《机电一体化系统设计》课件 第14次课PLC

1温故知新1.A/D转换器的组成及常用的A/D转换器的引脚功能2.D/A转换器的组成及常用的D/A转换器的引脚功能普通PC机单片机可编程控制器工业PC机控制系统的设计一般不用作工业控制自行设计标准化接口配置相关接口模板标准化接口配置相关接口模板系统功能数据、图像、文字处理简单的逻辑控制和模拟量控制逻辑控制为主，也可配置模拟量模板逻辑控制和模拟量控制功能硬件设计无需设计（标准化整机，可扩展）复杂简单简单程序语言多种语言汇编语言梯形图多种语言软件开发复杂复杂简单较复杂运行速度快较慢慢很快带负载能力差差强强抗干扰能力差差强强成本较高很低较高很高适用场合实验室环境的信号采集及控制家用电器、智能仪器、单片机简单控制逻辑控制为主的工业现场控制较大规模的工业现场控制3）工业控制计算机的常用类型比较新课导入请问怎样实现物料分拣这一功能呢？4第5章工业控制计算机及接口技术5.1工业控制计算机5.2计算机控制接口技术5.3可编程控制器导学：【学习内容】1．可编程控制器(PLC)的组成及工作原理；2．PLC的主要技术性能指标；【教学重点】

可编程控制器(PLC)的工作原理及工作过程。【教学难点】

PLC的主要技术性能指标；可编程序控制器（programmable

logic

controller，简称为PLC）是一种“专为在工业环境下应用而设计”的工业计算机，它可以通过修改程序来改变控制功能，除了能完成各种各样的控制外，还有与其他计算机通信联网的功能。主要由硬件和软件组成。西门子PLC核心部分，由控制器和运算器组成控制器用来统一指挥和控制PLC工作，运算器则进行逻辑、算术运算PLC在CPU控制下不断循环扫描整个用户程序，从而实现对现场各设备预定的控制任务PLC硬件组成框图用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据PLC硬件组成框图电源为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源PLC硬件组成框图输入接口用于接受输入设备如按钮、传感器、行程开关等的控制信号PLC硬件组成框图输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备，如接触器、电磁阀、指示灯等PLC硬件组成框图当PLC基本单元I/O点数不能满足要求时，可通过扩展接口连接扩展单元以增加系统的I/O点数PLC硬件组成框图外部设备接口可将编程器打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机连接PLC硬件组成框图2.PLC的工作原理PLC是采用顺序扫描、不断循环的方式进行工作的。PLC的扫描工作过程分三个阶段，并进行周期性循环：输入采样、程序执行和输出刷新3.PLC的基本工作过程①

顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态。②

顺次扫描程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。③

根据逻辑运算的结果，向各输出点发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。周而复始，PLC的扫描周期通常为10～40ms。4.PLC的基本性能指标I/O点数：指PLC外部输入和输出端子数用户程序存储容量：用来衡量PLC所能存储用户程序的多少扫描速度：指扫描1000步用户程序所需的时间，以ms/千步为单位指令系统条数：指PLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强编程元件的种类和数量：编程元件指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用字寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器。其种类和数量是衡量PLC的一个指标17

小型PLC的I/O点数一般从20点到128点，用户程序存贮器容量小于2k字节，具有逻辑运算、定时、计数、移位等功能，可以用来进行条件控制、定时计数控制。中型PLC的I/O点数一般从128点到512点，用户存贮器容量为2k～8k字节，兼有开关量和模拟量的控制功能。大型PLC又称高档PLC，I/O点数超过512点，最多可达8192点，进行扩展后还能增加，用户存贮容量在8k字节以上，具有逻辑运算、数字运算、模拟调节、联网通讯、监视、记录、打印、中断控制、智能控制及远程控制等功能，用于大规模过程控制（如钢铁厂、电站）、分布式控制系统和工厂自动化网络。

应用系统所需的存储量与I/O点数密切相关，根据经验有如下关系：开关量输入10～20字节/点开关量输出5～10字节/点定时计数器2字节/个寄存器1字节/个模拟量100～150字节/点PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强数字输入输出部分采用光电耦合隔离，模拟输入通道加入R-C滤波器，有效的防止了干扰信号的进入内部采用电磁屏蔽，防止电磁辐射干扰PLC的平均无故障时间可达几万小时以上经过大量实践，人们发现PLC系统在使用中发生的故障大多数时由于PLC外部开关、传感器、执行机构等引起的，而不是PLC本身发生的……通用性强，扩展方便，系统组成灵活PLC产品都已经系列化和模块化了，PLC配备有品种齐全的I/O模块和配套部件功用户使用，系统的功能和规模都可根据用户的实际需求自行组合机架和电缆将各模块连接起来，可以很方便地搭成满足不同控制要求的控制系统确定PLC的硬件配置和I/O外部接线后，用户要做的工作只是程序设计而已程序设计简单，易学易懂系统设计、开发周期短且方便，维护工作量小对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产PLC实质上就是一种侧重于I/O接口控制环节的工业用计算机，其控制操作的功能是通过软件编程来确定的。当生产工艺发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序。作业题

1.可编程控制器PLC主要由哪几部分组成？

23总结1.可编程控制器PLC的组成：硬件+软件硬件：CPU、I/O接口、储存器。3.PLC的基本性能指标2.PLC的工作原理：输入采样、程序执行和输出刷新普通PC机单片机可编程控制器工业PC机控制系统的设计一般不用作工业控制自行设计标准化接口配置相关接口模板标准化接口配置相关接口模板系统功能数据、图像、文字处理简单的逻辑控制和模拟量控制逻辑控制为主，也可配置模拟量模板逻辑控制和模拟量控制功能硬件设计无需设计（标准化整机，可扩展）复杂简单简单程序语言多种语言汇编语言梯形图多种语言软件开发复杂复杂简单