《可編程控制器(PLC)教程_可編程序控制器概論

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、分類及應用的開展、分類及應用 2.22.2結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 2.32.3技術性能指標技術性能指標 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、分分類類及及應用應用l l結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理l l主要技術性能指標主要技術性能指標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、分類及應用的開展、分類及應用 產(chǎn)生產(chǎn)生 開展開展 特點特點 分類分類 應用應用 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、計數(shù)等功能，主要是用來取代繼電邏輯控制、定時、計數(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、德等國由先前的年以來，美、日、德等國由先前的可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器PLC進一步開展而來。進一步開展而來。1985年，國際電工委員會年，國際電工委員會IEC對可編程序控制器作了對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)字運算操作的電如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。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.開展趨勢開展趨勢 1與計算機聯(lián)系密切與計算機聯(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)絡與通信能力增強網(wǎng)絡與通信能力增強 5多樣化與標準化多樣化與標準化 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章可編程序控制器概論章可編程序控制器概論特點特點 1.可靠性高可靠性高 2.功能強大功能強大 3.簡單方便簡單方便 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的輸入輸出點數(shù)可分為小型、中型和大的輸入輸出點數(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用應用 1.工業(yè)工業(yè)1開關量控制，如邏輯、定時、計數(shù)、順序等；開關量控制，如邏輯、定時、計數(shù)、順序等；2模模擬擬量量控控制制，局局部部PLC或或功功能能模模塊塊具具有有PID控控制制功功能，可實現(xiàn)過程控制；能，可實現(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)絡絡，為為適適應應復復雜雜的的控控制制任任務務且且節(jié)節(jié)省省資資源源，可采用單級網(wǎng)絡或多級分布式控制系統(tǒng)?？刹捎脝渭壘W(wǎng)絡或多級分布式控制系統(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)的的應應用用也也日日益益廣廣泛泛：在在國國防和民用，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)場場合合設設計計，采采用用了了典典型型的的計計算算機機結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，主主要要是是由由CPU、電電源源、存存儲儲器器和和專專門門設設計計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)簡圖。結(jié)構(gòu)簡圖。圖圖2.1結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖第第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、運算器一般由控制器、運算器和存放器組成，這些電路都集成在一個芯片上。和存放器組成，這些電路都集成在一個芯片上。CPU的主要功能：的主要功能：1從存儲器中讀取指令從存儲器中讀取指令 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.存儲器存儲器 1只讀存儲器只讀存儲器 2隨機存儲器隨機存儲器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號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個輸輸入入點點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，當當行行程程開開關關閉閉合合時時，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對外外顯顯示示，同同時時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導通通，信信號號進進入入內(nèi)內(nèi)部部電電路路，此此輸輸入入點點對對應應的的位位由由0變變?yōu)闉?。即即輸輸入映像存放器的對應位由入映像存放器的對應位由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，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為所示，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，時，使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，負載得電，同時點亮使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，負載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出；當內(nèi)部電路的狀態(tài)為，表示該路輸出點有輸出；當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，繼電器線圈時，繼電器線圈斷電，觸點斷開，負載斷電，同時斷電，觸點斷開，負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。熄滅，表示該路輸出點無輸出。繼電器輸出型屬于有觸點輸出方式，響應速度慢、動作頻率低，適用于繼電器輸出型屬于有觸點輸出方式，響應速度慢、動作頻率低，適用于低頻大功率直流或交流負載。低頻大功率直流或交流負載。晶體管輸出型的工作原理如圖晶體管輸出型的工作原理如圖2.4b所示，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為所示，當內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，時，光電耦合器導通，使晶體管飽和導通，負載得電，同時點亮光電耦合器導通，使晶體管飽和導通，負載得電，同時點亮LED，表示，表示該路輸出點有輸出；當內(nèi)部電路的狀態(tài)為該路輸出點有輸出；當內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，光電耦合器斷開，大功時，光電耦合器斷開，大功率晶體管截止，負載失電，率晶體管截止，負載失電，LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。晶體管熄滅，表示該路輸出點無輸出。晶體管輸出型屬于無觸點輸出方式，響應速度快、動作頻率高，只適用于高頻輸出型屬于無觸點輸出方式，響應速度快、動作頻率高，只適用于高頻小功率直流負載。小功率直流負載。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，這這個個工工作作過過程程一一般般包包括括五五個個階階段段：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中中當當PLC方方式式開開關關置置于于RUN運運行行時時，執(zhí)執(zhí)行行所所有有階階段段；當當方方式式開開關關置置于于STOP停停止止時時，不不執(zhí)執(zhí)行行后后3個個階階段段，此此時時可可進進行行通通信信處處理理，如如對對PLC聯(lián)聯(lián)機機或或離線編程。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。工作特點。PLC的工作方式的特點為集中采樣和集中輸出。的工作方式的特點為集中采樣和集中輸出。集中采樣：在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理集中采樣：在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進行。當階段進行。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(tài)進行重新采樣。一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。集中輸出：在用戶程序中如果對輸出結(jié)果屢次賦值，那么最后一集中輸出：在用戶程序中如果對輸出結(jié)果屢次賦值，那么最后一次有效。在一個掃描周期內(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，對輸出接口進行刷新。在其他階段里輸輸出映像存放器中輸出，對輸出接口進行刷新。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)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工作時大多數(shù)工作時大多數(shù)時間與外部輸入時間與外部輸入/輸出設備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾輸出設備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。但同時也會導致能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。但同時也會導致PLC輸入輸出響應輸入輸出響應滯后，降低系統(tǒng)的響應速度。滯后，降低系統(tǒng)的響應速度。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.與計算機的異同與計算機的異同 相同點：相同點：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：不同點：兩者的不同點主要表達在工作方式上。兩者的不同點主要表達在工作方式上。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：相同點：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關系相同。圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關系相同。不同點：不同點：1實現(xiàn)原理不同實現(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技術性能指標技術性能指標 1.外形尺寸外形尺寸 2.輸入輸出點數(shù)輸入輸出點數(shù) 3.機器字長機器字長 4.速度速度5.指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)6.存儲器容量存儲器容量7.擴展性擴展性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.邏輯符號圖邏輯符號圖 4.高級語言高級語言 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