工厂电气与PLC控制技术 教学课件 作者 张振国 等 工厂电气与PLC控制技术_第2章.ppt

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1、介绍PLC技术的基本组成、原理与应用，了解PLC工作原理与特点的基础上，重点介绍小型PLC的应用技术。包括小型PLC的硬件与系统构成、基本性能、指令与编程方法、控制系统的硬件与软件的设计方法、系统的安装与调试、PLC网络与通讯。第二章可编程序控制器的组成与工作原理第一节PLC概述一、PLC的由来与定义1、PLC的由来1968年通用汽车公司提出——利用计算机的功能和继电器控制系统的简单易懂相结合。面向控制过程、面向问题的“自然语句”进行编程，使得不熟悉计算机的人也能方便地使用。指标：1）编程简单，可在现场修改程序。2）维护方便

2、，最好是插件式。3）可靠性高于继电器控制柜。4）体积小于继电器控制柜。5）可将数据直接送入管理计算机。6）在成本上可与继电器控制柜竞争。7）输入可以是交流115V。8）在扩展时，原有系统只需作很小变更。9）输出交流115V以上，2A以上，能直接驱动电磁阀。10）用户程序存储器容量至少能扩展到4Kb。美国数字设备公司（DEC）——率先研制出第一台PLC表2-1各代PLC的特点与应用范围年份结构特点功能特点编程语言应用范围早期1969～1972分立元件或中、小规模集成电路组成运算器、控制器与I/O通道等电子电路，构成一台准计算机。

3、并采用磁心存储器。用户存储容量2K步以上逻辑、顺序控制、定时、计数控制梯形图基本指令语句作为继电器控制装置的替代产品，控制规模小，价格昂贵，应用面不广泛中期1973～1989采用大规模集成电路并有8位或16位微处理器构成CUP。采用高密度、低功耗CMOSROMRAM存储器，用户存储容量达8K步以上。特殊功能I/O模块基本形成系列产品增加算术运算及数据处理与数字通信、联网功能，并采用自诊断、容错技术以提高可靠性增加步进指令、顺序功能图等编程语言适用于大、中规模的开关量与模拟量控制系统和一般联网、通信监控系统。价格大幅下降，应用广

4、泛年份结构特点功能特点编程语言应用范围现代1990～至今采用超大规模集成电路和先进安装技术，并采用16位或32位高速大容量微处理芯片构成CUP，并采用专用CUP系统用户存储用量可达32K步以上，各种智能型I/O功能模块不断涌现实现高速、大容量信息处理并增加复杂的数据运算与数据处理功能。具备更强的自诊断和故障处理能力，可靠性更高，通信、联网能力更强增加高级编程语言，实现编程手段、编程语言的多样化可构成大型分级联网控制系统实现图像动态监控和模拟网络资源共享，实现工厂生产管理自动化，性价比大幅提高，应用遍及工业控制各种领域并能满足各

5、种特殊控制的需要输入电路输出电路继电器控制电路生产现场继电器控制系统结构框图输入电路输出电路可编程序控制器生产现场集中型PLC控制系统结构框图2、PLC的定义国际电工委员会IEC对PLC下的定义（1987年2月）可编程序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，它采用可编程序的存储器，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命令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而

6、设计。二、PLC的特点（7点）1、可靠性高，抗干扰能力强1）采用循环扫描，集中采样，集中输出2）硬件设计采用模块式结构，采取屏蔽、滤波、隔离、联锁等抗干扰技术，增加输出联锁、环境检测与故障诊断电路3）软件设计中设置实时监控、自诊断、信息保护、恢复等程序与硬件电路配合实现各种故障诊断、处理、报警显示及保护功能能在下列条件下可靠工作：电源电压：AC220V±15％抗振强度：10～55Hz0.5mm3轴方向各2h抗冲击强度：10g3轴方向各3次抗干扰强度：1000Vp_p、脉宽1μs，30～100Hz噪声工作温度：0～55℃存放温度

7、：－20～＋70℃湿度：30％～90％（不结雾）耐压：AC1500V1min（各端子与地端之间）2、编程简单，易于掌握梯形图编程与继电器逻辑电路图类似直观、清晰、修改方便、易掌握3、组合灵活使用方便采用标准化模块结构控制系统接线简单，工作量小，使用、维护方便4、功能强，通用性好具备很强的信息处理能力、输出控制能力具有智能I/O功能模块：温度、位置高速计数、高速模拟量转换、远程I/O、通信等模块具有逻辑运算、定时、计数、步进等功能可完成A/D、D/A转换、数字运算、数据处理、通信联网、生产过程监控可开关量、模拟量、单台、生产线、

8、机群控制可现场、远距离、简单系统、复杂系统控制5、开发周期短，成功率高只要正确、合理选用各种模块组成系统，采用软件控制6、体积小、重量轻、功耗低供编程使用的软继电器（千个）状态器（千个）定时器（几百个）计数器（几百个）数据寄存器（几千个）7、安装简单，维修方便采用模块结构安装