第6章 可编程序控制器原理及应用

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1、第6章可编程序控制器基本原理和应用6.2PLC的基本结构和工作原理6.3S7-200CPU存储器的数据类型及寻址方式64PLC的基本指令和编程方法6.5编程实例6.1概述第6章PLC的基本原理和应用学习目的：了解可编程序控制器，会分析程序，能编制简单应用程序。学习重点：基本指令和简单编程方法。学习难点：外设与可编程控制器输入输出的关系。关键词：寻址、指令、编程基本要求了解可编程序控制器的基本结构、工作原理和系统各部分的作用；理解存储器的数据类型及寻址方式；掌握基本指令和简单编程方法。可编程序控制器简称PLC

2、（ProgrammableLogicController）。PLC是一种以微处理器CPU为核心，专门用于工业现场的自动控制装置。2.可编程序控制器定义美国国际电工委员会IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)1987年公布的定义：可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑计算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可

3、编程序控制器及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。6.1概述3.可编程序控制器的产生20世纪60年代末，美国通用汽车公司为了加快汽车生产线的改造，招标研制一种新的工业控制器。1969年美国数字设备公司生产出第一台PLC——PDP-14。4.可编程序控制器发展的四个阶段20世纪70年代中期，初创时期；20世纪70年代中期至70年代末期，功能扩展时期，扩展传送和比较、模拟量的运算等；70年代末期至80年代中期，通信功能发展时期；80年代中期开始是可编程序控制器的开

4、放时期，主要标志是：通信协议标准化，采用了标准的软件系统等。5.功能：逻辑控制；过程控制；位置控制；在线监控；远程控制；模拟量控制；故障诊断；联网通讯等。6.特点：柔性好，程序可修改；功能强；抗干扰能力强；可靠性高，无触点控制；梯形图编程，简单易学；体积小，重量轻。缺点：与计算机相比，存储容量小；运算速度慢；价格高。7.性能指标：输入输出(I/O)点数；扫描速度；内存容量；指令种类；内部寄存器；高功能模块数量。8.分类：按结构—整体式、组合式小型机—I/O点数和≤128，内存为几kB中型机—128I/O点数和≤5

5、12，内存为几十kB大型机—512I/O点数和≤896，内存为几百kB超大型机—I/O点数和>896，内存>103kB按控制规模全集成自动化（TotallyIntegratedAutomation,TIA）S7-200的产品定位在S7系列PLC家族的低端产品，但比智能继电器LOGO!的定位要高。通常S7-200用于200点开关量以内，35点模拟量以内。S7-200外形小巧，功能强，性价比极高,非常适合机械制造业的情况和需求。LOGO!S7-300S7-400S7-300C中/大型High-endrange/med

6、iumrangeS7-400中/小型Low-endrangeS7-300通用逻辑模块S7-200微型PLCS7-200SIMATIC-S7系列6.2可编程序控制器的基本结构和工作原理6.2.1可编程序控制器的基本结构可编程序控制器实质上是专用于工业控制的计算机，其组成与通用计算机基本相同。PLC由中央处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM)、输入接口单元、输出接口单元、电源模块等组成。整体式结构PLC，所有部件均封装在同一机箱内；组合式结构PLC，各功能部件独立封装，安装在机架的插槽内，通过总线相互连接。电源

7、输出接口输入接口I/O扩展接口接受现场信号I/O接口外设I/O扩展模块驱动被控设备运算器中央处理器(CPU)控制器存储器EPROM系统程序用户程序RAM编程器主机外部设备整体式PLC的结构框图组合式PLC的结构框图中央处理器(CPU)存储器输入接口模块输出接口模块电源模块通讯模块高功能模块上位机或其它PLC驱动被控设备…接受现场信号…智能I/O模块…总线1.中央处理器CPU2.存储器随机存储器RAMCPU自诊断与编程器、计算机通讯读入现场信号执行用户程序输出控制信号PLC的巡回扫描工作过程如图。内存

8、：只读存储器ROMPLC各部分的作用CPU以固定周期进行巡回扫描。运算器和控制器是整个系统的核心，完成程序处理和系统控制。外存：EPROM，盒式磁带等功能：存储程序和数据程序：系统程序和用户程序I/O单元是CPU与I/O设备之间的连接部件。输入设备(如按钮、行程开关、传感器等)的开关信息通过输入接口电路送入PLC；PLC通过输出接口电路向执行部件(如交流