可编程序控制器及其工作原理

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1、第五章可编程序控制器及其工作原理第一节PLC的产生与发展在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。对生产工艺多变的系统适应性差，一旦生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计，并改变硬件结构。1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了10项招标技术指标。其主要内容如下：10项指标：1、编程方便，现场可修改程序；2、维修方便，采用模块化结构；3、可靠性高于继电器控制装置；4、体积小于继电器控制装置；5、数据可直接送入管理计算机；6、成本可

2、与继电器控制装置竞争；7、输入可以是交流115V；8、输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9、在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4K。10项指标的核心为以下四点：用计算机代替继电器控制盘。用程序代替硬件接线。输入/输出电平可与外部装置直接连接。结构易于扩展。1969年第一台PLC在美国的数字设备公司(DEC)制成，并成功地应用到美国通用汽车公式(GM)的生产线上，它具有继电器控制系统的外部特性，又有计算机的可编程性、通用性和灵活性，开创了PLC的新纪元。20世纪70年代中期，美、日、德等国引进，引入了微处理器技术，形成了集自动化

3、技术、计算机技术、通信技术等为一体的新型自动控制装置，得到了迅速而广泛的应用。什么是PLC?PLC是一种专门用于工业控制的计算机。早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmablelogiccontroller，略写PLC)随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmablecontroller，略写PC)。为区别于PersonalComputer(PC)，故沿用PLC这个略写。PLC的定义可编程序控制器是一种数字运算操

4、作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。1、顺序逻辑控制2、闭环过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I／O模块，实现模拟量和数字量之间的A／D转换利D／A转换，并对模拟量实行闭环PID（比例-积分-微分)控制。第二节PLC的用途与特点一、PLC的用途3、数据处理现代的PLC具有数学运

5、算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可以采集、分析和处理数据。4、通讯为适应近几年兴起的工厂白动化(FA)系统发展的需要，许多厂家开发了PLC之间、PLC与上级计算机之间的通讯功能，从而实现了“集中管理，分散控制”的分布式控制。二、PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强2、适应性强，应用灵活3、编程方便，易于使用4、功能强，扩展能力强5、设计安装调试方便6、维修方便，维修工作量少7、体积小，重量轻，易于实现机电一体化二、PLC的分类1、I/O点数容量分类机型I/O总点数用户程序容量信号类型应用场合典型产品小型机<256<4K开关量控制单机、开发西门子的S7-200欧姆龙的CPM2

6、A中型机256～20482~8K开关量、模拟量复杂的逻辑控制、连续生产过程控制S7-300C200H大型机>20488~16K计算、控制、调节设备自动化、过程自动化、过程监控S7-400CVM1、CS12、按结构形式分（1）整体式：小型机（2）模块式：中、大型机PLC的发展趋势PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。1、产品规模向大、小两个方向发展大型PLC采用微处理器系统，可同时进行多任务操作，处理速度提高，特别是增强了过过程控制和数据处理功能。存储容量也大大增加。小型PLC的整个结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，操作使用十分简

7、便。PLC功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能移植到小型PLC上，但价格却不断下降，真正成为继电器控制系统的替代产品。2、编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化3、发展多样化4、模块化5、网络与通讯能力增强编程工具有简易型和智能型，也可以采用微机辅助编程。编程语言有梯形图（LAD）、指令表（STL）和顺序功能流程图（SFC）。PLC的扩展模块发展迅速，明确化、专用化的复杂功能由专门模块来完成，主机仅仅通过通讯设备向各模块发布命令和测试状态，这使得P