可编程序控制器技术（第3版）课件：可编序程控制器的构成及工作原理

可编程序控制器的构成及工作原理

本节介绍PLC的发展、特点、基本构成，着重介绍等效电路、工作原理及技术规格内容提要可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称为PLC

PLC集微电子技术、计算机技术和通信技术于一体，是一种通用控制器，广泛应用于机械制造、汽车、电力、轻工、环保、电梯等工农业生产和日常生活。第一节PLC概述第二节PLC的基本构成及工作原理第三节PLC的技术规格与分类第一节PLC概述一、PLC的发展简史PLC的产生源于汽车制造业。1968年，美国通用汽车公司（GM）设想将继电器控制与计算机控制两者的长处结合起来，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标。其主要内容是：用计算机代替继电器控制系统，用程序代替硬接线，输入输出电平可与外部负载直接连接，结构易于扩展。我国于1977年研制出第一台具有实用价值的二、PLC的定义（1982年11月、1985年1月和1987年2月国际电工委员会（IEC）可编程控制器标准草案第一、二、三稿）1.是一种数字运算操作的电子系统2.为工业环境应用而设计3.采用计算机的软硬件结构4.达到各类机械或生产过程的控制目的三、PLC的几种流派按地域分为三种流派：1.美国的PLC：如罗克韦尔(Rockwell)公司（包括AB公司）产品，通用电气（GE）产品。2.欧洲的PLC：如西门子（Siemens)公司产品，施耐德(Schneider)公司的产品。如欧姆龙（OMRON）公司的产品，三菱（Mitsubishi)公司的产品。3.日本的PLC：四、PLC控制与继电器控制的区别继电器控制电路KMKMSB1SB2控制电路比较PLC梯形图(3)输入、输出逻辑关系基本一致(1)图形符号基本类似(2)结构形式基本相同相同点(1)组成器件不同(2)触点情况不同(3)工作电流不同(4)接线方式不同(5)工作方式不同继电器控制：I/O逻辑关系是由实际的布线实现；PLC控制：I/O逻辑关系是由存储在PLC内的用户程序（梯形图）实现。不同点五、PLC的主要优点1.编程简单2.可靠性高3.通用性好4.功能强5.易于远程监控

6.设计、施工和调试周期短六、PLC的应用（1）逻辑控制（2）位置控制和运动控制（3）过程控制（4）监控系统（5）集散控制水处理电力煤矿七、PLC的发展趋势向控制与管理功能一体化方向发展向小型化、低成本、简单易用方向发展向网络化、高可靠性、多功能方向发展向编程语言标准化方向发展第二节PLC的基本构成及工作原理一、PLC的基本构成

系统程序用户程序编程器存储器输入口CPU输出口通信口系统总线电源软件系统基本单元硬件系统CPU存储器总线I/O口通信接口编程器电源扩展设备……系统软件用户软件硬件系统软件系统FRKMKMAFU2SB2SB1BSB1SB2FR24VCOM0.000.02PLCCOM10.000.01输入模块输出模块LNBAQSFU1KMFRM3~L3L2L1NFU2KMFU3拆除原控制回路安装PLC接入输入元件接入输出元件对PLC供电编写程序（梯形图）写入PLCPLC控制实例

二、PLC控制的等效电路输入元件负载SB1SB2FRKM负载电源PLC内部控制电路（用户程序）等效输出继电器0.00PLCCOMDC24V0.000.010.020.010.0210.0010.0010.00COM等效输入继电器END继电器控制电路KMKMSB1SB2PLC梯形图X000X001Y000Y000控制电路比较PLC控制与继电器控制系统的比较(3)输入、输出逻辑关系基本一致(1)图形符号基本类似(2)结构形式基本相同相同点(1)组成器件不同(2)触点情况不同(3)工作电流不同(4)接线方式不同(5)工作方式不同继电器控制：I/O逻辑关系是由实际的布线实现；PLC控制：I/O逻辑关系是由存储在PLC内的用户程序（梯形图）实现。不同点三、PLC的基本工作原理1.PLC的工作方式初始化内部处理通信服务输入采样程序处理输出刷新STOPRUNPLC在初始化后，进入循环扫描。当PLC处于停止（STOP）状态时，PLC只循环完成内部处理和通信服务两个阶段的工作。当PLC处于运行（RUN）状态时，则循环完成内部处理、通信服务、输入采样、程序执行、输出刷新五个阶段的工作。2.程序执行的过程1.输入采样阶段（简称“读”）

读入所有输入端子的状态，并将各状态存入输入暂存器，此时输入暂存器被刷新。

2.程序处理阶段（简称“算”）对用户程序的指令逐条扫描、运算，运算结果写入输出暂存器。

3.输出刷新阶段（简称“写”）

输出暂存器的内容，转存入输出锁存器中。输出锁存器通过输出端去驱动输出端所接的外部负载。信号传递过程读写读写M20Y000Y000X000输入暂存器输出暂存器输出锁存器输出端子输入端子输入电路输出电路从PLC的输入端有一个输入信号发生变化，到PLC输出端对该变化做出响应，需要一段响应时间。第三节PLC的技术规格与分类一、PLC的一般技术规格

电源电压允许电压范围消耗功率冲击电流绝缘电阻耐压抗干扰性

抗振动耐冲击环境温度环境湿度环境气体状况保存温度电源保持时间

二、PLC的基本技术性能

输入/输出控制方式

编程语言

指令长度

指令种类

扫描速度

程序容量

中断处理

模拟量

特殊功能模块

内部继电器种类及数量

最大I/O点数三、PLC的分类1．按I/O总点数分

256、2048、小型、中型、大型2．按组成结构分

整体式、模块式3．按功能分

低档、中档、高档本章小结1.PLC发展于汽车