可編程控制器原理與應(yīng)用（第2版）PLC1-2011

可編程序控制器原理及應(yīng)用趙燕

武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院======================================教材：可編程序控制器原理及應(yīng)用(第2版）作者：趙燕發(fā)行：北京大學(xué)出版社======================================E－mail：rwswzy@

======================================第一章可編程序控制器概論教學(xué)提示：可編程序控制器(ProgrammableLogicController,簡(jiǎn)稱PLC)是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，PLC技術(shù)不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應(yīng)用。教學(xué)要求：本章讓學(xué)生了解PLC及其控制系統(tǒng)的基本知識(shí)，重點(diǎn)了解PLC的技術(shù)特點(diǎn)、類型以及發(fā)展概況。第一章可編程序控制器概論1.1PLC的定義及特點(diǎn)1.1.1PLC的產(chǎn)生及定義1.1.2PLC的特點(diǎn)1.1.3PLC的分類1.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)ProgrammableLogicController

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簡(jiǎn)稱：PLC1.1PLC的產(chǎn)生及定義M1M2M3P1P2泵的人工控制方式自動(dòng)控制方式的發(fā)展演變控制要求：泵1啟動(dòng)后，過5分鐘泵2再啟動(dòng)。泵的自動(dòng)控制（繼電器電路）控制要求：泵1啟動(dòng)后，過5分鐘泵2再啟動(dòng)。泵的自動(dòng)控制（PLC控制）交機(jī)電機(jī)熔絲交流接觸器熱繼電器刀開關(guān)按鈕開關(guān)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)——連接式控制系統(tǒng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)—連接式控制系統(tǒng)與存儲(chǔ)式控制系統(tǒng)60年代：繼電接觸控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，易懂，價(jià)格便宜缺點(diǎn)：硬設(shè)備多，接線復(fù)雜，改變?cè)O(shè)計(jì)困難。

可編程序控制器的歷史按鈕開關(guān)交機(jī)電機(jī)熔絲交流接觸器熱繼電器刀開關(guān)1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會(huì)上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。

可編程序控制器的歷史

（1）容易編程（2）采用模塊式結(jié)構(gòu)（3）成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)（4）具有數(shù)據(jù)通訊功能（5）輸入輸出電源使用市電（6）能在惡劣環(huán)境下工作（7）存儲(chǔ)設(shè)備可擴(kuò)充至4K個(gè)存儲(chǔ)字節(jié)（8）系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只需很小的改動(dòng)（9）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)（10）設(shè)備體積小于繼電器控制柜1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。1980年美國電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）正式將其命名為可編程序控制器（ProgrammableController），簡(jiǎn)稱PC。

可編程序控制器的歷史1969年美國研制出世界上第一臺(tái)PLC以后，日本、德國、法國等國相繼研制了各自的PLC。70年代中期，我國研制出了第一臺(tái)PLC70年代中期，PLC進(jìn)入了實(shí)用化階段。70年代末和80年代初，PLC進(jìn)入了成熟階段。

可編程序控制器的發(fā)展PLC技術(shù)發(fā)展的三個(gè)主要階段（1）從20世紀(jì)60年代PLC產(chǎn)生到70年代，占支配地位的PLC技術(shù)是處在序列狀態(tài)機(jī)（Sequencer

State-Machines）和基于CPU的位片（Bit-Slice）技術(shù)之間。（2）1973年，PLC具有了通信能力，PLC之間可以進(jìn)行相互對(duì)話，使得它們可以遠(yuǎn)離工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。（3）90年代以來，由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，同時(shí)為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，PLC由單CPU轉(zhuǎn)向多CPU，16位和32位微處理器被大量應(yīng)用于PLC中，使其運(yùn)算速度、通信聯(lián)網(wǎng)、圖象顯示和數(shù)據(jù)處理功能都大大增強(qiáng)。

PLC的定義1987年國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義：“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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等指令，并通過數(shù)字式和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。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的設(shè)計(jì)”。1.1.2PLC的特點(diǎn)(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

(2)應(yīng)用靈活，編程方便

(3)易于安裝、調(diào)試、維修

(4)功能完善，適用性強(qiáng)

(5)體積小，能耗低

1.1.3PLC的分類1.按I／O點(diǎn)數(shù)分類（2）小型PLC（I／O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下）（3）中型PLC（I／O點(diǎn)數(shù)在512~2048點(diǎn)之間）（4）大型PLC

（I／0點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)以上的為大型PLC）（1）微型PLC（I／O點(diǎn)數(shù)小于64）2.按結(jié)構(gòu)分類（2）模塊式PLC（1）整體式PLC（3）疊裝式PLC（1）微型化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性（2）智能模塊（3）編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)化1.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)PLC未來的發(fā)展方向：（4）網(wǎng)絡(luò)通信功能標(biāo)準(zhǔn)化（5）外部故障檢測(cè)能力小結(jié)PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、功能完善和適用性強(qiáng)特點(diǎn)。PLC可用于各種自動(dòng)控制領(lǐng)域中的開關(guān)量控制、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等。PLC的種類較多。（1）按I