第一章 PLC簡介

1、可編程控制器原理及應(yīng)用可編程控制器原理及應(yīng)用 點長動控制電路 （主電路+控制電 路） 繼電器控制 PLC控制 繼電器控制 電力基礎(chǔ)電力基礎(chǔ) （模電、數(shù)電、電工）（模電、數(shù)電、電工） 計算機（單片機）計算機（單片機） 變頻器：模擬量變頻器：模擬量 伺服伺服 人機界面（）人機界面（） 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 順序控制方式順序控制方式 有觸點繼電器控制方式有觸點繼電器控制方式 無觸點繼電器控制方式無觸點繼電器控制方式 微型計算機控制方式微型計算機控制方式 有觸點繼電器控制方式有觸點繼電器控制方式 從電氣控制引入PLC 無觸點繼電器控制方式無觸點繼電器控制方式 使用不多！使用不多！ 微型計算機控制方式微型計

2、算機控制方式 第一章第一章 PLC的概述的概述 .1 PLC的簡史及定義的簡史及定義 .2 PLC的特點的特點 .3 PLC的應(yīng)用的應(yīng)用 . PLC的發(fā)展前景的發(fā)展前景 .1 PLC的簡史及定義的簡史及定義 1.1. 產(chǎn)生產(chǎn)生 繼電器控制繼電器控制 用弱電信號控制強電信號。用弱電信號控制強電信號。 優(yōu)點：優(yōu)點：簡單、易懂、價格便宜。簡單、易懂、價格便宜。 缺點：缺點：故障查找與排除非常困難、改造工期長、故障查找與排除非常困難、改造工期長、 費用高費用高。 PLC是在什么(單片機,機器人,工業(yè)電腦,繼電器)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā) 展起來? GMGM首先提出首先提出【可編程序控制器可編程序控制器】設(shè)想設(shè)

3、想 1 1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序； 2 2）維護方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；）維護方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； 3 3）可靠性高于繼電器控制柜；）可靠性高于繼電器控制柜； 4 4）體積小于繼電器控制柜；）體積小于繼電器控制柜； 5 5）成本可與繼電器控制柜競爭；）成本可與繼電器控制柜競爭； 6 6）可將數(shù)據(jù)直接送入計算機；）可將數(shù)據(jù)直接送入計算機； 7 7）可直接使用）可直接使用115V115V交流輸入電壓；交流輸入電壓； 8 8）輸出采用）輸出采用115V115V交流電壓，能直接驅(qū)動電磁交流電壓，能直接驅(qū)動電磁 閥、交流接觸器等負(fù)載；閥、交流接觸器等負(fù)載； 9 9）通

4、用性強，擴展方便；）通用性強，擴展方便； 1010）能存儲程序，存儲器容量可以擴展到）能存儲程序，存儲器容量可以擴展到4KB.4KB. 1969年年DEC研制出世界上第一臺可編程序控制器研制出世界上第一臺可編程序控制器 從上述10項指標(biāo)可以看出，它實際上就是當(dāng)今可編程序控 制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點： (1) 用計算機代替繼電器控制盤。 (2) 用程序代替硬件接線。 (3) 輸入/輸出電平可與外部裝置直接連接。 (4) 結(jié)構(gòu)易于擴展。 .1 PLC的簡史及定義的簡史及定義 可編程序控制器的定義可編程序控制器的定義 1985年1月，國際電工委員會（IEC）定義： 可編程序

5、控制器是：一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為 在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(P2)。 它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運 算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通 過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生 產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè) 控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。 一部數(shù)字電子計算機若是用來執(zhí)行PC的功能，亦被視同為PC， 但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。 可編程序控制器簡稱 v Programmable Controller PC Personal Computer PC vProgrammable Logic

6、 Controller PLC(P2) 二、的發(fā)展二、的發(fā)展 年，美國研制出世界上第一臺年，美國研制出世界上第一臺 以后，日本、德國、法國相繼研制出自己以后，日本、德國、法國相繼研制出自己 的。的。 年代中期，進入實用化階段。年代中期，進入實用化階段。 年代末和年代初，進入成年代末和年代初，進入成 熟階段。熟階段。 、的國外狀況（、的國外狀況（P5） 美國：美國： 著名廠家：（著名廠家：（llenradley）艾倫布拉）艾倫布拉 德利公司，莫迪康公司等德利公司，莫迪康公司等 歐洲：歐洲： 西門子（西門子（siemens）于年研制出第一臺。）于年研制出第一臺。 日本：日本： 年，日本從美國引進技

7、術(shù)，由日立公司年，日本從美國引進技術(shù)，由日立公司 研制成功第一臺。研制成功第一臺。 著名廠家：三菱電機（）、歐姆龍著名廠家：三菱電機（）、歐姆龍 （）等（）等 美國、歐洲：大中型美國、歐洲：大中型 日本：中小型日本：中小型 我國市場：西門子、三菱、歐姆龍我國市場：西門子、三菱、歐姆龍 、的國內(nèi)狀況、的國內(nèi)狀況(P3) 和利時公司：和利時公司：HOLLIAS LK和和LM系列系列 矩形公司：矩形公司：ATCS PPC系列系列 匯川公司：匯川公司：H2U系列系列 嘉華公司：嘉華公司：JH200系列系列 .2 PLC的特點的特點 1 1、可靠性高、抗干擾能力強、可靠性高、抗干擾能力強 平均無故障時間

8、一般可達(dá)平均無故障時間一般可達(dá)1010萬小時左右；萬小時左右；PLCPLC采采 取了軟硬件措施來提高其可靠性。取了軟硬件措施來提高其可靠性。 2 2 、編程簡單，操作方便、編程簡單，操作方便 提供了多種面向用戶的語言，如常用的梯形圖、提供了多種面向用戶的語言，如常用的梯形圖、 指令語句表和控制系統(tǒng)流程圖等。指令語句表和控制系統(tǒng)流程圖等。 、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便 4 4 、 體積小，能耗低體積小，能耗低 .3 PLC的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 開關(guān)量邏輯控制 自動生產(chǎn)線、機床電氣控制、沖壓機械、鑄造機械、運輸 帶、包裝機、飛剪等

9、控制 運動控制 金屬切削機床、金屬成形機械、裝配機器人、電梯等。 閉環(huán)過程控制 溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 數(shù)據(jù)處理 數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。 通信聯(lián)網(wǎng) PLC與遠(yuǎn)程I/O、PLC之間、PLC與其它智能控制器之間。 PLC的應(yīng)用的應(yīng)用 .3 PLC的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 早期早期 邏輯控制為主邏輯控制為主 Programmable Logical Controller Programmable Controller 本義本義 現(xiàn)代現(xiàn)代PLCPLC絕不意味著只有邏輯控制的功能，它是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了絕不意味著只有邏輯控制的功能，它是一

10、種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了 計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝 置；具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu)置；具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu) 點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使PLCPLC廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于 各種工業(yè)領(lǐng)域。各種工業(yè)領(lǐng)域。 PLC發(fā)展前景發(fā)展前景 .3 PLC的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 v1、高性能、高速度、大容量發(fā)展 l多CPU結(jié)構(gòu)

11、l高性能、流水RISC結(jié)構(gòu)CPU(32位機) l增加智能控制功能 l支持組態(tài)設(shè)計 v2、大力發(fā)展微型PLC,不斷增強微型PLC的功能 l掌上PLC l高性能 l支持多種編程方式 .3 PLC的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 v3、PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)化 IEC1131-3 (IEC 1994年5月公布) l順序功能圖（SFC） l梯形圖 l功能塊圖 l指令表 l結(jié)構(gòu)文本 v4、PLC與其它工業(yè)控制器產(chǎn)品相互融合 l與個人計算機PC l集散控制系統(tǒng)DCS l計算機數(shù)控CNC v5、大力開發(fā)智能I/O模塊 模擬量I/O、高速計數(shù) 輸入、中斷輸入、機 械運動控制、熱電偶 輸入、條形碼閱讀器、 多路BC

12、D輸入/輸出、 模糊控制器、PID回路 控制、通信模塊 v6、PLC與現(xiàn)場總線 相結(jié)合 l基金會現(xiàn)場總 線（Foundation Fieldbus） lProfiBus(過程 現(xiàn)場總線) lLonWorks （局域操作網(wǎng)絡(luò)） lCAN（控制器 局域網(wǎng)絡(luò)） lHART（可尋 址遠(yuǎn)程變送器數(shù) 據(jù)通路協(xié)議）協(xié) 議 傳統(tǒng)的現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng) 基于現(xiàn)場總線的現(xiàn)場級與車間級自動化系統(tǒng) v7、增強通信聯(lián)網(wǎng)能力 FX1S / FX1N FX2N/FX2N C FX3U/FX3U C QnA / AnA S7-400 S7-200 S7-300 LOGO C s CH200 CS SLC500 繼電器控制 PCC中集成了PLC、IPC和大型計算機的各自優(yōu)點，為工控界提 供了高水平的控制平臺。設(shè)計時能提供面向工業(yè)的專業(yè)化、標(biāo) 準(zhǔn)