可編程控制器概述.ppt

1、第五章 可編程序控制器概述,一、可編程控制器的定義,二、可編程控制器的產(chǎn)生,三、可編程控制器的特點(diǎn),四、可編程控制器的應(yīng)用,五、可編程控制器的發(fā)展,六、可編程控制器的類型,本章主要講解,什么是PLC？,一、可編程控制器的定義,是一種工業(yè)控制裝置,是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。,通用叫法 中文名稱為可編程控制器； 英文名稱為Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC。,一、可編程控制器的定義,1987年，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）定義： “可編程控制器是一種數(shù)

2、字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。,二、可編程控制器的產(chǎn)生,因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜,二、可編程控制器的產(chǎn)生,背景： 1968年美國(guó)通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短

3、周期。,1968年，GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； 維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； 可靠性高于繼電器控制柜； 體積小于繼電器控制柜； 成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； 可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)； 可直接使用115V交流輸入電壓； 輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等； 通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便; 能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB。,二、可編程控制器的產(chǎn)生,1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。,二、可編程控制器的產(chǎn)生,三、 可編程控制器的特點(diǎn),無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便 硬件配套齊全，

4、用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 編程簡(jiǎn)單，容易掌握 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 維修工作量小，維護(hù)方便 體積小，能耗低.,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域,五、可編程控制器的發(fā)展,高性能、高速度、大容量發(fā)展 為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重

5、要的一個(gè)性能指標(biāo)。 在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。,向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展 小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為816點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。 大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制。現(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。,五、可編程控制器的發(fā)展,大力開發(fā)智能

6、模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力 為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。 PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類： PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段； PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。 為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。,五、可編程控制器的發(fā)展,增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。 前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過(guò)PLC本身的

7、軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。 而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。,五、可編程控制器的發(fā)展,編程語(yǔ)言多樣化 在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。 除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語(yǔ)句表語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。,五、可編程控制器的發(fā)展,按I/O點(diǎn)數(shù)分 小型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC （

8、其中I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC） 中型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為中型PLC 大型PLC I/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC （其中I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC）,六、可編程控制器的類型,按結(jié)構(gòu)形式分 整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。,六、可編程控制器的類型,模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。,緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。,模塊式PLC

9、將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。,緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。,整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。,按功能分 低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 中檔PLC 具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PID控制等功能。 高檔PLC 具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算