秋电子0601-04、公选1PLC结构及工作原理

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1、第1章可编程控制器的结构及工作原理§1-1概述可编程控制器的发展历程以前：在可编程控制器出现以前，工业控制主要由继电器完成。继电器按预先设定的条件或时间顺序地工作，若要改变控制内容往往要改变硬件接线，因此其通用性和灵活性很差。现在：20世纪的六十年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。11968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司(GM)为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠

2、，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件：①编程简单，方便，易学，控制功能设计周期短；②程序可修改；④可靠性高于继电器控制装置；⑤成本低，体积小，可与继电器控制盘竞争；⑥可与计算机链接。2另外，作为提高性要求，最好应具备以下功能：①输入、输出可为市电，输出容量要求在2A以上，可直接驱动接触器等；；②功能扩展时原系统改变最少；④用户存储器大于4KB。这些条件实际上希望将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优

3、点结合，将硬接线逻辑变为计算机的软件逻辑。1969年，美国数字设备公司(DEC公司)研制出了第一台可编程控制器，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。3可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代第一代1位微处理器，逻辑控制功能；第二代8位微处理器及存储器，产品系列化；第三代高性能8位微处理器，处理速度提高，向多功能及联网通信发展；第四代16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器，具有逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能控制器。4PLC名称演变19

4、69年，美国DEC公司研制成满足GM公司要求的控制器之初，主要用于顺序控制，取名为“可编程序逻辑控制器”。即ProgrammableLogicController，简称为PLC。80年代后，PLC功能增强，不仅可以进行顺序控制，而且可以进行复杂的模拟控制，联网运行等，在工业控制领域几乎无所不能，所以又开始称为“可编程控制器”，即PC。但为了和PersonalComputer相区别，仍然沿用PLC的名称。5可编程控制器的专业定义（）可编程控制器一直在发展，目前为止，还未能对其下最后定义。1987年2月

5、，IEC颁布了第三稿可编程控制器定义：可编程控制器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。它采用了可编程序的存储器，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的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于工业控制，易于功能扩充的原则设计。6目前，各种PLC的功能日益增强，可进行数字量、模拟量控制，具有远程通讯功能的集散控制等。PLC以其超强的可靠性和灵活性，广泛应用于冶金、石油、矿业、机械、轻工等领域，为工

6、业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的实现。被称为现代工业控制的三大支柱之一（即PLC，机器人和CAD/CAM）。7§1-2PLC的基本结构及工作原理一．PLC的基本结构可编程控制器起与计算机的组成十分相似。主要包括CPU、RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、输入/输出单元（I/O）、接口电路、电源等。8中央处理单元CPU（CentreProcessingUnit）常用芯片8031、8051、Z80A、8085等CPU是整个PLC的核心，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不

7、紊地进行工作，其主要任务有：（1）将输入信号送入PLC中存贮起来；（2）编译用户指令，完成各种操作；（3）将结果送到输出端；（4）响应外围设备请求（编程器、打印机等）。2．存贮器包括系统程序存贮器ROM（只读存储器）；数据、户程序存贮器可以是RAM（用鋰电池备份，掉电数据丢失）。93．输入接口：采用光电耦合输入采用光电耦合电路，可大大减少电磁干扰，输入响应时间一般在2ms以下。104．输出接口：采用光电隔离输出采用光电隔离，避免外电路的影响。三种输出方式：继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。继电器输

8、出适用低频大功率负载（交直流电源输出），响应时间ON→OFF10ms，OFF→ON8ms11晶闸管输出适用高频、大功率负载（交流电源输出），响应时间短，几百μs～几ms。12晶体管输出适用（更）高频、小功率负载（只能直流电源输出），响应时间几十μs～几百μs。13二、PLC的工作原理PLC采用循环扫描工作方式。CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一循环称为一个扫描周期。1××××2××××3××××10××××11ED