嵌入式教程 第05章课件.ppt

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1、第一节可编程序控制器的产生及发展1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程序控制器。在20世纪70年代初期、中期，可编程序控制器可以完成顺序控制，有逻辑运算、定时、计数等控制功能。并且将可编程序控制器称为PLC（ProgrammableLogicalController）。20世纪70年代未至80年代初，可编程序控制器的处理速度大大提高，不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。美国电器制造协会（NEMA）将可编程序控制器命名为PC（ProgrammableController）。20世

2、纪80年代以来，以16位和32位微处理器为核心的可编程序控制器得到迅速发展。这时的PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。PLC的应用形式为以下几种类型：开关量逻辑控制模拟量控制过程控制定时和计数控制顺序控制数据处理通信和联网可编程序控制器的发展过程：为了便于与个人计算机PC（PersonalComputer）相区别，人们习惯上仍将可编程序控制器称为PLC。以后章节中都用PLC。第二节可编程序控制器的定义及特点是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。采用了可编程序的存储器，

3、用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。可编程序控制器的定义：可编程序控制器的特点：可靠性高，抗干扰能力强通用性强，使用方便采用模块化结构，使系统组合灵活方便编程语言简单、易学，便于掌握系统设计周期短对生产工艺改变适应性强安装简单、调试方便、维护工作量小第三节可编程序控制器工作原理PLC的基本控制原理PLC控制系统由输入部分、逻

4、辑部分和输出部分组成，如图所示。各部分的功能为：输入部分：收集并保存被控对象实际运行的数据和信息。逻辑部分：处理输入部分取得的信息，并按照被控对象实际的动作要求作出反映。输出部分：提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。输入部分PLC控制的指示灯控制电路逻辑部分输出部分PLC控制原理:PLC将输入信息采入PLC内部再执行逻辑部件组合后所达到的逻辑功能最后输出达到控制要求PLC的主要逻辑部件在PLC中用逻辑与、逻辑或、逻辑非等逻辑运算来处理各种继电器的连接10ONOFF继电器逻辑PLC内部存储单元

5、与继电器的对应关系PLC为用户提供以下几种继电器：输入继电器：是输入到PLC中的现场信号，在使用中不必考虑接点的容量。输出继电器：具有一对物理接点，可以串接在负载回路中。内部继电器：它与外界没有联系，仅作运算的中间结果使用，有时也称作辅助继电器或中间继电器。定时器逻辑PLC采用硬件定时中断、软件递减计数的方法来实现定时逻辑功能。定时器逻辑功能定时条件定时器定时继电器当前值操作OFF等于设定值不操作OFFON≠0计时OFFON＝0不操作ONPLC中计数器的功能是由软件来实现的，一般采用递减计数。计数器逻辑计数器逻

6、辑功能复位信号计数信号计数器计数继电器当前值操作ON╳=0不计数OFFOFF≠设定值“+1”OFF＝设定值不计数ON不变不计数不变触发器逻辑触发器逻辑是用来记忆某些信息，该触发器逻辑可以被置位成“1”，也可以被复位成“0”。触发器有置位输入（S）和复位输入（R）。逻辑功能见表。触发器逻辑功能置位输入（S）复位输入（R）触发器OFFOFF不变OFFONOFFONOFFONON（先）ON（后）OFF（复位优先）ON（后）ON（先）ON（置位优先）数据寄存器PLC除能进行位运算以外，还能进行字运算。PLC为用户提供了

7、若干个数据寄存器，以存放数据，实现运算功能。PLC的编程语言梯形图编程（Ladder）语句表编程（StatementList）功能图编程（FunctionBlock）关于这三种编程语言在以后的相关章节中将详细介绍。第四节可编程序控制器的硬件及其分类PLC的硬件电路框图PLC的硬件结构主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）接口、电源及外围编程设备等几大部分构成。其结构框图如图所示。PLC硬件结构框图中央处理器（CPU）在系统程序的控制下，①诊断电源、PLC内部电路工作状态；②

8、接收、诊断并存储从编程器输入的用户程序和数据；③用扫描方式接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器。在PLC进入运行状态后，①从存储器中逐条读取用户程序，②按指令规定的任务，产生相应的控制信号，去启闭有关控制门电路，分时分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，③完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务。根据运算结果，①更新有关标志位的状态和输出映像