小型可编程控制器实用技术第2版含1CD 教学课件 作者 王兆义 上海大学自动化学院 编著 第2章.ppt

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1、第二章可编程序控制器的组成及原理第一节可编程序控制器概述一、可编程序控制器的产生二、可编程序控制器的特点三、可编程序控制器的分类四、可编程序控制器的发展第二节可编程序控制器的基本结构和工作原理一、可编程序控制器的基本结构二、可编程序控制器的编程语言三、可编程序控制器的工作原理第一节可编程序控制器概述一、可编程序控制器的产生可编程序控制器(programmablecontroller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计的。早期的可编程序控制器称作可编程逻辑控制(programmablelogiccontr

2、oller)，简称PLC，用它来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，可编程序控制器的功能已大大超过了逻辑控制的范围，所以，目前人们都把这种装置称作可编程序控制器，简称PC(国标简称可编程序控制器为PC系统)。为了避免与目前应用十分广泛的个人计算机(personalcomputer)的简称PC相混淆，所以仍将可编程序控制器简称PLC。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到20世纪70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用中、大规模甚至超大规模集成

3、电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(1EC)1987年颁布的可编程序控制器标准草案中对可编程序控制器作了如下的定义：可编程序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，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器对用户来说，是一种无触点的智能控制器，也就是说，PLC是一台工

4、业控制计算机，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用PLC；另一方面，从PLC的制造商角度看，PLC是通用控制器，适合批量生产。二、可编程序控制器的特点(一)高可靠性(二)丰富的输入输出接口模块(三)采用模块化结构(四)编程简单(五)安装简单，维修方便(一)高可靠性1)PLC所有的输入输出接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外部电路与PLC内部电路之间电气上隔离。2)PLC各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10—20ms。3)PLC各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。4)PLC采用了性

5、能优良的开关电源。5)PLC所采用的器件都进行严格的筛选和老化。6)PLC有良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。7)大型PLC还可以采用由双CPU构成的冗余系统或由3CPU构成的表决系统，使系统的可靠性进一步提高。（二）丰富的输入输出接口模块1)交流或直流；2)数字量或模拟量；3)电压或电流；4)脉冲或电位；5)强电或弱电等。PLC相应的输入输出模块与工业现场的多种器件或设备相连接。与输入模块相连的器件有按钮、行程开关、接近开关、光电开关、压力开关等；与输

6、出模块相连的设备有电磁阀、接触器、小电动机、指示灯等。为了提高PLC的功能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，PLC还有多种通信联网的通信模块。(五)安装简单，维修方便PLC可在各种工业环境下直接运行，不需要专门的机房。使用时只需将现场的各种设备和器件与PLC的输出输入接口相连接，即可组成系统并能运行。PLC的各模块上均有运行和故障指示灯，便于用户了解运行情况和查找故障。由于PLC采用模块化结构，一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。早期的PLC的主要用途是逻辑控制

7、，而现代的PLC不仅能用于逻辑控制，而且也能用于定时控制、计数控制、过程控制和数据控制、通信联网和显示打印等。(三)采用模块化结构除了厢体式的小型PLC以外，目前绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，像CPU、电源、输入输出等都采用模块化设计，由机架和电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。(四)编程简单PLC的编程大多数采用类似于继电器控制线路的梯形图格式，形象直观，易学易懂。电气工程师和具有一定知识的电工、工艺人员都可以在短期内学会，使用起来得心应手。计算机技术和传统的继电

8、器控制技术之间的隔阂在PLC上完全不存在。三、可编程序控制器的分类PLC按照输入(Input)和输出(Output)(简称I/O)的点数多少可分为如表2—1所示的五种类型。表2-1可编程序控制器规模分类表PLC按结构形式分类可分为厢体式和模块式两种。厢体式又称为单元式或整体式。厢体式PLC是将电源、CPU、I/O部件都集中装在一个机箱内，结构紧凑，体积小，价格低。一般小型