《可編程控制器(PLC)教程_可編程序控制器概論

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1、第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論第第2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論 2.12.1PLCPLC的開展、分類及應(yīng)用的開展、分類及應(yīng)用 2.22.2結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 2.32.3技術(shù)性能指標(biāo)技術(shù)性能指標(biāo) 2.42.4編程語言編程語言 第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論本章內(nèi)容包括：本章內(nèi)容包括：l l PLCPLC的的開開展展、分分類類及及應(yīng)用應(yīng)用l l結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理l l主要技術(shù)性能指標(biāo)主要技術(shù)性能指標(biāo)l l常用編程語言常用編程語言返回本章首頁返回本章首頁第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.1PLC的開展、分

2、類及應(yīng)用的開展、分類及應(yīng)用 產(chǎn)生產(chǎn)生 開展開展 特點(diǎn)特點(diǎn) 分類分類 應(yīng)用應(yīng)用 返回本章首頁返回本章首頁第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論產(chǎn)生產(chǎn)生 可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于產(chǎn)生于1969年，最初只具備年，最初只具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來取代繼電邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來取代繼電接觸器控制。接觸器控制?，F(xiàn)在所說的可編程序控制器現(xiàn)在所說的可編程序控制器PCProgrammable Controller是是1980年以來，美、日、德等國(guó)由先前的年以來，美、日、德等國(guó)由先前的可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器PLC進(jìn)一步開展而來。進(jìn)一

3、步開展而來。1985年，國(guó)際電工委員會(huì)年，國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)可編程序控制器作了對(duì)可編程序控制器作了如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論開展開展 1.開展及現(xiàn)狀開展及現(xiàn)狀 2.開展趨勢(shì)開展趨勢(shì) 1與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切 2開展多樣化開展多樣化 3模塊化模塊化 4網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強(qiáng) 5多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化 6工業(yè)軟件開展迅速工業(yè)軟件開展迅速 返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可

4、編程序控制器概論章可編程序控制器概論特點(diǎn)特點(diǎn) 1.可靠性高可靠性高 2.功能強(qiáng)大功能強(qiáng)大 3.簡(jiǎn)單方便簡(jiǎn)單方便 返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論分類分類 1.從結(jié)構(gòu)上從結(jié)構(gòu)上可可編編程程序序控控制制器器從從結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上可可分分為為整整體體式式和和模模塊塊式。式。2.從規(guī)模上從規(guī)模上按按PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為小型、中型和大的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為小型、中型和大型。型。返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論應(yīng)用應(yīng)用 1.工業(yè)工業(yè)1開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等；開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等；2模模擬擬量量控控制制，局局

5、部部PLC或或功功能能模模塊塊具具有有PID控控制制功功能，可實(shí)現(xiàn)過程控制；能，可實(shí)現(xiàn)過程控制；3監(jiān)控，用監(jiān)控，用PLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；4建建立立工工業(yè)業(yè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，為為適適應(yīng)應(yīng)復(fù)復(fù)雜雜的的控控制制任任務(wù)務(wù)且且節(jié)節(jié)省省資資源源，可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。2.其他行業(yè)其他行業(yè)可可編編程程序序控控制制器器在在其其他他行行業(yè)業(yè)的的應(yīng)應(yīng)用用也也日日益益廣廣泛泛：在在國(guó)國(guó)防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.2

6、結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 工作原理工作原理 返回本章首頁返回本章首頁第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) PLC專專為為工工業(yè)業(yè)場(chǎng)場(chǎng)合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，采采用用了了典典型型的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，主主要要是是由由CPU、電電源源、存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器和和專專門門設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的輸輸入入輸輸出出接口電路等組成。圖接口電路等組成。圖2.1為一典型為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖圖2.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論1.中央處理單元中央處理單元 中央處理單元中央處理單元CPU一般由控制器、運(yùn)算器一般由控制器、運(yùn)算器和存放器組成，這些電路都集

7、成在一個(gè)芯片上。和存放器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。CPU的主要功能：的主要功能：1從存儲(chǔ)器中讀取指令從存儲(chǔ)器中讀取指令 2執(zhí)行指令執(zhí)行指令 3順序取指令順序取指令 4處理中斷處理中斷 第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 1只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器 2隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM 第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論3.輸入輸出單元輸入輸出單元 1輸入接口電路輸入接口電路 2輸出接口電路輸出接口電路 第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論通通常常PLC的的輸輸入入類類型型可可以以是是直直流流、交交流流和和交交直直流流。輸輸入入電電路路的

8、的電電源源可可由由外外部部供供給給，有有的的也也可可由由PLC內(nèi)內(nèi)部部提提供供。圖圖2.2和和圖圖2.3分分別別為為一一種種型型號(hào)號(hào)PLC的的直直流流和和交交流流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。圖圖2.2描描述述了了一一個(gè)個(gè)輸輸入入點(diǎn)點(diǎn)的的接接口口電電路路。其其輸輸入入電電路路的的一一次次電電路路與與二二次次電電路路用用光光耦耦合合器器相相連連，當(dāng)當(dāng)行行程程開開關(guān)關(guān)閉閉合合時(shí)時(shí)，輸輸入入電電路路和和一一次次電電路路接接通通，上上面面的的發(fā)發(fā)光光管管用用于于對(duì)對(duì)外外顯顯示示，同同時(shí)時(shí)光光耦耦合合器器中中的的發(fā)發(fā)光光管管使使三三極極管管導(dǎo)導(dǎo)通通，信信

9、號(hào)號(hào)進(jìn)進(jìn)入入內(nèi)內(nèi)部部電電路路，此此輸輸入入點(diǎn)點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的位位由由0變變?yōu)闉?。即即輸輸入映像存放器的對(duì)應(yīng)位由入映像存放器的對(duì)應(yīng)位由0變?yōu)樽優(yōu)?。第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論圖圖2.2 直流輸入電路圖直流輸入電路圖第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論圖圖2.3交流輸入電路圖交流輸入電路圖返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2輸出接口電路。輸出接口電路。輸出電路有繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型輸出電路有繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型3種。種。繼電器輸出型的工作原理如圖繼電器輸出型的工作原理如圖2.4a所示，當(dāng)內(nèi)

10、部電路的狀態(tài)為所示，當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時(shí)，時(shí)，使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點(diǎn)閉合，負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點(diǎn)閉合，負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮LED，表示該路輸出點(diǎn)有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為，表示該路輸出點(diǎn)有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時(shí)，繼電器線圈時(shí)，繼電器線圈斷電，觸點(diǎn)斷開，負(fù)載斷電，同時(shí)斷電，觸點(diǎn)斷開，負(fù)載斷電，同時(shí)LED熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。繼電器輸出型屬于有觸點(diǎn)輸出方式，響應(yīng)速度慢、動(dòng)作頻率低，適用于繼電器輸出型屬于有觸點(diǎn)輸出方式，響應(yīng)速度慢、動(dòng)作頻率低，適用于低頻大功率直流或交流負(fù)載。低頻大功率直流或交流負(fù)載。晶體管輸出型的

11、工作原理如圖晶體管輸出型的工作原理如圖2.4b所示，當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為所示，當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時(shí)，時(shí)，光電耦合器導(dǎo)通，使晶體管飽和導(dǎo)通，負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮光電耦合器導(dǎo)通，使晶體管飽和導(dǎo)通，負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮LED，表示，表示該路輸出點(diǎn)有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為該路輸出點(diǎn)有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時(shí)，光電耦合器斷開，大功時(shí)，光電耦合器斷開，大功率晶體管截止，負(fù)載失電，率晶體管截止，負(fù)載失電，LED熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。晶體管熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。晶體管輸出型屬于無觸點(diǎn)輸出方式，響應(yīng)速度快、動(dòng)作頻率高，只適用于高頻輸出型屬于無觸點(diǎn)輸出方式，響應(yīng)速度快、動(dòng)作頻率高，只適用于高頻小功率

12、直流負(fù)載。小功率直流負(fù)載。第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論a b c圖2.4 PLC輸出接口電路第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論工作原理工作原理 1.循環(huán)掃描循環(huán)掃描PLC采采用用循循環(huán)環(huán)掃掃描描工工作作方方式式，這這個(gè)個(gè)工工作作過過程程一一般般包包括括五五個(gè)個(gè)階階段段：內(nèi)內(nèi)部部處處理理、與與編編程程器器等等的的通通信信處處理理、輸輸入入掃掃描描、用用戶戶程程序序執(zhí)執(zhí)行行、輸輸出出處處理理，其其工工作作過過程程如如圖圖2.5所示。所示。圖圖2.5中中當(dāng)當(dāng)PLC方方式式開開關(guān)關(guān)置置于于RUN運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)，執(zhí)執(zhí)行行所所有有階階段段；當(dāng)當(dāng)方方式式開開關(guān)關(guān)置置于于S

13、TOP停停止止時(shí)時(shí)，不不執(zhí)執(zhí)行行后后3個(gè)個(gè)階階段段，此此時(shí)時(shí)可可進(jìn)進(jìn)行行通通信信處處理理，如如對(duì)對(duì)PLC聯(lián)聯(lián)機(jī)機(jī)或或離線編程。離線編程。第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論圖圖2.5 工工作作原原理理圖圖第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論圖2.6 程序執(zhí)行原理圖第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2工作特點(diǎn)。工作特點(diǎn)。PLC的工作方式的特點(diǎn)為集中采樣和集中輸出。的工作方式的特點(diǎn)為集中采樣和集中輸出。集中采樣：在一個(gè)掃描周期中，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理集中采樣：在一個(gè)掃描周期中，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進(jìn)行。當(dāng)階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序處理

14、階段后輸入端將被封鎖，直到下進(jìn)入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。集中輸出：在用戶程序中如果對(duì)輸出結(jié)果屢次賦值，那么最后一集中輸出：在用戶程序中如果對(duì)輸出結(jié)果屢次賦值，那么最后一次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映像存放器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其他階段里輸輸出映像存放器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其他階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像存放器中。出狀態(tài)一直保存在輸出映像存放器中。集中采樣和集中輸出的循環(huán)

15、掃描工作方式使得集中采樣和集中輸出的循環(huán)掃描工作方式使得PLC工作時(shí)大多數(shù)工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致PLC輸入輸出響應(yīng)輸入輸出響應(yīng)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.與計(jì)算機(jī)的異同與計(jì)算機(jī)的異同 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1根本結(jié)構(gòu)相同根本結(jié)構(gòu)相同 2程序執(zhí)行原理相同程序執(zhí)行原理相同 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：兩者的不同點(diǎn)主要表達(dá)在工作方式上。兩者的不同點(diǎn)主要表達(dá)在工作方

16、式上。第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論3.與繼電接觸器的異同與繼電接觸器的異同 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：1實(shí)現(xiàn)原理不同實(shí)現(xiàn)原理不同2工作方式不同工作方式不同返回本節(jié)返回本節(jié)第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.3技術(shù)性能指標(biāo)技術(shù)性能指標(biāo) 1.外形尺寸外形尺寸 2.輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入輸出點(diǎn)數(shù) 3.機(jī)器字長(zhǎng)機(jī)器字長(zhǎng) 4.速度速度5.指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)6.存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量7.擴(kuò)展性擴(kuò)展性8.通信功能通信功能 返回本章首頁返回本章首頁第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論2.4編程語言編程語言 1.梯形圖梯形圖 2.語句表語句表 3.邏輯符號(hào)圖邏輯符號(hào)圖 4.高級(jí)語言高級(jí)語言 返回本章首頁返回本章首頁第第2 2章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論THANK YOU VERY MUCH！本章到此結(jié)束，本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！謝謝您的光臨！返回本章首頁返回本章首頁結(jié)束放映結(jié)束放映