课五 第三章 PLC的产生、基本特点和主要功能

1、第三章第三章 PLC的产生、基本特点和主要功能的产生、基本特点和主要功能第四章第四章 PLC的硬件组成及工作原理的硬件组成及工作原理第五章第五章 PLC的编程基础的编程基础第六章第六章 S7-300 PLC指令系统及编程指令系统及编程第七章第七章 PLC控制系统设计控制系统设计 第二篇 可编程序控制器第第1 1章章 PLCPLC概述概述3.1 PLC3.1 PLC的产生的产生3.2 PLC3.2 PLC的定义和分类的定义和分类3.3 PLC3.3 PLC的功能和特点的功能和特点l传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操

2、作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差率高、可靠性及灵活性差 。应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。等工业应用场合。 3.1 PLC3.1 PLC的产生的产生l用户迫切用户迫切需要需要一种先进的自动控制装置一种先进的自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统v19681968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

3、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。l可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生 美国数字设备公司（美国数字

4、设备公司（DECDEC）根据这一设想，于）根据这一设想，于19691969年年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻可编程序逻辑控制器辑控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。 3.2 PLC3.2 PLC的定义和分类的定义和分类lPLCPLC的定义的定义 经历经历：可编程逻辑控制器（：可编程逻辑控制器（PLCPLC）可编程控制器（可编程控制器（PCPC）

5、 通用叫法通用叫法：可编程序控制器（：可编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入具有丰富的输入/ /输出接口，并且具有较强的驱动能力。输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于但由于PCPC容易和个人计算机（容易和个人计算机（Personal ComputerPersonal Computer）混淆，）混淆，所以人们还沿用所以人们还沿用PLCPLC作为可编程控制器的英文缩写。作为可编程控制器的英文缩写。 国际电工

6、委员会（国际电工委员会（IECIEC）对可编程控制器的定义）对可编程控制器的定义： “ “可编程控制器是一种数字运算操作的可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统电子系统，专，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入过数字或模拟式输入/ /输出控制各种类型的机械或生输出控制各种类型的机械或生产过程。产过程。”v按按I/OI/O点数分点数分小型

7、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 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）lPLCPLC的分类的分类 lPLCPLC的分类的分类 一体化紧凑型一体化紧

8、凑型PLC PLC ：电源、：电源、CPUCPU中央处理系统、中央处理系统、I/OI/O接口都集成在一个机壳内。如接口都集成在一个机壳内。如西门子西门子S7-200S7-200系列。系列。 CPUCPU（基本单元）（基本单元） + + 扩展模块扩展模块 标准模块式结构化标准模块式结构化PLC PLC ：各种模块相互独立，并安：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLC应用系统。如：应用系统。如：西门子西门子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。 PS(电源模块)CPU IM(接口模块)SM: DIS

9、M: DOSM: AISM: AO CP:- 点-到-点- PROFIBUS- 工业以太网3.3 PLC3.3 PLC的功能和特点的功能和特点lPLCPLC的功能的功能 控制功能控制功能 逻辑控制逻辑控制 定时控制定时控制 计数控制计数控制 顺序控制顺序控制lPLCPLC的功能的功能 数据采集、存储与处理功能数据采集、存储与处理功能数学运算功能数学运算功能数据处理数据处理模拟数据处理模拟数据处理lPLCPLC的功能的功能 输入输入/ /输出接口调理功能输出接口调理功能具有具有A/DA/D、D/AD/A转换功能，转换功能，通过通过I/OI/O模块完成对模拟模块完成对模拟量 的 控 制 和 调 节

10、 。量 的 控 制 和 调 节 。lPLCPLC的功能的功能 通信、联网功能通信、联网功能PROFIBUS DPPROFIBUS PA (Ex)PROFIBUS PAlPLCPLC的功能的功能 人机界面功能人机界面功能lPLCPLC的功能的功能 编程、调试等编程、调试等使用复杂程度不同的使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式手持、便携和桌面式编程器、工作站和操编程器、工作站和操作屏，进行编程、调作屏，进行编程、调试、监视、试验和记试、监视、试验和记录，并通过打印机打录，并通过打印机打印出程序文件。印出程序文件。 STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有有MPI接口的接

11、口的PG 或或PClPLCPLC的特点的特点 高可靠性高可靠性丰富的丰富的I/OI/O接口模块接口模块采用模块化结构采用模块化结构运行速度快运行速度快功能完善功能完善编程简单，易于使用编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小维修方便，维修工作量小总价格低总价格低1.4 PLC1.4 PLC的结构和工作过程的结构和工作过程lPLCPLC的基本结构的基本结构 中央处理单元（CPU）系统程序存储器R A MI/O扩展接口设备通讯接口电源适配器电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程I I/ /O O）通通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行程程序序处处理理程程序序执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO OP PPLCPLC的工作过程的工作过程PLCPLC的扫描过程的扫描过程lPLCPLC的中断处理过程的中断处理过程响应问题：响应问题： 一般微机系统的一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则