第3局部：PLC根底知識一、PLC的開展史1、PLC是什么？2、PLC的由來？3、PLC有何獨特之處？4、PLC的應用領域？5、PLC的開展前景？11、PLC是什么？可編程序控制器〔ProgrammbleController〕簡稱PC或PLC可編程序控制器的定義：可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外圍設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原那么設計。21、PLC是什么？PLC、PC及工業PCPLC—ProgrammableLogicControllerPC—Personalcomputer工業PC32、PLC的由來？1、繼電器控制系統的明顯缺點：體積大、可靠性低、查找故障困難。2、繼電器控制系統的優點：簡單、易懂、操作方便、價格廉價。3、計算機系統的優點：功能完備、靈活性、通用性好。42、PLC的由來？世界上第一臺PLC1969年由美國數字設備公司〔DEC〕根據美國通用汽車公司〔GM〕的要求研制成功◆背景：1968年美國通用汽車公司〔GM〕，為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現小批量、多品種生產，希望能有一種新型工業控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換電器控制系統及接線，以降低本錢，縮短周期。53、PLC有何獨特之處？1、可靠性高，抗干擾能力強PLC采用的是微電子技術，大量的開關動作是由無觸點的半導體電路來完成的。2、通用性強，控制程序可變，使用方便3、編程簡單，容易掌握4、體積小、重量輕、功耗低、維護方便64、PLC的應用領域？目前，PLC在國內外已廣泛應用冶金、石油、化工、建材機械制造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各行各業，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從PLC應用類型看，大致可歸納為以下幾個方面：開關量邏輯控制運動控制過程控制〔PID閉環控制〕數據處理通信聯網7PLC三大流派自從第一臺PLC出現以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的開展。各國PLC都有自己的特色●歐洲：西門子〔Siemens〕；法國的TE〔Telemecanique〕●美國：A-B〔Allen-Bradly〕、GE〔GeneralElectric〕●日本：三菱電機〔MitsubishiElectric〕、歐姆龍〔OMRON〕、松下〔日本主要開展中小型PLC，其小型機性能先進，結構緊湊，價格廉價〕85、PLC的開展前景流行新詞匯：可編程自動化控制器〔ProgrammableAutomationController，PAC〕

“PLC相當活潑，而且開展良好，具有很強的生命力。然而，PLC這個工業的有效工具正在許多方面不斷改變，不斷增加其魅力。自動化供給商正不斷致力于PLC的開發以迎合市場和特殊用戶的需求。功能的增強促使了新系列的系統浮出水面。PAC基于開放的工業標準、具多領域功能、通用的開放平臺以及高性能〞。95、PLC的開展前景為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節。當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向開展，特別是向超大型和超小型兩個方向開展。105、PLC的開展前景

為滿足各種控制系統的要求，不斷開發出許多功能模塊，如高速計數模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯網與通信的能力，是PLC技術進步的潮流。PLC的聯網與和通信有兩類：①PLC之間聯網通信，各PLC生產廠家都有自己的專有聯網手段；②PLC與計算機之間的聯網通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。115、PLC的開展前景在PLC系統結構不斷開展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言〔BASIC、C語言等〕等。多種編程語言的并存、互補與開展是PLC進步的一種趨勢。121314FX1S/FX1N151617S7-20018S7-30019S7-40020第3局部：PLC根底知識21CS第3局部：PLC根底知識22SLC50023第3局部：PLC根底知識二、PLC的根本組成及工作原理1、PLC的控制原理1〕采用繼電器控制2〕采用PLC控制241、PLC的控制原理

1〕采用繼電器控制輸入設備

輸出設備

251、PLC的控制原理

2〕采用PLC控制26二、PLC的根本組成及工作原理2、PLC的根本組成根據結構形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。27PLC硬件系統的簡化框圖二、PLC的根本組成及工作原理

2、PLC的根本組成〔整體式〕28二、PLC的根本組成及工作原理

2、PLC的根本組成〔組合式〕292、PLC的根本組成

PLC中的CPU及作用◆PLC中常采用的CPU有三類：1)通用微處理器〔如Z80、8086、80286等〕2)單片微處理器〔如8031、8096等〕3)位片式微處理器(如AMD29W等)◆小型PLC：大多采用8位通用微處理器和單片微處理器，中型PLC：大多采用16位通用微處理器或單片微處理器大型PLC：大多采用高速位片式微處理器〔32位〕小型PLC為單CPU系統，中、大型PLC那么大多為雙CPU或多CPU系統。302、PLC的根本組成

PLC中的CPU及作用CPU的具體作用如下：1〕接收、存儲用戶程序；2〕以掃描方式接收來自輸入單元的數據狀態信息，并存入相應的數據存儲區；3〕執行監控用戶程序；4〕響應外部設備的請求；31系統程序存儲器：用以存放系統管理程序、監控程序及系統內部數據。PLC出廠前已將其固化在只讀存儲器EPROM中，用戶不能更改。用戶存儲器：包括用戶程序存儲區及工作數據存儲區。這類存儲器一般存于CMOS靜態RAM中，其中的存儲內容可讀出并更改。注意：PLC產品手冊中給出的“存儲器類型〞和“程序容量〞是針對用戶程序存儲器而言的。2、PLC的根本組成PLC中存儲器的作用當PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲器擴展功能。322、PLC的根本組成

PLC中的輸入/輸出接口◆輸入/輸出接口通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業生產現場之間的連接通道。〔I/O單元的作用〕●PLC輸入接口-----可以檢測被控對象的各種數據，用這些數據作為PLC對被控制對象進行控制的依據●PLC輸出接口-----將處理結果送給被控制對象，以實現控制目的33開關量輸入/輸出接口●常用開關量輸入接口：①直流輸入接口、②交流輸入接口、③交/直流輸入接口●常用開關量輸出接口：①繼電器輸出接口〔電路〕響應速度慢、動作頻率低，可驅動交流或直流負載②晶體管輸出接口：響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動直流負載③晶閘管輸出接口：響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動交流負載34

PLC中的通信接口及作用●與打印機連接，可將過程信息、系統參數等輸出打印●與監視器連接，可將控制過程圖像顯示出來●與PLC連接，組成多機系統或連成網絡，實現更大規模控制●與計算機連接，組成多級分布式控制系統，控制與管理相結合●與人機界面〔觸摸屏〕連接●與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨立的計算機系統，它有自己的CPU、系統程序、存儲器以及與PLC系統總線相連的接口，PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數模塊、閉環控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。●與編程器連接35PLC中的擴展接口及作用◆擴展接口〔是用于連接護展單元的接口〕。當PLC根本單元I/O點數不能滿足要求時，可通過擴展接口連接擴展單元以增加系統的I/O點數36PLC中的擴展接口及作用通信與擴展接口的連接實例37PLC中的電源及作用PLC配有開關式穩壓電源，以提供內部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩定性好、抗干擾能力強。因此，對于電網提供的電源穩定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內波動。◆許多PLC還向外提供直流24V穩壓電源，用于對外部傳感器供電。38PLC編程工具及作用編程工具的作用：是編輯、調試、輸入用戶程序，也可在線監控PLC內部狀態和參數，與PLC進行人機對話。它是開發、應用、維護PLC不可缺少的設備。簡易編程器專用編程器◆編程器圖形編程器

通用編程系統：PC上配專用編程軟件包39三、PLC的根本工作原理1〕PLC工作過程內部處理通信效勞輸入采樣程序執行輸出刷新用戶程序的執行:掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執行執行程序，直到程序結束然后再從頭開始掃描執行，并周而復始地重復進行。403.PLC工作原理

PLC的掃描工作過程★整個過程包括內部處理、通信效勞、輸入處理、程序執行、輸出處理五個階段★整個過程掃描執行一遍所需的時間稱為掃描周期★掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長短有關。★典型值為1～100ms413.PLC工作原理

2〕信號傳遞過程(PLC掃描過程)423.PLC工作原理

PLC掃描工作方式的特點：★集中采樣：

在一個掃描周期中，對輸入狀態的采樣只在輸入處理階段進行。當PLC進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態進行重新采樣。★集中輸出：在用戶程序中如果對輸出結果屢次賦值，那么最后一次有效。在一個掃描周期內，只在輸出處理階段才將輸出狀態從輸出映象存放器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態一直保存在輸出映象存放器中。433.PLC工作原理

掃描工作方式的特點★提高了抗干擾能力，增強了系統可靠性

★降低了系統的響應速度

PLC輸入／輸出響應滯后：當PLC輸入端輸入信號發生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反響，需要一段時間。對一般的工業控制，這種滯后是完全允許的。注意：這種響應滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口濾波環節帶來的輸入延遲和輸出接口中驅動器件動作時間帶來輸出延遲，還與程序設計有關。44

四、PLC的分類〔按I/O點數分類〕1〕小型PLCI/O點數為256點以下的為小型PLC〔其中I/O點數小于64點的為超小型或微型PLC〕2〕中型PLCI/O點數為256點以上、2048點以下的為中型PLC3〕大型PLCI/O點數為2048以上的為大型PLC〔其中I/O點數超過8192點的為超大型PLC〕45五、PLC的編程語言

1.梯形圖語言電器控制線路圖

PLC梯形圖PLC的編程語言常采用梯形圖語言、指令助記符語言、控制系統流程圖語言、布爾代數語言等。其中梯形圖、指令助記符語言最為常用。

46梯形圖的主要特點：1〕梯形圖左、