现代电气控制与PLC应用技术 教学课件 作者 袁琦 第3章 PLC应用基础.ppt

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1、第3章PLC应用基础本章主要内容3.1PLC概述3.2PLC的基本结构3.3PLC的工作原理3.1PLC概述3.1.1PLC的产生可编程序控制器问世于1969年。是美国汽车制造工业激烈竞争的结果。更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正是从汽车制造业开始了对传统继电-接触器控制的挑战。1968年美国GeneralMotors公司，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标。这就是著名的GM10条。GM10条是可编程序控制器出现的直接原因：（1）编程简单，可在现场修改程序；（

2、2）可靠性高于继电-接触器控制柜；（3）体积小于继电-接触器控制柜；（4）维护方便，最好是插件式；（5）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电-接触器控制柜竞争；（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；（9）在扩展时，原系统只需很小变更；（10）用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。3.1.2PLC的发展与定义1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线上。这一时期它主要用于顺序控制，只能进

3、行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC(ProgrammableLogicController)。70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC(ProgrammableController)。但由于PC容易和个人计算机(PersonalComputer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。1985年1月国际电工委员会（IEC）的定义：“可编程序

4、控制器是一种可进行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的指令，并通过数字、模拟的输入和输出，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设备，都应按易于与工业控制系统组成一个整体，易于扩充功能的原则设计。”总之，可编程序控制器是一台有别于普通微机的专用计算机，它能直接在工业环境中应用，不需要专门的空调和恒温环境，它专为工业环境控制而设计制造，具有丰富的输入、输出接口和较强的输出驱动能力。

5、3.1.3PLC的特点和应用PLC集中了计算机的功能完善、灵活性、通用性强和传统继电-接触器控制的简单易懂、操作方便等优点，它与计算机控制和继电-接触器控制相比，具有以下特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）编程简单、使用方便（3）功能完善，适应面广现代PLC不仅具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数、比较等功能，而且还具有A/D、D/A转换、算术运算、数据传送和处理，以及通信联网、PID闭环控制、中断控制、自诊断、报警等功能。因此，它既可以对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制；既可以单机控制，也可

6、以群体控制；既可以现场控制，也可以远方控制。（4）模块化结构，系统设计、安装、调试和维修方便（5）体积小、重量轻、功耗低PLC采用了半导体集成电路，其体积小、重量轻、结构紧凑、功耗低，是实现机电一体化的理想控制设备。由于PLC具有上述特点，因此，目前在国内外，它作为通用自动控制设备，已广泛应用于机械制造、冶金、石油、化工、交通、电力、建材、纺织、印刷、环保以及食品等几乎所有工业行业。从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面。（1）开关逻辑控制逻辑控制是PLC最基本、最广泛的应用，PLC具有

7、“与”、“或”、“非”等逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。（3）闭环过程控制闭环过程控制是指对温度、压力、速度和流量等连续变化的模拟量的闭环控制。由于PLC具有D/A、A/D转换、PID运算等功能，因此可以对模拟量进行闭环PID控制。（2）数字控制PLC能和机械加工中的数字控制（NC）及计算机数字控制（CNC）组成一体来实现数字控制。PLC可使用专用的运动控制模块，实现对步进电动机或伺服电动机的单轴、多轴位置控制，完成直线运动或圆周运动控制，

8、这一功能广泛应用于各种机床、装配机械、机器人和电梯等的控制。（5）通信联网高性能的PLC一般都有通信的功能，它既可以实现对远程I/O进行控制，又能实现PLC与PLC、PLC与计算机和其他智能控制设备之间的通信，以实现信息的交换，并可构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的要求。（4）运动控制3.1.4PLC的分类和发展趋势1.PLC的分类（1）按结构形式分，PLC可分为整体式和模块式两种。小型PLC通常采用整体式结构。大中型PLC通