可编程控制器原理

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1、6.1概述6.2可编程控制器的基本构成6.3可编程控制器的工作原理及编程语言6.4FX2N系列可编程控制器的编程器件及基本指令6.5FX2N系列步进指令6.6FX2N功能指令的使用6.7PLC控制系统的设计小结习题与思考题6.1.1可编程控制器的产生与发展1.可编程控制器的产生20世纪20年代出现了将接触器、各种继电器、定时器、其他电器及其触头按一定逻辑关系连接的继电接触器控制系统。其结构简单、价格便宜、便于掌握，在一定范围内能满足控制要求，曾一度在工业控制中占有主导地位。但它也存在着设备体积大、动作速度慢、功能少而固定、可靠性差、难于实现较复杂的控制的缺点

2、。特别是，它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线繁杂，当生产工艺改变时，原有的接线和控制盘就要更换，缺乏通用性和灵活性。6.1概述20世纪60年代，随着小型计算机的出现和大规模生产及多机群控的需要，人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求，但由于价格高，输入、输出电路不匹配和编程技术复杂等原因，一直未能得到推广应用。20世纪60年代末期，美国汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，这必然要求加工生产线的随之改变，整个控制系统需重新配置。为了适应生产工艺不断更新的需要，寻求一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器势在必行。1968年，美

3、国最大的汽车制造商——美国通用汽车公司(GM)公开招标，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，引起了开发热潮。这十大条件是：(1)编程简单，可在现场修改程序。(2)维护方便，最好是插件式。(3)可靠性高于继电器控制柜。(4)体积小于继电器控制柜。(5)可将数据直接送入管理计算机。(6)在成本上可与继电器控制柜竞争。(7)输入可以是交流115V。(8)在扩展时，原有系统只需做很小变更。(9)输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀。(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。这些要求实际上提出了将继电接触器的简单易懂、使用方

4、便、价格低的优点，与计算机的功能完善、通用性和灵活性好的优点结合起来，将继电接触器控制的硬连线逻辑变为计算机操控的软件逻辑编程的设想，采取程序修改方式改变控制功能。这是从接线逻辑向存储逻辑进步的重要标志，是由接线程序控制向存储程序控制的转变。1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台可编程控制器PDP-14，并在GM公司汽车生产线上试用成功，取得了满意的效果，可编程控制器由此诞生。可编程控制器是生产力发展的必然产物。2.可编程控制器的发展可编程控制器自问世以来，发展极其迅速。1971年，日本开始生产可编程控制器；1973年，欧洲开始生产可编程控制

5、器。到现在，世界各国的一些著名电器厂家几乎都在生产可编程控制器，可编程控制器已作为一个独立的工业设备进行生产，并成为当代电控装置的主导。可编程控制器一直处在发展之中，到目前为止，还未能对其下一个十分确切的定义。　　国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月颁发了第二稿，1987年2月颁发了第三稿。草案中对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其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指令，并通过数字式或

6、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。早期的可编程控制器主要由分立元件和中小规模集成电路组成，它采用了一些计算机技术，但简化了计算机的内部电路，对工业现场环境适应性较好，指令系统简单，一般只具有逻辑运算的功能。人们把它称之为可编程(序)逻辑控制器(ProgrammableLogicController),缩写为PLC。随着微电子技术和集成电路的发展，特别是微处理器和微计算机的迅速发展，在20世纪70年代中期，美国、日本、联邦德国等的一些厂家在可编程控制器中

7、引入了微机技术、微处理器及其他大规模集成电路芯片等，构成其核心部件，使可编程控制器具有了自诊断功能，可靠性有了大幅度提高。国外工业界在1980年正式将其命名为可编程(序)控制器(ProgrammableController)，缩写为PC。但由于这和个人计算机(PersonalComputer)的简称容易混淆，故仍把可编程控制器缩写为PLC。　　进入20世纪80年代，可编程控制器都采用了微处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)或单片机作为其核心，处理速度大大提高，增加了多种特殊功能，体积进一步减小。20世纪90年代末，PLC几乎完全计

8、算机化，速度更快，功能更