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1、电气控制与可编程序控制器应用技术（第2版）全国高等职业教育规划教材克拉玛依职业技术学院全景刘祖其谢波胡小东编著第5章PLC基础知识5.1概述5.2PLC的基本组成5.3PLC的工作原理5.4PLC的性能指标5.5PLC的分类5.6PLC的控制情况5.7PLC的市场情况5.8PLC的发展趋势5.1概述可编程序控制器综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列的优点,在机械、冶金、能源、化工、石油、交通、电力等领域中得到了越来越广泛的应用,PLC技术已经成为工业自动化控制三大技术(PL
2、C技术、机器人、计算机辅助设计与分析)支柱之一。1.可编程序控制器的定义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。它采用可编程序的存储器，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的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则进行设计。(1)可靠性高,抗干扰能力强(2)通用性强,使用方便(3)程序设计简单,容易理解和掌握(4)系统设计周期短(5)体积小,重量轻(6)适应性强2.可编程序控制器的特点3.可编程序控
3、制器的发展方向目前PLC发展方向主要有两个:一是朝着小型化、简易、廉价化、方向发展。单片机技术的发展,促进了PLC向紧凑型发展,体积减小,价格降低,可靠性不断提高。二是朝着大型、高速、标准化、系列化、智能化、高速化、大容量化、网络化方向发展,这将使PLC功能更强,可靠性更高,使用更方便,适用面更多功能方向发展。大型的PLC一般为多微处理器系统,有较大的存储能力和功能强劲的输入/输出接口。5.2PLC的基本组成5.2.1PLC的硬件组成PLC的基本组成包括硬件与软件两部分：PLC的硬件组成包括中央处理器（CPU）、存储器(RAM、ROM)、输入/输出(I/O)接口、编程设
4、备、通信接口、电源和其他一些电路组成。PLC的硬件结构框图如图5-1所示。1.中央处理单元中央处理单元(CPU)是PLC的核心部件,整个PLC的工作过程都是在中央处理器的统一指挥和协调下进行的,它的主要任务是在系统程序的控制下,完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据,最后再向被控对象送出相应的控制(驱动)信号。图5-1PLC的硬件基本结构图存储器是PLC用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量及运算数据的单元。存储器的类型有可读/写操作的随机存储器RAM和只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。在PL
5、C中，PLC的软件系统由系统程序和用户程序组成。2.存储器输入/输出(I/O)是PLC和工业控制现场各类信号连接的部件。PLC通过输入接口把工业现场的状态信息读入,输入部件接收是从开关、按钮、继电器触点和传感器等输入的现场控制信号,通过用户程序的运算与操作,对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等,把输入信号的逻辑值准确、可靠地传入PLC内部。并将这些信号转换成中央处理器能接收和处理的数字信号，把结果通过输出接口输出给执行机构。PLC通过输出接口，接收经过中央处理器处理过的输出的数字信号,并把它转换成被控制设备或显示装置所能接收的电压或电流信号,从而驱动接触器、电磁阀和指示
6、器件等。PLC的等效电路图图5-2所示。3.输入/输出接口5—2PLC的等效电路电源部件是把交流电转换成直流电源的装置,它向PLC提供所需要的高质量直流电源。可编程控制器电源包括各工作单元供电的开关稳压电源和掉电保护电源。PLC电源与普通电源相比稳定性好、抗干扰能力强。许多PLC还向外提供DC24V稳压电源，用于对外部传感器供电。4.电源模块编程器是PLC必不可少的重要外围设备。它的主要作用是进行编辑、输入用户程序、检查、调试、修改，用来监视PLC的工作状态。也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的设备。5.编程器其它
7、接口包括外存储器接口、BEPPROM写入器接口、A/D转换接口、D/A转换接口、远程通信接口、与计算机相连的接口、打印机接口、与CRT相连的接口等。6.其它接口5.2.2PLC的软件组成1.系统程序PLC的系统程序有三种类型。1）是完成系统命令解释、功能子程序调用、管理、监控、逻辑运算、通信、各种参数设定、诊断等功能。2）由PLC的制造厂家编写的，在PLC使用过程中不会变动，它和PLC的硬件组成有关，它关系到PLC的性能。3）由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。2.用户程序用户存储器是指使用者
