[工学]电气与pl控制第五章

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1、2012/5/261第一节可编程控制器的基本概念一、可编程控制器的产生可编程序控制器问世于1969年。是美国汽车制造工业激烈竞争的结果。更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正是从汽车制造业开始了对传统继电器控制的挑战。1968年美国GeneralMotors（通用汽车）公司，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10项招标指标。这就是著名的GM10条。2021/7/152编程简单，可在现场修改程序；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；维护方便，最好是插件式；可将数据直接送

2、入管理计算机；在成本上可与继电器控制柜竞争；输入可以是交流115V；输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；在扩展时，原系统只需很小变更；用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。GM10条是可编程序控制器出现的直接原因：2021/7/153二、可编程控制器的发展及定义1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线上。这一时期它主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC(ProgrammableLogicContr

3、oller)。70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC(ProgrammableController)。但由于PC容易和个人计算机(PersonalComputer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。2021/7/154可编程控制器图片2021/7/1551985年1月国际电工委员会的定义：“可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下

4、应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在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、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计”。2021/7/156一、PLC的主要特点可靠性高、抗干扰能力强。主要有以下几个方面：隔离(采用光电耦合器)滤波对PLC的内部电源采取了屏蔽、稳压、保护等措施。设置了连锁、环境检测与诊断、Watchdog等电路。利用系统软件定期进行系统状态、用户

5、程序、工作环境和故障检测。对用户程序及动态工作数据进行电池备份。采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构。以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点。采用循环扫描的工作方式，也提高了抗干扰能力。第二节可编程控制器的特点及应用2021/7/157配套齐全，功能完善，适用性强同一台PLC只需改变软件程序就可完成不同的控制，PLC功能模块品种多，可灵活组合成不同功能的控制装置。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎采用梯形图语言的图形符号和表达方式与继电器电路图非常相似，工程技术人员容易掌握。4.系统设计周

6、期短，维护方便，改造容易5.体积小、重量轻、功耗低2021/7/158PLC与其主要模块2021/7/159PLC的应用场合逻辑控制：可取代传统继电器系统和顺序控制器。如各种机床、自动电梯、装配生产线、电镀流水线、运输和检测等的控制。模拟量控制：温度、压力、流量等模拟量的控制。运动控制：可用于精密金属切削机床、机械手、机器人等设备的控制。过程控制：通过配用A／D、D／A转换模块及智能PID模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行闭环调节控制。数据处理通信及联网：利用PLC的

7、网络通信功能模块及远程I／O控制模块实现多台PLC之间、PLC与上位计算机的链接，以完成较大规模的复杂控制。2021/7/15103.通讯接口模块2021/7/1511PLC通信联网2021/7/1512第三节可编程控制器的发展69年70年代中80年代初20世纪末第一台PLC诞生实用化发展阶段广泛应用全面发展集成电路计算机技术成熟阶段向大型和超小型发展2021/7/1513第四节可编程控制器的组成及其部分功能可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM

8、）、输入输出器件）I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。2021/7/1514（一）CPU诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。采集现场的状态或数据，并送人PLC的寄存器中。逐条读取指令，完成各种运算和操作。将处理结果送至输出端。响应各种外部设备的工作请求。2021/7/1515（二）存储器系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或EPROM中，用户不能更改。用户存储器：包括用户程序