电气控制与PLC应用技术 教学课件 作者 田效伍 - 副本第4章 .ppt

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1、第4章可编程控制器概述可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展成以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术、通讯技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置，目前可编程控制器已在工业、农业、交通运输、商业等领域得到广泛应用。本章介绍可编程控制器的产生、特点、分类及应用。第4章可编程控制器概述4.1可编程控制器的产生可编程序控制器问世于20世纪60年代末期。当时美国的汽车制造业非常发达，竞争也十分激烈。各生产厂家为适应市场需求，不断更新汽车型号，相应的加工生产线必然随之改变，整个生产线的控制系统也

2、就必须重新设计和配置。这样不但造成设备的极大浪费，而且新系统的接线也费时费力。在这种情况下，传统的继电接触器控制系统就显示出很多不足。1968年美国美国通用汽车公司（GM），为了适应产品品种的不断更新、减少更换控制系统的费用与周期，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项指标：GM公司提出10项指标:（1）编程简单，可在现场修改和调试程序；（2）维护方便，采用插入式模块结构；（3）可靠性高于继电器控制系统；（4）体积小于继电器控制柜；（5）能与管理中心计算机系统进行通信；（6）成本可与继电器控制系统相竞争

3、；（7）输入量是115V交流电压（美国电网电压是110V）；（8）输出量为115V交流电压，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀；（9）系统扩展时，原系统只需作很小改动；（10）用户程序存储器容量至少4K字节。第4章可编程控制器概述1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，在美国GE公司的汽车自动装配上试用并获得成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从1974年开始研制，1977年应用于工业。目前世界上已有数百家厂商生产型号的PLC，品种多达数百

4、种。早期的可编程控制器主要用于顺序控制，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC(programmablelogiccontroller)。第4章可编程控制器概述1987年，国际电工委员会（IEC）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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。第4章可

5、编程控制器概述作为一种先进而又成熟的技术，目前PLC被广泛地应用到机械、冶金、化工、电力、轻纺等各个领域，产品遍及世界各地。这种新型的电气控制装置极大地提高了劳动生产率和自动化程度。可编程控制器将传统继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备，并已跃居工业生产自动化三大支柱（即PLC、机器人和CAD／CAM）的首位。第4章可编程控制器概述4.2可编程控制器的控制功能及主要特点1.PLC能完成以下控制功能：a逻辑控制:PLC设置有与(AND)、或(OR)、非(NOT)等逻

6、辑指令，能够描述继电器接点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接关系。b.定时控制:PLC为用户提供了若干个计时器(定时器)，并设置了计时指令。c.计数控制:PLC为用户提供了若干个计数器，并设置了计数指令。d.步进控制:PLC能完成步进控制功能。e.A/D、D/A转换f.数据处理g.通讯联网h.监控:PLC配置了较强的监控功能。第4章可编程控制器概述4.2.2可编程控制器的主要特点可靠性高可靠性指的是可编程控制器平均无故障工作时间。2.控制功能强可编程控制器不但具有对开关量和模拟量的控制能力，还具有数值运算、PID调节、数据

7、通信、中断处理的功能。3.组成灵活可编程控制器品种很多。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统。中大型PLC采用分体模块式结构，设有各种专用功能模块（开关量、模拟量输入输出模块，位控模块，伺服、步进驱动模块等）供选用和组合，由各种模块组成大小和要求不同的控制系统。4.操作方便PLC提供了多种面向用户的语言第4章可编程控制器概述4.2.3可编程控制器的分类目前，可编程控制器产品种类很多，型号和规格也不统一。通常只能按照其用途、功能、结构、点数等进行大致分类。第4章可编程控制器概述4.2.3.1按点数和功能

8、分类可编程控制器用以对外部设备的控制，外部信号的输入及PLC运算结果的输出都要通过PLC输入、输出端子来进行接线，输入、输出端子的数目之和被称作PLC的输入、输出点数，简称I/O点数。按I/O点数分小型PLCI/O点数为256点以下的为小型PLC（其中I/O点数小于64点的为