可编程序控制器PLC应用基础

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1、第6章可编程序控制器(PLC)应用基础第1节概述第2节PLC硬件构成及工作原理第3节设备控制程序编程概述第4节PLC控制程序编程基础第5节PLC编程软件第1节概述1.问题的提出控制逻辑的不可变性（固定接线）元件工作的不可靠性（分立元件）自动化生产系统要求（信息交换、保存、系统联网）（2）解决方法采用可编程序控制器（工业专用计算机）（1）继电器系统存在的问题22.PLC控制系统特点（1）可变的控制逻辑（控制逻辑编程）体积小、可靠性高、故障率低；程序编制、修改、转换和存储功能;各种计算控制功能;控制结构模块化功能;计算机通讯功能;打印功能。概述（3）工业专用计算机

2、（具有计算机的各种功能）（2）大规模集成电路元件43.普通计算机与PLC比较（1）语言不同（2）运算功能的差异（强化的功能面）逻辑运算、计数等功能加强；简单的计算功能。（3）接口设计不同用于工业环境，要求抗干扰能力强，工作可靠性高；适应控制系统外设连接，及控制信号的输入/输出。PLC使用面向机器的语言；语言简单，语句数量少；采用梯形图的形式直观易懂。概述4.可编程序控制器在工业控制中的应用行业分布机械制造25%冶金29%轻工、化工、交通35%能源6%科研及其他5%（1）应用的范围概述PLC系统继电器系统寿命工作条件摄氏0~60℃环境温度相对湿度5~95%环境温

3、度<摄氏40℃相对湿度<85%抗震性能10~55Hz频率、0.5mm振幅、2G牛顿力不显著的冲击和振动瞬时停电停电时间<20mμs抗干扰尖峰干扰1000V、1ms故障率无故障时间1万小时以上新品达4~5万小时存放条件摄氏－40~85℃环境温度(2)控制系统可靠性比较可编程序控制器在工业控制中的应用(3)故障分布1）偶发性故障（暂时性故障）2）永久性故障（不可恢复性故障）3）故障分布干扰因素：电磁干扰、高/低温、过电压、低电压等。产生原因：PLC本身缺陷、外界影响损坏；其他故障5%；（其中：输入/出组件90%；内部器件、芯片10%）。外部故障95%；（检测机构、

4、执行机构、接头电缆等）；产生原因：外部恶劣环境造成内部信息破坏，引起工作混乱；解决方法：改变外界条件，去除干扰因素，即可恢复正常；可编程序控制器在工业控制中的应用（4）经济性及费用PLC费用分布处理器6%程序存储器10%电源、机壳13%输入、输出组件65%延时等器件6%PLC费用比较继电器系统PLC系统硬件设备13%37%供应45%15%加工装配30%3%试运行10%5%总计100%60%设备控制复杂程度设备费用运行费用*故障率低、维修少、工效提高30%；*整机功耗低、电器件少；可编程序控制器在工业控制中的应用5.分类（1）按可编程序控制器（PLC）规模分类*

5、端口点数小于64点、程序长度小于1k------小型机*端口点数小于512点、程序长度1k~4k------中型机*端口点数大于1024点、程序长度大于8k------大型机（2）按可编程序控制器（PLC）结构分类*超小型集中式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器、机壳；输入/出组件扩展件；*模块组合式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器等模块；输入/出扩展模块；A/D、D/A转换模块；位置模块；温控模块；通讯模块；（3）可编程序控制器安装形式分类*内置式*外置式概述电源+主机（存储器）+输入/输出组件模块式PLC小型集中式PLC通信接口输入/输出模块主机

6、模块图形操作面板电源模块典型PLC设备1.控制设备组成信号类型：SQ、SP、SB、SA；HL、KM、YV、EL；第2节PLC硬件构成及工作原理动力电路液压系统输出设备输入设备控制系统检测信号操作台：显示信号操作信号2.PLC系统组成与工作关系基本组件：主机CPU、电源、存储器、输入/输出组件；PLC硬件构成及工作原理——保证PLC正常运行供电，提供各种电器所需的电压；——电网中断供电时（关机）保证PLC内部存储器信息不丢失；1）内部电源备用电池（锂电池）2）外部电源电网电源（单相）——用于PLC主机运行供电、输入电路、输出放大电路；——PLC的核心器件（常用有

7、8051单片机、生产厂家自定芯片、以及其他芯片）。（1）电源组件PLC系统组成与工作关系（2）微处理器CPU——用于存放系统程序、应用子程序、用户控制程序、运行数据；器件ROM——存放系统程序、应用子程序；器件EPROM和EEPROM——用于用户控制程序拷贝；器件RAM——存放用户程序和运行数据；（3）存储器组成：光电偶合隔离输入接口；输入状态寄存器；（4）输入输出组件1）输入组件PLC系统组成与工作关系——接受现场信号，存放在相应的数据区，提供CPU运用；2）输出组件——将PLC输出信号传送给外部负载（被控设备），并将输出状态存放输出状态寄存器。输入输出组件

8、工作过程：CPU计算结果输出状态寄存