微机控制技术王用伦课件 第12章 IPC与PLC.ppt

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1、第12章工业控制机与可编程控制器学习目标：1.掌握工控机的硬件与软件组成。2.了解工控机中总线技术和模板化结构相辅相成的功能特点.3.认识总线式工控机的系统组成与主要模板。4.掌握可编程控制器的结构组成.5.了解可编程控制器的编程语言、工作过程和功能特点。6.认识S7-200系列PLC的系统组成与主要模块。返回总目录本章主要内容引言12.1工控机结构组成12.2工控机总线结构12.3工控机功能特点12.4IPC产品简介12.5PLC结构组成12.6PLC编程语言12.7PLC工作过程12.8PLC功能特点12.9PLC产品简介本章小结

2、思考题引言在采用计算机控制系统的工业生产过程中，特别是对于具有一定规模的工程项目而言，出于可靠性实时性好、功能丰富配套完善与扩充灵活开发周期短的考虑，人们更愿意选用专用于工业控制的现成的通用控制计算机。工业控制机IPC与可编程控制器PLC是应用十分广泛但结构显著不同的两种计算机控制系统。它们不仅在中小型控制系统中担当主要控制装置，而且还可以作为大型网络控制系统中最基层的一种控制单元。12.1工控机结构组成12.1.1硬件组成12.1.2软件组成12.1.1硬件组成为了提高IPC的通用性、灵活性和扩展性，IP的各部件均采用模板化结构，即

3、在一块无源的并行底板总线上，插接多个功能模板即组成了一台IPC的硬件装置。其硬件组成框图如图11-1所示，除了构成计算机基本系统的CPU、RAM/ROM主机、人机接口、系统支持、磁盘系统、通信接口板外，还有AI、AO、DI、DO等数百种工业I/O接口板可供选择。其选用的各个模板彼此通过内部总线相连，而由CPU通过总线直接控制数据的传送和处理。下面分别介绍各个组成部分。图12-1IPC的硬件组成框图1．内部总线和外部总线内部总线是IPC内部各组成部分进行信息传送的公共通道，是一组信号线的集合。常用的内部总线有PC总线、STD总线，以及V

4、ME总线和MULTIbus等总线。外部总线是IPC与其它计算机或智能设备进行信息传送的公共通道。常用的外部总线有RS-232C、RS-485和IEEE－488通信总线等。2．主机板主机板由中央处理器（CPU）、内存储器（RAM、ROM）等部件组成，它是IPC的核心3．人-机接口人机接口是人与计算机交流的一种外设。它由标准的PC键盘、鼠标、显示器和打印机等组成。4．系统支持板IPC的系统支持板主要包括如下部分：（1）程序运行监视系统，即看门狗定时器：当系统出现异常时能使系统自动恢复运行。（2）电源掉电检测：其目的是为了及时检测到电源掉电

5、后，立即保护当时的重要数据和各寄存器的状态。（3）保护重要数据的后备存储器：采用带有后备电池的SRAM、NOVRAM、EEPROM，能在系统掉电后保证数据不丢失。（4）实时日历时钟：用于定时自动执行某些控制功能和自动记录某个控制是在何时发生的。5．磁盘系统磁盘系统有半导体虚拟磁盘以及通用的软磁盘和硬磁盘。6．通信接口通信接口是IPC和其它计算机或智能外设的接口，常用的接口有RS－232C、RS-485和IEEE－488等接口。7．输人输出模板输入输出模板是IPC和生产过程之间信号传递和变换的连接通道。它包括模拟量输入（AI或A/D）模

6、板、模拟量输出（AO或D/A）模板，数字量输入（DI）模板、数字量输出（DO）模板等种类。由于输入或输出均涉及到生产现场被控参数的种类、个数、精度、干扰等等，因而其该类模板是系统中性能差异最大、品种类型最多、也是用户选择最为丰富的一种。在前几章（第2、3、4、8章）讨论过的接口电路技术就是此类模板的构成基础，也是选用这类模板性能指标的理论依据。12.1.2软件组成工控机的硬件构成了工业控制机系统的设备基础，要真正实现生产过程的计算机控制，必须为硬件提供或研制相应的计算机软件，即把人的知识逻辑与控制思维加入计算机中，才能实现控制任务。在

7、工业控制系统中，软件可分为系统软件、工具软件和应用软件三大部分，有时也将工具软件归于系统软件。1．系统软件系统软件用来管理IPC的资源，并以简便的形式向用户提供服务，包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序等，其中操作系统是系统软件最基本的部分，如MS-DOS和Windows等系统软件。2.工具软件工具软件是技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序等，借以提高软件生产效率，改善软件产品质量。3．应用软件应用软件是系统设计人员针对某个生产过程现时编制的控制和管理程序，它往往

8、涉及应用领域的专业知识。它包括过程输入程序、过程控制程序、过程输出程序、人一机接口程序、打印显示程序和控制程序等。当今工业自动化的发展趋势是计算机控制技术的控制与管理一体化，以便适应不断变化的市场需求。而工业控制的应用软