第課可編程序控制器概述

1、可編程序控制器概述 一、可編程控制器的定義二、可編程控制器的產(chǎn)生三、可編程控制器的特點(diǎn)四、可編程控制器的應(yīng)用五、可編程控制器的發(fā)展六、可編程控制器的類型本章主要講解什么是PLC？一、可編程控制器的定義是一種工業(yè)控制裝置是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法中文名稱為可編程控制器；英文名稱為Programmable Logic Controller，簡稱PLC。一、可編程控制器的定義1987年，國際電工委員會(huì)（IEC）定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下

2、應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。 二、可編程控制器的產(chǎn)生因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜二、可編程控制器的產(chǎn)生背景：1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。 1968年，GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

3、編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；成本可與繼電器控制柜競爭；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可直接使用115V交流輸入電壓；輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便;能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB。二、可編程控制器的產(chǎn)生1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。二、可編程控制器的產(chǎn)生三、 可編程控制器的特點(diǎn)無觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)編程簡單，容易掌握 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少維修工

4、作量小，維護(hù)方便體積小，能耗低. 四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域五、可編程控制器的發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器

5、或硬盤。 向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為816點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。 大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。五、可編程控制器的發(fā)展大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模

6、塊、通信和人機(jī)接口模塊等。PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類： PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段； PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 五、可編程控制器的發(fā)展增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測、處理。而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，

7、進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 五、可編程控制器的發(fā)展編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語句表語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。五、可編程控制器的發(fā)展PLC的編程語言（IEC61131-3中的5種PLC基本語言）順序功能圖（SFC）：不僅僅是一種語言，更是一種組 織控制程序的圖形化方式。梯 形 圖（ L D ）：以圖形方式表達(dá)觸點(diǎn)和線圈以及 特殊指令塊的梯級

8、。指 令 表（ I L ）：類似匯編程序的基于文本的語言 與其相對應(yīng)的是LD。結(jié) 構(gòu) 文 本（ S T ）：類似Pascal的基于文本的語言功 能 塊 圖（FBD）：一種對應(yīng)于線路圖的圖形語言。 FBD廣泛地用于過程工業(yè)。PLC的產(chǎn)生與發(fā)展PLC三大流派 自從第一臺(tái)PLC出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。各國PLC都有自己的特色。 歐洲：西門子（Siemens）； 法國的TE（Telemecanique） 美國：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） 日本：三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（O

9、MRON）、 FUJI （日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型機(jī)性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜） 目前國內(nèi)市場還有韓國、臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品PLC的產(chǎn)生與發(fā)展我國PLC發(fā)展情況在70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的PLC。我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-B公司等。在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，取得良好效果。PLC在我國的應(yīng)用越來越廣泛。中國PLC市場FX-PLCFX0NFX1S / FX1NFX2NFX3UAntsQnA / AnAFX2N-32CCL-M小型PLC用的CC-

10、LINK接口模塊FX2N-16CCL-M小型程控器用CC-LINK主站模塊S7-200 CN家族耀眼明星CPU 226 CN可插拔接線端子(224/XP CN, 226 CN)通訊口24V 傳感器 電源輸出Panel安裝固定孔安裝于標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上 的夾子 可選卡插槽 內(nèi)部:- 電源- 超級電容- 時(shí)鐘(224/XP CN, 226 CN)I/O 點(diǎn)狀態(tài) LED可插拔模擬量終端CPU 狀態(tài) LEDSIMATIC S7-300按I/O點(diǎn)數(shù)分小型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC （其中I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC）中型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為

11、中型PLC大型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC （其中I/O點(diǎn)數(shù)超過8192點(diǎn)的為超大型PLC）六、可編程控制器的類型按結(jié)構(gòu)形式分整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。六、可編程控制器的類型模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來。模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來。整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。按功能分低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 中檔PLC 具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功