第5章PLC基本原理ppt课件.ppt

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1、第5章PLC基本原理5.1概述5.2PLC组成及各部分功能5.3PLC的工作原理5.4PLC的指令系统5.5梯形图设计方法5.6SFC设计方法5.1概述可编程控制器(PLC)是非常有用的工业控制装置。每个工业控制工程师都应该学会使用PLC，从而使机器能够自动运行，提高工作效率和质量，提高产量。5.1.1可编程控制器的定义和发展史最初，可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC，主要用于顺序控制，虽然采用了计算机的设计思想，但是实际上只能进行逻辑运算。但是为了和个人计算机（PersonalComputer）的简称PC相区别，人们常常把可编程控制器仍简称

2、为PLC。国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下：PLC是专为在工业环境下应用而实际的一种数字运算操作的电子装置，是带有存贮器、可以编制程序的控制器。它能够存贮和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一体、易于扩展其功能的原则设计。PLC就是以嵌入式CPU为核心，配以输入、输出等模块，可以方便的用于工业控制领域的装置。PLC与机器人、计算机辅助设计与制造一起称为现代业的三大支柱。1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PLC，型号为PD

3、P-14。第一代PLC：从第一台PLC诞生到70年代初期。其特点是：CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。第二代PLC：70年代初期到70年代末期。其特点是：CPU采用微处理器，存储器采用EPROM。第三代PLC：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等。第四代PLC：80年代中期到90年代中期。PLC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片 ，处理速度也达到1us/步。第五代PLC：90年代中期至今。PLC使用16位和32位的微处理器芯片，有的已使用了RISC芯片。5.1

4、.2可编程控制器的应用领域与发展趋势PLC发展方向主要有以下几个方面小型、微型化大型、超大型化智能化CPU能力更强支持更多的工业总线编程软件标准化人机交流功能增强数据处理能力大大增强5.1.3可编程控制器的控制系统与电气控制系统的比较PLC控制系统和电气控制系统的电路形式和符号基本相同，相同电路的输入和输出信号也基本相同，但是它们的控制的实现方式是不同的。电气控制系统中的继电器触点在PLC中是存储器中的“数”，继电器的触点数量有限，设计时需要合理分配使用继电器的触点，而PLC中存储器的“数”可以反复使用，因为控制中只使用“数”的状态“1”或“0”。电气控制系统中梯形图就是电线连接图，施工费力

5、 ，更改困难，而PLC中的梯形图是利用计算机制作的，更改简单，调试方便。电气控制系统中继电器是按照触点的动作顺序和时间延迟，逐个动作。而PLC是按照扫描方式工作，首先采集输入信号，然后对所有梯形图进行计算。当计算完成后，将计算结果输出，由于PLC的扫描速度快，输入信号的变化到输出信号的改变似乎是在一瞬间完成。梯形图左右两侧的线对电气控制系统来说是系统中继电器的电源线，而在PLC中这两根线已经失去了意义，只是为了维持梯形图的形状。PLC中的梯形图按行从上至下编写，每一行从左向右顺序编写，在电气控制系统中，控制电路的动作顺序和梯形图编写的顺序无关，而PLC中对梯形图的执行顺序与梯形图编写的顺序一

6、致，因为PLC视梯形图为程序。梯形图的最右侧必须连接输出元素，在电气控制系统中，梯形图的最右侧是各种继电器的线圈， 而在PLC中，在梯形图最右侧可以是表示线圈的存储器“数”，还可以是计数器、定时器、数据传输、译码器等PLC中的输出元素或指令。梯形图中的触点可以串联和并联，输出元素在PLC中只允许并联，不允许串联。而在电气控制系统中，继电器线圈是可以串联使用的（只要所加电压合适）。在PLC中的梯形图结束标志是END。5.2PLC组成及各部分功能从数字系统的角度来看，PLC其实就是一个单片机系统。PLC的基本组成PLC从结构上可分为整体式结构、模块式结构及混合式结构。整体式PLC硬件系统由CPU

7、、存储器、通信接口、输入输出电路和电源电路组成，其结构框图如图5-1所示；模块式PLC的各个部分都是模块，这些模块由PLC的系统连接，其结构框图如图5-2所示；图5-1整体式PLC图5-2模块式PLC混合式PLC是由PLC主机和扩展模块组成，其中，PLC主机由CPU、存储器、通信电路、基本输入输出电路组成，而扩展模块可以是输入输出模块、模拟量模块、位置控制模块等，其结构框图如图5-3所示。图5-3混合式PLC