《可編程序控制器PL》ppt課件

1、第四章第四章 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)可編程序控制器的開展、特點、用途、分類、可編程序控制器的開展、特點、用途、分類、運用運用PLC控制與繼電器控制的比較控制與繼電器控制的比較PLC的硬件組成的硬件組成PLC的軟件組成的軟件組成PLC的任務原理及性能目的的任務原理及性能目的什么是PLC著名品牌PLC的開展PLC的系統(tǒng)設計分類運用領域可編程序控制器的根底知識可編程序控制器的根底知識PLCProgrammable Logic Controller可編程序邏輯控制器PC(Programmable Controller)可編程序控制器最初的PLC只具有邏輯控制功能，如今，PLC不僅能進展

2、邏輯控制，在模擬量閉環(huán)控制、運動控制、速度控制等方面得到廣泛運用?？删幊炭刂破骺删幊炭刂破鱌rogrammable ControllerPLCPLC的產(chǎn)生與開展的產(chǎn)生與開展 1968年，美國通用汽車公司GM，提出十條技術目的要求制造一種新型工業(yè)控制安裝。 (1)編程方便，現(xiàn)場可修正程序； (2)維修方便，采用模塊化構造； (3)可靠性高于繼電器控制安裝； (4)體積小于繼電器控制安裝； (5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機； (6)本錢可與繼電器控制安裝競爭； (7)可直接用115V交流輸入； (8)輸出115v，2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等； (9)通用性強，要能擴展； (10)用戶程序存

3、儲器容量可擴展到4KB。1969年美國數(shù)字設備公司年美國數(shù)字設備公司DEC研制出世界上研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車消費線公司汽車消費線上運用勝利。上運用勝利。早期的早期的PLC可以描畫為：被用于工業(yè)級，替代繼可以描畫為：被用于工業(yè)級，替代繼電控制系統(tǒng)，改動其控制邏輯時，無需大量的重電控制系統(tǒng)，改動其控制邏輯時，無需大量的重新接線和元件更改，用軟件設計替代硬接線，輸新接線和元件更改，用軟件設計替代硬接線，輸入輸出安裝可以與外部傳感器、執(zhí)行器直接銜接，入輸出安裝可以與外部傳感器、執(zhí)行器直接銜接，構造易于擴展，缺點診斷簡單，維護方便構造易于擴展，缺點診

4、斷簡單，維護方便 ?，F(xiàn)代現(xiàn)代PLC都采用微處置器都采用微處置器CPU、只讀存儲器、只讀存儲器ROM隨機存儲器隨機存儲器RAM或單片機為中心，或單片機為中心，幾乎完全計算機化，各種智能模塊不斷開發(fā)出來，幾乎完全計算機化，各種智能模塊不斷開發(fā)出來，其在工業(yè)控制中的作用越來越廣。其在工業(yè)控制中的作用越來越廣。國際電工委員會國際電工委員會(IEC) 1987對可編程控制器對可編程控制器定義：定義： 可編程控制器是一種進展數(shù)字運算的電可編程控制器是一種進展數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的運用而設計子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的運用而設計的工業(yè)控制器它采用了可編程序的存儲器，的工業(yè)控制器它采用了可編

5、程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并經(jīng)定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并經(jīng)過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的消費過程可編程控制器及其有類型機械的消費過程可編程控制器及其有關外圍設備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個關外圍設備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴展其功能的原那么設計整體、易于擴展其功能的原那么設計閱歷四個開展階段閱歷四個開展階段崛起階段崛起階段1969-1975采用位微處置采用位微處置器芯片器芯片成熟階段成熟階段1975-1979拓展了

6、模擬量控拓展了模擬量控制功能制功能通訊階段通訊階段1979-1985拓展了網(wǎng)絡通訊拓展了網(wǎng)絡通訊功能功能加速階段加速階段1985-如今如今CRT顯示功能，顯示功能，開發(fā)了開發(fā)了DCS、SCADA、FMS、ESD系統(tǒng)等系統(tǒng)等PLC的開展趨勢的開展趨勢 未來未來PLC在規(guī)模和功能上將向兩個方向在規(guī)模和功能上將向兩個方向開展：開展： 一是大型一是大型PLC向高速、大容量和高向高速、大容量和高性能方向開展性能方向開展,使其更好地成為工廠自動使其更好地成為工廠自動化系統(tǒng)的一攬子處理方案?；到y(tǒng)的一攬子處理方案。 二是開展簡易經(jīng)濟的超小型二是開展簡易經(jīng)濟的超小型PLC，采用工業(yè)規(guī)范總線，加強聯(lián)網(wǎng)通訊功能，

7、采用工業(yè)規(guī)范總線，加強聯(lián)網(wǎng)通訊功能，實現(xiàn)分散控制，集中管理，大力開發(fā)各實現(xiàn)分散控制，集中管理，大力開發(fā)各種智能模塊。種智能模塊。典型的工業(yè)控制機系統(tǒng)典型的工業(yè)控制機系統(tǒng)單片機單片機SCM工業(yè)計算機工業(yè)計算機IPC可編程控制器可編程控制器PLC集散控制系集散控制系DCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCSPLCPLC的用途與特點的用途與特點 PLC系統(tǒng)的根本特點是：可靠、方便、通系統(tǒng)的根本特點是：可靠、方便、通用、價廉。用、價廉。 1、可靠性高、抗干擾才干強、可靠性高、抗干擾才干強 PLC硬件：造件精良，電路設硬件：造件精良，電路設計獨特，模塊構造計獨特，模塊構造PLC軟件：預警系統(tǒng)軟件：預警

8、系統(tǒng)WDT，自診，自診斷系統(tǒng)斷系統(tǒng) 2、編程簡單、運用方便、編程簡單、運用方便 利用了梯形圖邏輯直觀，修正簡便。利用了梯形圖邏輯直觀，修正簡便。 3、設計、安裝容易，維護任務量少、設計、安裝容易，維護任務量少 PLC系統(tǒng)：軟件設計和硬件安裝同步進展。系統(tǒng)：軟件設計和硬件安裝同步進展。 繼電器系統(tǒng)：先軟件設計，后硬件安裝。繼電器系統(tǒng)：先軟件設計，后硬件安裝。 4、功能完善、通用性強、功能完善、通用性強 5、體積小、能耗低、體積小、能耗低 6、性能價錢比高、性能價錢比高PLC的運用目前，PLC被廣泛運用在開關量控制，順序控制及模擬量回路控制等。1開關量的邏輯控制開關量的邏輯控制 2 位置、運動控制

9、位置、運動控制 3閉環(huán)過程控制閉環(huán)過程控制4 數(shù)據(jù)處置數(shù)據(jù)處置5通訊聯(lián)網(wǎng)通訊聯(lián)網(wǎng) 實例： 交通訊號燈控制霓虹燈控制自動門開關控制密碼門開關控制1按按 IO點數(shù)分類：點數(shù)分類： IO點數(shù)小于點數(shù)小于 32為微型為微型PLC；IO點數(shù)在點數(shù)在32128為微小型為微小型PLC，以開關量控制為主。，以開關量控制為主。 IO點數(shù)在點數(shù)在128256，用戶程序存儲器容量，用戶程序存儲器容量4K以以下為小型下為小型PLC，普通以開關量控制為主。，普通以開關量控制為主。 IO點數(shù)在點數(shù)在2561024，用戶程序存儲器容量，用戶程序存儲器容量28K為中型為中型PLC； IO點數(shù)大于點數(shù)大于1024為大型為大型P

10、LC，與工業(yè)控制計算，與工業(yè)控制計算機相當；機相當； IO點數(shù)在點數(shù)在4000以上為超大型以上為超大型PLC。2按構造方式分類：按構造方式分類： 整體式整體式PLC： 又稱單元式或箱體式。將電源、又稱單元式或箱體式。將電源、CPU、I0部件都集中裝在一個機箱內。普通小部件都集中裝在一個機箱內。普通小型型PLC采用這種構造。采用這種構造。 模塊式模塊式PLC：將：將PLC各部分分成假設干個單獨的各部分分成假設干個單獨的模塊，如模塊，如 CPU模塊、模塊、I0模塊、電源模塊和各種模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成，由框架和各種模塊組成，模塊插在插座上。普

11、通大、中型模塊插在插座上。普通大、中型PLC采用模塊式采用模塊式構造。構造。繼電器控制和繼電器控制和PLC控制的比較控制的比較繼電器控制為接線程序控制，是由各種分繼電器控制為接線程序控制，是由各種分立的繼電器、接觸器、行程開關、控制按立的繼電器、接觸器、行程開關、控制按鈕等聯(lián)接而成的有觸點硬接線控制電路。鈕等聯(lián)接而成的有觸點硬接線控制電路。它的控制邏輯就在接線之中，假設需修正它的控制邏輯就在接線之中，假設需修正控制要求必需改動接線?？刂埔蟊匦韪膭咏泳€。PLC控制為存儲程序控制，控制程序放在控制為存儲程序控制，控制程序放在存儲器中，經(jīng)過修正程序來改動控制，無存儲器中，經(jīng)過修正程序來改動控制，無

12、需改動接線，控制靈敏，無觸點，可靠性需改動接線，控制靈敏，無觸點，可靠性高。已成為工業(yè)自動化的規(guī)范設備。高。已成為工業(yè)自動化的規(guī)范設備。輸入部分開關、輸入部分開關、按鈕、限位開關傳按鈕、限位開關傳感器等感器等 控制部分 由存放在存儲器中的用戶程序來實現(xiàn)多種控制功能 輸出部分 接觸器、電磁閥、指示燈等 輸入部分 開關、按鈕、限位開關傳感器等 控制部分 由用硬接線銜接繼電器、觸點等組成控制電路實現(xiàn)邏輯控制功能 輸出部分 接觸器、電磁閥、指示燈等繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)從接線邏輯到存儲邏輯從接線邏輯到存儲邏輯 PLC控制系統(tǒng)將取代繼電接觸器控制系控制系統(tǒng)將取代繼電接觸器控制

13、系統(tǒng)，但取代的是控制部分，控制系統(tǒng)信號統(tǒng)，但取代的是控制部分，控制系統(tǒng)信號的采集和驅動輸出部分依然由電氣元器件的采集和驅動輸出部分依然由電氣元器件承當。承當?？删幊炭刂破鞯挠布M成可編程控制器的硬件組成CPU存儲器電源部分輸入單元輸出單元編程器或其他設備按鈕接觸器電磁閥指示燈行程開關繼電器觸點整體型整體型CPU模塊的原理圖模塊的原理圖模塊化模塊化PLC構造構造 1根本單元根本單元 CPU模塊模塊 2擴展單元擴展單元 I/O模塊、智能模塊、智能I/O 3特殊功能模塊特殊功能模塊 各種功能模塊、通訊模各種功能模塊、通訊模塊塊 4相關設備相關設備 電源模塊電源模塊中央處置器中央處置器CPU CPU是

14、PLC的中心，擔任接納、存儲數(shù)據(jù)、執(zhí)行程序和數(shù)據(jù)輸出，以便對工業(yè)自動控制義務或過程進展控制.擔任存儲器存儲器 用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運轉數(shù)據(jù)。用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運轉數(shù)據(jù)。系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)存儲器 用戶程序存儲器用戶程序存儲器用戶存儲器用戶存儲器 功能存儲器功能存儲器I/O接口 CPU 模塊相當于系統(tǒng)的大腦，模塊相當于系統(tǒng)的大腦，I/O模塊相模塊相當于系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)絡外部當于系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)絡外部現(xiàn)場和現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。模塊的橋梁。 能輸入和輸出多種方式信號能輸入和輸出多種方式信號 數(shù)字量數(shù)字量信號和模擬量信號信號和模擬量信號 能輸入和輸出多種驅動才干的信

15、號能輸入和輸出多種驅動才干的信號 繼電器輸出型、晶體管輸出型、雙向晶閘繼電器輸出型、晶體管輸出型、雙向晶閘管輸出型管輸出型 電平轉換、電氣隔離、模數(shù)轉換電平轉換、電氣隔離、模數(shù)轉換PLCPLC的主要性能目的的主要性能目的 存儲容量 輸入輸出點數(shù) 掃描速度 編程指令的種類和數(shù)量 擴展才干 智能模塊的數(shù)量可編程控制器的軟件組成可編程控制器的軟件組成系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序 系統(tǒng)管理程序運轉管理、存儲空間管理、系統(tǒng)管理程序運轉管理、存儲空間管理、系統(tǒng)自檢系統(tǒng)自檢 用戶指令解釋程序將用戶程序翻譯成機用戶指令解釋程序將用戶程序翻譯成機器言語器言語 規(guī)范程序模塊及系統(tǒng)調用程序功能程序規(guī)范程序模塊及系統(tǒng)調用程序功能

16、程序塊塊用戶程序用戶程序 梯形圖梯形圖LAD 指令表指令表STL 功能圖功能圖SFC梯形圖編程言語的特點梯形圖編程言語的特點 可編程控制器的梯形圖程序類似于繼電可編程控制器的梯形圖程序類似于繼電器控制線路梯形圖的方式。器控制線路梯形圖的方式。 傳統(tǒng)的繼電器控制線路是經(jīng)過硬接線來傳統(tǒng)的繼電器控制線路是經(jīng)過硬接線來實現(xiàn)控制邏輯，而可編程控制器的梯形圖實現(xiàn)控制邏輯，而可編程控制器的梯形圖經(jīng)過軟件實現(xiàn)相應的控制。經(jīng)過軟件實現(xiàn)相應的控制。 梯形圖編程方法簡單，修正靈敏方便，保梯形圖編程方法簡單，修正靈敏方便，保管了繼電器控制線路籠統(tǒng)、直觀的特點。管了繼電器控制線路籠統(tǒng)、直觀的特點。PLC梯形圖言語的編程原那么梯形圖言語的編程原那么 1、梯形圖由多個梯級組成，每個線圈可構成一個梯級，每個、梯形圖由多個梯級組成，每個線圈可構成一個梯級，每個 梯級有多條支路，每個梯級代表一個邏輯方程；梯級有多條支路，每個梯級代表一個邏輯方程； 2、梯形圖中的繼電器、接點、線圈不是物理的，而是、梯形圖中的繼電器、接點、線圈不是物理的，而是 PLC存儲器中存儲器中 的位的位(1=ON；0=OFF)；編程時常開；編程時常開/常閉接點可無限次援用常閉接點可無限次援用,線圈線圈 輸出只能是一次；輸出只能是一次；3、梯形圖中流過的不是物理電流而是、梯形圖