PLCCH01PLC概述

1、Date: 2022-3-16 Page: 1第五章 可編程序控制器概述 Date: 2022-3-16 Page: 2v什么是什么是PLCPLC？一、可編程控制器的定義一、可編程控制器的定義 是一種是一種工業(yè)控制裝置工業(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，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)、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。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。v通用叫法通用叫法中文名稱為中文名稱為可編程控制器可編程控制器；英文名稱為英文名稱為

2、Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱PLCPLC。Date: 2022-3-16 Page: 3一、可編程控制器的定義一、可編程控制器的定義v 19871987年，國(guó)際電工委員會(huì)（年，國(guó)際電工委員會(huì)（IECIEC）定義定義： “可編程控制器是一種可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)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)。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)、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)

3、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?？删幍妮斎牒洼敵?，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)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)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。 Date: 2022-3-16 Page: 4二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生v因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜Date: 2022-3-16 Page: 5二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生v

4、背景：背景：19681968年美國(guó)通用汽車公司年美國(guó)通用汽車公司（GMGM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到新型工業(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，以繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。降低成本，縮短周期。 Date: 2022-3-16 Page: 6v19681968年，年，GMGM公司提出公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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；編程

5、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)；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；可靠性高于繼電器控制柜； 體積小于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜； 成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；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)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)； 可直接使用可直接使用115V115V交流輸入電壓；交流輸入電壓； 輸出采用輸出采用115V115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；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)展到能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB4KB。二、可編程控制

6、器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生Date: 2022-3-16 Page: 7v 19691969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺(tái)可編程控制器，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)。并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生Date: 2022-3-16 Page: 8三、三、 可編程控制器的特點(diǎn)可編程控制器的特點(diǎn)v 無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) v 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便v 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)v 編程簡(jiǎn)單，容易掌握

7、編程簡(jiǎn)單，容易掌握 v 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少v 維修工作量小，維護(hù)方便維修工作量小，維護(hù)方便v 體積小，能耗低體積小，能耗低. . Date: 2022-3-16 Page: 9四、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Date: 2022-3-16 Page: 10四、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Date: 2022-3-16 Page: 11四、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Date: 2022-3-16 Page: 12四、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Date: 2022-3-16

8、 Page: 13四、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Date: 2022-3-16 Page: 14四、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Date: 2022-3-16 Page: 15四、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Date: 2022-3-16 Page: 16四、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Date: 2022-3-16 Page: 17四、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Date: 2022-3-16 Page: 18四、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Date: 2022-3-16

9、 Page: 19五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展v高性能、高速度、大容量發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展為了提高為了提高PLCPLC的處理能力，要求的處理能力，要求PLCPLC具有更好的響應(yīng)速具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLCPLC的掃描速度可的掃描速度可達(dá)達(dá)0.1ms/k0.1ms/k步左右。步左右。PLCPLC的掃描速度已成為很重要的一的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。個(gè)性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的在存儲(chǔ)容量方面，有的PLCPLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為最高可達(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)器或硬了擴(kuò)大

10、存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。盤。 Date: 2022-3-16 Page: 20v向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展小型小型PLCPLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置由整體結(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)的超小型微型超小型微型PLCPLC，最小配置的，最小配置的I/OI/O點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)數(shù)為8 81616點(diǎn)，以點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。 大型化是指大中型大型化是指大中型PLC PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)向大容量、智能

11、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、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?，F(xiàn)已有復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制。現(xiàn)已有I/OI/O點(diǎn)數(shù)達(dá)點(diǎn)數(shù)達(dá)1433614336點(diǎn)的超大型點(diǎn)的超大型PLCPLC，其使用，其使用3232位微處理器，多位微處理器，多CPUCPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。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)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: 2022-3-16 Page: 21v大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力大力開發(fā)智能模塊，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)出許多功能模為滿足各

12、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)程塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/OI/O模塊、模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。通信和人機(jī)接口模塊等。PLCPLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類：的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類： PLCPLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLCPLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段； PLCPLC與計(jì)與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。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，為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLCPLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商生產(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)。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)。

13、五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: 2022-3-16 Page: 22v增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLCPLC控制系統(tǒng)的故障中，控制系統(tǒng)的故障中，CPUCPU占占5%5%，I/OI/O接口占接口占15%15%，輸入設(shè)備占，輸入設(shè)備占45%45%，輸出設(shè)備占，輸出設(shè)備占30%30%，線，線路占路占5%5%。前二項(xiàng)共前二項(xiàng)共20%20%故障屬于故障屬于PLCPLC的內(nèi)部故障，它可通過(guò)的內(nèi)部故障，它可通過(guò)PLCPLC本本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。而其余而其余80%80%的故障屬于的故

14、障屬于PLCPLC的外部故障。的外部故障。PLCPLC生產(chǎn)廠家都生產(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，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。進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: 2022-3-16 Page: 23v編程語(yǔ)言多樣化編程語(yǔ)言多樣化在在PLCPLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLCPLC的編程語(yǔ)言也越的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)除了大多數(shù)PLCPLC使用的使用的梯形圖梯形圖、語(yǔ)句表語(yǔ)句表語(yǔ)言外，為了適語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各

15、種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程步進(jìn)編程語(yǔ)語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的言、面向過(guò)程控制的流程圖流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（級(jí)語(yǔ)言（BASICBASIC、C C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是互補(bǔ)與發(fā)展是PLCPLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。進(jìn)步的一種趨勢(shì)。五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: 2022-3-16 Page: 24v按按I/OI/O點(diǎn)數(shù)分點(diǎn)數(shù)分微型微型PLCPLC 小型小型PLCPLC 中型中型PLCPLC 大型大型PLCPLC六、可編程控制器的類型六、可編程控制器的

16、類型按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類模塊式模塊式整體式整體式分散式分散式Date: 2022-3-16 Page: 25Date: 2022-3-16 Page: 26v按功能分按功能分 低檔低檔PLCPLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控具有邏輯運(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。送和比較、通信等功能。 中檔中檔PLCPLC 具有低檔具有低檔PLCPLC功能外，增加模擬量輸入功能外，增加模擬量輸入/ /輸出、算術(shù)運(yùn)輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制

17、轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/OI/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、等功能。有些還增設(shè)中斷、PIDPID控制等功能。控制等功能。 高檔高檔PLCPLC 具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、制表及表格位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、制表及表格傳送等。高檔傳送等。高檔PLCPLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。 Date: 2022-3-16 Page: 27按用途分類按用途分類順序邏輯控制順序邏輯控制 閉環(huán)過(guò)程

18、控制閉環(huán)過(guò)程控制多級(jí)分布式多級(jí)分布式集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)數(shù)字控制數(shù)字控制機(jī)器人控制機(jī)器人控制 Date: 2022-3-16 Page: 28七、可編程控制器的特點(diǎn)七、可編程控制器的特點(diǎn) 編程簡(jiǎn)單，易于掌握編程簡(jiǎn)單，易于掌握 功能完善，靈活方便功能完善，靈活方便 體積小、質(zhì)量輕、功耗低體積小、質(zhì)量輕、功耗低 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化Date: 2022-3-16 Page: 29七、可編程控制器的特點(diǎn)七、可編程控制器的特點(diǎn)與繼電器邏輯控制的比較 P9Date: 2022-3-16 Page: 30輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)（輸出點(diǎn)數(shù)（I/O點(diǎn)數(shù)