，使它能在高粉尘、具有特殊的构造，使它能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。为了能

6、控制常工作。为了能控制“机械或生产过程机械或生产过程”，它又，它又要能要能“易于与工业控制系统形成一个整体易于与工业控制系统形成一个整体”，这，这些都是个人计算机不可能做到的。可编程控制器些都是个人计算机不可能做到的。可编程控制器不是普通的计算机，它是一种工业现场用计算机。不是普通的计算机，它是一种工业现场用计算机。一、可编程控制器的定义一、可编程控制器的定义Date: 2022-5-18 Page: 14 （3 3）可编程控制器能控制）可编程控制器能控制“各种类型各种类型”的工业设的工业设备及生产过程。它备及生产过程。它“易于扩展其功能易于扩展其功能”，也就是，也就是说，它的程序并不是不变的

7、，而是能根据控制对说，它的程序并不是不变的，而是能根据控制对象的不同要求，让使用者象的不同要求，让使用者“可以编制程序可以编制程序”的。的。可编程控制器较其以前的工业控制计算机，如单可编程控制器较其以前的工业控制计算机，如单片机工业控制系统，具有更大的灵活性，它可以片机工业控制系统，具有更大的灵活性，它可以方便地应用在各种场合，它是一种通用的工业控方便地应用在各种场合，它是一种通用的工业控制计算机。制计算机。一、可编程控制器的定义一、可编程控制器的定义Date: 2022-5-18 Page: 15 可编程控制器的一般概念可编程控制器的一般概念 可编程控制器问世以前，工业控制领域中以继电器可编

8、程控制器问世以前，工业控制领域中以继电器控制技术占主导地位控制技术占主导地位 特点特点结构简单易懂结构简单易懂设备体积大设备体积大耗电多耗电多可靠性差可靠性差寿命短寿命短运行速度不高运行速度不高通用性通用性灵活性差灵活性差二、可编程控制器的产生二、可编程控制器的产生Date: 2022-5-18 Page: 16交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器刀开关刀开关按钮开关按钮开关Date: 2022-5-18 Page: 17继电器逻辑控制系统框图继电器逻辑控制系统框图Date: 2022-5-18 Page: 18二、可编程控制器的产生二、可编程控制器的产生v因为继电器逻

9、辑电路配线复杂因为继电器逻辑电路配线复杂Date: 2022-5-18 Page: 19可编程控制器控制系统框图可编程控制器控制系统框图Date: 2022-5-18 Page: 20Date: 2022-5-18 Page: 21二、可编程控制器的产生二、可编程控制器的产生v背景：背景：19681968年美国通用汽车公司年美国通用汽车公司（GMGM），为了适应汽车型号），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设

10、计和更换尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。降低成本，缩短周期。 Date: 2022-5-18 Page: 22v19681968年，年，GMGM公司提出公司提出十项设计标准十项设计标准： 编程简单，可在现场修改程序；编程简单，可在现场修改程序； 维护方便，采用插件式结构；维护方便，采用插件式结构； 可靠性高于继电器控制柜；可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜； 成本可与继电器控制柜竞争；成本可与继电器控制柜竞争； 可将数据直接送入计算机；可将数据直接送入计算机； 可直接使用可直接使用115V115V交流

11、输入电压；交流输入电压； 输出采用输出采用115V115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 通用性强，扩展方便通用性强，扩展方便; ; 能存储程序，存储器容量可以扩展到能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB4KB。二、可编程控制器的产生二、可编程控制器的产生Date: 2022-5-18 Page: 23v 19691969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。并应用于工业现场。二、可编程控制器的产生二、可编程控制器的产生Date: 2022-5-18 Page: 24 19

12、711971年，日本研制成了日本第一台可编程控制器。年，日本研制成了日本第一台可编程控制器。 19731973年，西德和法国也研制出了自己的可编程控制器并在年，西德和法国也研制出了自己的可编程控制器并在工业领域开始应用。工业领域开始应用。 我国从我国从19741974年开始研制，并于年开始研制，并于19771977年开始工业应用。年开始工业应用。 早期的可编程控制器是用来取代继电器控制的，其控制功早期的可编程控制器是用来取代继电器控制的，其控制功能主要是逻辑运算、计时、计数等顺序控制，因此人们称能主要是逻辑运算、计时、计数等顺序控制，因此人们称之为可编程序逻辑控制器，简称为之为可编程序逻辑控制

13、器，简称为PLCPLC或或PCPC。 2020世纪世纪7070年代末到年代末到8080年代初，微处理技术日趋成熟，使可年代初，微处理技术日趋成熟，使可编程控制器的处理速度大为提高，同时增加了许多特殊的编程控制器的处理速度大为提高，同时增加了许多特殊的功能，如：数值运算、函数运算、查表等，使得可编程控功能，如：数值运算、函数运算、查表等，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制器不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制。因此，美国电器制造商协会制。因此，美国电器制造商协会NEMACNEMAC将其正式命名为将其正式命名为PC(ProgrammablePC(Progr

14、ammable Controller) Controller)。 Date: 2022-5-18 Page: 25三、三、 可编程控制器的特点可编程控制器的特点v无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 为了满足为了满足PLCPLC专为在工业环境下应用的要求，专为在工业环境下应用的要求，PLCPLC采用了如下硬件和软件措施：采用了如下硬件和软件措施： (1) (1) 光电耦合隔离和光电耦合隔离和RCRC滤波器，有效地防止了滤波器，有效地防止了各类电磁干扰信号的进入。各类电磁干扰信号的进入。 (2) (2) 采用内部电磁屏蔽，防止辐射干扰。采用内部电磁屏蔽，防止辐

15、射干扰。 (3) (3) 采用优良的开关电源，防止电源线引入的采用优良的开关电源，防止电源线引入的干扰。干扰。Date: 2022-5-18 Page: 26 (4) (4) 具有良好的自诊断功能。可以对具有良好的自诊断功能。可以对CPUCPU等内部电等内部电路进行检测，一旦出错，立即报警。路进行检测，一旦出错，立即报警。 (5) (5) 对程序及有关数据用电池供电进行后备，一对程序及有关数据用电池供电进行后备，一旦电源断电或运行停止，有关状态及信息不会丢旦电源断电或运行停止，有关状态及信息不会丢失。失。 (6) (6) 对采用的器件都进行严格筛选和老化处理，对采用的器件都进行严格筛选和老化处

16、理，排除了因器件可靠性问题而造成的故障。排除了因器件可靠性问题而造成的故障。 (7) (7) 采用了冗余技术进一步增强可编程控制器的采用了冗余技术进一步增强可编程控制器的可靠性。对于大型的可靠性。对于大型的PLCPLC，采用双，采用双CPUCPU构成冗余系构成冗余系统，或三统，或三CPUCPU构成表决式系统。构成表决式系统。 Date: 2022-5-18 Page: 27v通用性强，控制程序可变，使用方便通用性强，控制程序可变，使用方便v硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强v编程简单，容易掌握编程简单，容易掌握 v系统的设计、安装、调试工作量少系统的设计、

17、安装、调试工作量少v维修工作量小，维护方便维修工作量小，维护方便v体积小，能耗低体积小，能耗低. . Date: 2022-5-18 Page: 28 主要是主要是PLCPLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：如专用总线、专家通信网络及协议，放的：如专用总线、专家通信网络及协议，I/OI/O模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。 编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言结构均不一致，因此各公司的结构均不一致，因此各公司的 PLCPLC互不兼容。互不兼容。 SIEME

18、NSSIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为基础，等公司已经开发出以个人计算机为基础，在在WindowsWindows平台下，结合平台下，结合IEC1131IEC11313 3国际标准的国际标准的新一代开放体系结构的新一代开放体系结构的PLCPLC。 PLCPLC的缺点的缺点Date: 2022-5-18 Page: 29四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 30可编程控制器的应用范围 PLCPLC应用形式的类型：应用形式的类型： 1 1开关逻辑控制开关逻辑控制 2 2模拟量控制模拟量控制 3 3顺序顺序( (步进步进) )控制控制

19、 4 4定时控制定时控制 5 5计数控制计数控制 6 6闭环过程控制闭环过程控制 7 7数据处理数据处理 8 8通信和联网通信和联网 Date: 2022-5-18 Page: 31四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 32四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 33四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 34四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 35四、可编程控制器的

20、应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 36四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 37四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 38四、可编程控制器的应用领域四、可编程控制器的应用领域Date: 2022-5-18 Page: 39五、可编程控制器的发展五、可编程控制器的发展v高性能、高速度、大容量发展高性能、高速度、大容量发展为了提高为了提高PLCPLC的处理能力，要求的处理能力，要求PLCPLC具有更好的响应速具有更好的响应速度和更大的存储容

21、量。目前，有的度和更大的存储容量。目前，有的PLCPLC的扫描速度可的扫描速度可达达0.1ms/k0.1ms/k步左右。步左右。PLCPLC的扫描速度已成为很重要的一的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。个性能指标。在存储容量方面，有的在存储容量方面，有的PLCPLC最高可达几十兆字节。为最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。盘。 Date: 2022-5-18 Page: 40v向小型化和大型化两个方向发展向小型化和大型化两个方向发展小型小型PLCPLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置由整体结构向小型模块化

22、结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型超小型微型PLCPLC，最小配置的，最小配置的I/OI/O点数为点数为8 81616点，以点，以适应单机及小型自动控制的需要适应单机及小型自动控制的需要。 大型化是指大中型大型化是指大中型PLC PLC 向大容量、智能化和网络化发向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/OI/O点数达点数达1433614336点的超大型点的超大

23、型PLCPLC，其使用，其使用3232位微处理器，多位微处理器，多CPUCPU并行工作和大容量存储器，功能强。并行工作和大容量存储器，功能强。五、可编程控制器的发展五、可编程控制器的发展Date: 2022-5-18 Page: 41v大力开发智能模块，加强联网与通信能力大力开发智能模块，加强联网与通信能力为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/OI/O模块、模块、通信和人机接口模块等。通信和人机接口模块等。PLCPLC的联网与通信有两类：的联网与通信有两类： P

24、LC PLC之间联网通信，各之间联网通信，各PLCPLC生产厂家都有自己的专有联网手段；生产厂家都有自己的专有联网手段； PLC PLC与计与计算机之间的联网通信。算机之间的联网通信。为了加强联网与和通信能力，为了加强联网与和通信能力，PLCPLC生产厂家也在协商生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。 五、可编程控制器的发展五、可编程控制器的发展Date: 2022-5-18 Page: 42v增强外部故障的检测与处理能力增强外部故障的检测与处理能力据统计资料表明：在据统计资料表明：在PLCPLC控制系统的故障中，控制系统的故障中，

25、CPUCPU占占5%5%，I/OI/O接口占接口占15%15%，输入设备占，输入设备占45%45%，输出设备占，输出设备占30%30%，线，线路占路占5%5%。前二项共前二项共20%20%故障属于故障属于PLCPLC的内部故障，它可通过的内部故障，它可通过PLCPLC本本身的软、硬件实现检测、处理。身的软、硬件实现检测、处理。而其余而其余80%80%的故障属于的故障属于PLCPLC的外部故障。的外部故障。PLCPLC生产厂家都生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。进一步提高系统的可靠性。 五、可编程控制

26、器的发展五、可编程控制器的发展Date: 2022-5-18 Page: 43v编程语言多样化编程语言多样化在在PLCPLC系统结构不断发展的同时，系统结构不断发展的同时，PLCPLC的编程语言也越的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。来越丰富，功能也不断提高。除了大多数除了大多数PLCPLC使用的使用的梯形图梯形图、语句表语句表语言外，为了适语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程步进编程语语言、面向过程控制的言、面向过程控制的流程图流程图语言、与计算机兼容的高语言、与计算机兼容的高级语言（级语言（BASICBASIC、C C语言等）等

27、。多种编程语言并存、语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是互补与发展是PLCPLC进步的一种趋势。进步的一种趋势。五、可编程控制器的发展五、可编程控制器的发展Date: 2022-5-18 Page: 44v按按I/OI/O点数分点数分小型小型PLCPLC I/O I/O点数为点数为256256点以下的为小型点以下的为小型PLCPLC （其中（其中I/OI/O点数小于点数小于6464点的为超小型或微型点的为超小型或微型PLCPLC）中型中型PLCPLC I/O I/O点数为点数为256256点以上、点以上、20482048点以下的为中型点以下的为中型PLCPLC大型大型PLCPLC I/O

28、 I/O点数为点数为20482048以上的为大型以上的为大型PLCPLC （其中（其中I/OI/O点数超过点数超过81928192点的为超大型点的为超大型PLCPLC）六、可编程控制器的类型六、可编程控制器的类型Date: 2022-5-18 Page: 45v按结构形式分按结构形式分整体式整体式PLCPLC 将电源、将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。六、可编程控制器的类型六、可编程控制器的类型模块式模块式PLCPLC 将将PLCPLC各组成部分分别作成若干个

29、单独的各组成部分分别作成若干个单独的模块，如模块，如CPUCPU模块、模块、I/OI/O模块、电源模块（有的含在模块、电源模块（有的含在CPUCPU模块中）以及各种功能模块。模块中）以及各种功能模块。紧凑式紧凑式PLCPLC 还有一些还有一些PLCPLC将整体式和模块式的特点结将整体式和模块式的特点结合起来。合起来。模块式模块式PLCPLC 将将PLCPLC各组成部分分别作成若干个单独的各组成部分分别作成若干个单独的模块，如模块，如CPUCPU模块、模块、I/OI/O模块、电源模块（有的含在模块、电源模块（有的含在CPUCPU模块中）以及各种功能模块。模块中）以及各种功能模块。紧凑式紧凑式PL

30、CPLC 还有一些还有一些PLCPLC将整体式和模块式的特点结将整体式和模块式的特点结合起来。合起来。整体式整体式PLCPLC 将电源、将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。Date: 2022-5-18 Page: 46v按功能分按功能分 低档低档PLCPLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和

31、比较、通信等功能。送和比较、通信等功能。 中档中档PLCPLC 具有低档具有低档PLCPLC功能外，增加模拟量输入功能外，增加模拟量输入/ /输出、算术运输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程算、数据传送和比较、数制转换、远程I/OI/O、子程序、通信联网、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、等功能。有些还增设中断、PIDPID控制等功能。控制等功能。 高档高档PLCPLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传

32、送等。高档传送等。高档PLCPLC机具有更强的通信联网功能。机具有更强的通信联网功能。 六、可编程控制器的类型六、可编程控制器的类型Date: 2022-5-18 Page: 471. PLC1. PLC与继电器控制系统的比较与继电器控制系统的比较 传统的继电器控制系统被传统的继电器控制系统被PLCPLC所取代已是必然趋势。继电器所取代已是必然趋势。继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采用硬控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功能，一旦生产工艺过

33、程改变，则控制柜必须重新设计、重新配线。能，一旦生产工艺过程改变，则控制柜必须重新设计、重新配线。而而PLCPLC由于应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能都是由于应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能都是通过软件来实现的，因此只要改变程序并改动少量的接线端子，通过软件来实现的，因此只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、安装、维护等各方面进行比较，安装、维护等各方面进行比较，PLCPLC都有显著的优势。因此在用都有显著的优势。因此在用微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电器控

34、制系统大多微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电器控制系统大多数将被数将被PLCPLC所取代。所取代。七、可编程控制器与其他工业系统的比较 Date: 2022-5-18 Page: 482. PLC2. PLC与工业控制计算机的比较与工业控制计算机的比较 工业控制计算机是通用微型计算机适应工业生产控制要求发工业控制计算机是通用微型计算机适应工业生产控制要求发展起来的一种控制设备。硬件结构方面总线标准化程度高、兼容展起来的一种控制设备。硬件结构方面总线标准化程度高、兼容性强，并且软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对性强，并且软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速、

35、实时性强、模型复杂、计算工作量大的工业对象的控要求快速、实时性强、模型复杂、计算工作量大的工业对象的控制占有优势。但是，使用工业控制机控制生产工艺过程，要求开制占有优势。但是，使用工业控制机控制生产工艺过程，要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。 PLCPLC最初是针对工业顺序控制应用发展而来的，硬件结构专最初是针对工业顺序控制应用发展而来的，硬件结构专用性强，通用性差，很多优秀的微机软件也不能直接使用，必须用性强，通用性差，很多优秀的微机软件也不能直接使用，必须经过二次开发。但是，经过二次开发。但是，PLCPLC采用了工

36、厂技术人员熟悉的梯形图语采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，便于推广应用。言编程，易学易懂，便于推广应用。Date: 2022-5-18 Page: 49 从可靠性方面看，从可靠性方面看，PLCPLC是专为工业现场应用而设计的，结构是专为工业现场应用而设计的，结构上采用整体密封或插件组合型，并采取了一系列抗干扰措施，具上采用整体密封或插件组合型，并采取了一系列抗干扰措施，具有很高的可靠性。而工控机虽然也能够在恶劣的工业环境下可靠有很高的可靠性。而工控机虽然也能够在恶劣的工业环境下可靠运行，但毕竟是由通用机发展而来的，在整体结构上要完全适应运行，但毕竟是由通用机发展而来的，在整体结

37、构上要完全适应现场生产环境，还要做不少工作。另一方面，现场生产环境，还要做不少工作。另一方面，PLCPLC用户程序是在用户程序是在PLCPLC监控程序的基础上运行的，软件方面的抗干扰措施在监控程监控程序的基础上运行的，软件方面的抗干扰措施在监控程序里已经考虑得很周全，而工控机用户程序则必须考虑抗干扰问序里已经考虑得很周全，而工控机用户程序则必须考虑抗干扰问题，一般的编程人员很难考虑周全。这也是工控机应用系统比题，一般的编程人员很难考虑周全。这也是工控机应用系统比PLCPLC应用系统可靠性低的原因。应用系统可靠性低的原因。 尽管现代尽管现代PLCPLC在模拟量信号处理、数值运算、实时控制等方在模

38、拟量信号处理、数值运算、实时控制等方面有了很大提高，但在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求面有了很大提高，但在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。Date: 2022-5-18 Page: 503. PLC3. PLC与集散控制系统的比较与集散控制系统的比较 集散控制系统又称分散控制系统，它是专门为工业过程控制集散控制系统又称分散控制系统，它是专门为工业过程控制设计的过程控制装置。它的主要应用场合是连续量的模拟控制，设计的过程控制装置。它的主要应用场合是连续量的模拟控制，而而PLCPLC的主要应用场合是开关量

39、的逻辑控制。因此，它们在设计的主要应用场合是开关量的逻辑控制。因此，它们在设计思想上是有一定区别的。思想上是有一定区别的。Date: 2022-5-18 Page: 51Date: 2022-5-18 Page: 52 PLC PLC是按扫描方式工作的，而集散控制系统是按用户的程序是按扫描方式工作的，而集散控制系统是按用户的程序指令工作的。因此，指令工作的。因此，PLCPLC对每个采样点的采样速度是相同的；而对每个采样点的采样速度是相同的；而在集散控制系统中，可根据被检测对象的特性采用不同的采样在集散控制系统中，可根据被检测对象的特性采用不同的采样速度，例如，对流量点的采样周期是速度，例如，对

40、流量点的采样周期是1 s1 s，对温度点的采样周期，对温度点的采样周期是是20 s20 s等。此外，在集散控制系统中，可有多级优先级中断的等。此外，在集散控制系统中，可有多级优先级中断的设置，而设置，而PLCPLC通常不采用中断方式。在存储器的容量上，由于通常不采用中断方式。在存储器的容量上，由于PLCPLC所需的运算大多是逻辑运算，因此，所需的存储器容量较小，所需的运算大多是逻辑运算，因此，所需的存储器容量较小，而集散控制系统需进行大量的数学运算，所以存储器容量较大。而集散控制系统需进行大量的数学运算，所以存储器容量较大。在运算速度方面，模拟量的运算速度可较低，而开关量的运算在运算速度方面，

41、模拟量的运算速度可较低，而开关量的运算需要有较高的速度。需要有较高的速度。Date: 2022-5-18 Page: 53 除了部分分散过程控制装置安装在现场，需要按现场的工除了部分分散过程控制装置安装在现场，需要按现场的工作环境设计外，集散控制系统是按照安装在控制室设计的，而作环境设计外，集散控制系统是按照安装在控制室设计的，而PLCPLC是按照现场工作环境的要求设计的，对元器件的可靠性方是按照现场工作环境的要求设计的，对元器件的可靠性方面有专门的考虑，在可靠性方面两者都有较高的要求。面有专门的考虑，在可靠性方面两者都有较高的要求。Date: 2022-5-18 Page: 54 本章主要介

42、绍了可编程控制器的定义、可编程控制器产本章主要介绍了可编程控制器的定义、可编程控制器产生的背景、可编程控制器的特点、可编程控制器的应用领域、生的背景、可编程控制器的特点、可编程控制器的应用领域、主要类型、发展趋势及概况。主要类型、发展趋势及概况。本章小结本章小结Date: 2022-5-18 Page: 55PLC为什么用量高居首位? 工业自动化系统通常分成三类：工业自动化系统通常分成三类： 控制开关量的逻辑装置控制开关量的逻辑装置 控制慢连续量的过程控制系统控制慢连续量的过程控制系统 控制快连续量的运动控制系统控制快连续量的运动控制系统 在传统上对于这三种控制系统用不同的控制装置。在传统上对

43、于这三种控制系统用不同的控制装置。 逻辑控制用电控制（电气控制装置即继电器接触器控制）逻辑控制用电控制（电气控制装置即继电器接触器控制） 过程控制用仪表装置（电动单元组合仪表）过程控制用仪表装置（电动单元组合仪表） 运动控制用电传装置（电气传动控制装置）。运动控制用电传装置（电气传动控制装置）。 所谓三电就是指的是所谓三电就是指的是电控、电仪、电传电控、电仪、电传。Date: 2022-5-18 Page: 56关于关于PLCPLC的讨论的讨论 在一家工厂、一个车间、一个工段，甚至在在一家工厂、一个车间、一个工段，甚至在一台设备上，这三种设备常常并存在一起，单设一台设备上，这三种设备常常并存在

44、一起，单设备各不相干。这主要是因为这三种控制装置相差备各不相干。这主要是因为这三种控制装置相差太远，无法兼容。长久以来，人们一直希望能把太远，无法兼容。长久以来，人们一直希望能把他们用一种控制装置统一起来，协调地进行控制。他们用一种控制装置统一起来，协调地进行控制。 这对于提高生产效率，保证产品质量，实现优化这对于提高生产效率，保证产品质量，实现优化控制无疑是很有意义的。把三电合成于一体就叫控制无疑是很有意义的。把三电合成于一体就叫做做三电一体三电一体。Date: 2022-5-18 Page: 57关于关于PLCPLC的讨论的讨论 从现代控制装置来看，无论是逻辑控从现代控制装置来看，无论是逻

45、辑控制、过程控制还是运动控制都使用的是计制、过程控制还是运动控制都使用的是计算机开发的控制装置，计算机成为三电一算机开发的控制装置，计算机成为三电一体的物质基础。体的物质基础。Date: 2022-5-18 Page: 58关于关于PLCPLC的讨论的讨论 有两种实现三电一体化的思路：有两种实现三电一体化的思路： 一种思路是在一种思路是在网络一级实现三电一体化网络一级实现三电一体化，逻辑控制装置、，逻辑控制装置、过程控制装置、运动控制装置尽管各不相同，但如果它们过程控制装置、运动控制装置尽管各不相同，但如果它们都可以连入同一网络，则网络就成了三电同一的载体，在都可以连入同一网络，则网络就成了三电同一的载体，在网络一级实现了三电一体化。网络一级实现了三电一体化。 另一种思路是在另一种思路是在控制装置一级实现三电一体化控制装置一级实现三电一体化，控制装置，控制装置既有逻辑控制功能，又有过程控制功能，还有运动控制功既有逻辑控制功能，又有过程控制功能，还有运动控制功能。能。 DCSDCS（distrabuteddistrabuted control system control system）系统沿着前一种思）系统沿着前一种思路发展三电一体化，他花费较大，适合于大型自动控制系。路发展三电一体化，他花费较大，适合于大型自动