第4章PLC的组成与工作原理ppt课件.ppt

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1、第4章PLC的组成与工作原理4.1概述4.2可编程控制器的组成4.3可编程控制器的工作原理4.1概述什么是PLC？一、可编程控制器的定义是一种工业控制装置是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。通用叫法中文名称为可编程控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，简称PLC。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

2、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，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。一、可编程控制器的定义背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。二、可

3、编程控制器的产生1968年，GM公司提出十项设计标准：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接使用115V交流输入电压；输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。二、可编程控制器的产生1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。二、可编程控制器的产生1971年，日本从美国引进了这项新技术，并很快

4、研制成了日本第一台可编程序控制器。1973年，当时的西德和法国也研制出了自己的可编程序控制器并在工业领域开始应用。我国从1974年开始研制，并于1977年开始工业应用。三、可编程控制器的发展阶段一.早期的PLC(60年代末—70年代中期)早期的PLC主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，

5、采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。三、可编程控制器的发展阶段二.中期的PLC(70年代中期—80年代中后期)美国日本德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU)，使PLC的功能大大增强。在软件方面，增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块，并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加。还提供了一定数量的数据寄存器使PLC的应用范围得以扩大。三、可编程控制器的发展阶段三.近期的PLC(8

6、0年代中后期至今)进入80年代中后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软硬件功能发生了巨大变化。四、可编程控制器的特点1、高可靠性1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离。2)各输入端均采用RC滤波器。3）各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。4）采用性能优良的开关电源。5）对采用的器件进行严格的筛选。6）良好的自诊断功能。7）大型PL

7、C还可以采用由双CPU构成冗余系统或由三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。四、可编程控制器的特点(二)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号如交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱电等，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。另外，为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块等等。四、可编程控制器的特点(三)采用模块化结构为了适应各种工业控制需

8、要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构，PLC的各个部件包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。四、可编程控制器的特点(四)编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。四、可编程控制器的特点(五)安