可編程序控制器的基本知識(shí)ppt課件

1、第2章 可編程序控制器的 根本知識(shí)可編程序控制器可編程序控制器(PLC)(PLC)的歷史與的歷史與開(kāi)展開(kāi)展 2.1PLCPLC的特點(diǎn)及運(yùn)用領(lǐng)域的特點(diǎn)及運(yùn)用領(lǐng)域2.2PLCPLC的普通構(gòu)成和根本任務(wù)原理的普通構(gòu)成和根本任務(wù)原理2.3可編程序控制器的編程言語(yǔ)可編程序控制器的編程言語(yǔ)2.4PLCPLC的主要性能目的和分類的主要性能目的和分類2.52.1 可編程序控制器 PLC的歷史與開(kāi)展 2.1.1 可編程序控制器的定義 在1987年國(guó)際電工委員會(huì)IEC公布的可編程序控制器規(guī)范草案第三稿中，對(duì)可編程序控制器作如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是專門為在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì)的。 它

2、采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能經(jīng)過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或消費(fèi)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原那么設(shè)計(jì)的。 2.1.2 PLC的產(chǎn)生與開(kāi)展 這項(xiàng)新技術(shù)在工業(yè)界產(chǎn)生了宏大的影響。自誕生以來(lái)，PLC經(jīng)過(guò)了5個(gè)開(kāi)展時(shí)期。 1從1969年到20世紀(jì)70年代初期。 220世紀(jì)70年代初期到末期。 320世紀(jì)70年代末期到20世紀(jì)80年代中期。 420世紀(jì)80年代中期到20世紀(jì)90年代中期。 520世紀(jì)90年代中期至今。 2.1.3 PLC的開(kāi)展趨勢(shì) 1方便靈敏

3、和小型化 1實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 2在構(gòu)造上，一些小型機(jī)采用框架和模塊的組合方式，運(yùn)用戶方便靈敏的方式構(gòu)成所需求的系統(tǒng)。 2高功能和大型化 1對(duì)鋼鐵工業(yè)，化工業(yè)等大型企業(yè)施行消費(fèi)過(guò)程的自動(dòng)控制普通比較復(fù)雜。 2不久的未來(lái)，大型PLC會(huì)全部運(yùn)用64位芯片。2.2 PLC的特點(diǎn)及運(yùn)用領(lǐng)域 2.2.1 PLC的特點(diǎn) 1可靠性高 1大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)體由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體集成電路完成。 2制造工藝采取了抗干擾措施。 3PLC具有完善的自診斷功能。 4特殊的外殼封裝構(gòu)造。 2編程簡(jiǎn)單梯形圖言語(yǔ)是面向用戶的高級(jí)言語(yǔ)。 3通用性好 1PLC是經(jīng)過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。 2同一系列PLC，不同功能機(jī)型根本一樣，可

4、以互換。 4功能強(qiáng)大 1PLC最廣泛的運(yùn)用是對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)展邏輯運(yùn)算和順序控制，同時(shí)還可以對(duì)模擬量進(jìn)展控制。 2PLC可以控制一臺(tái)單機(jī)、一條消費(fèi)線、還可以控制一個(gè)機(jī)群，可以現(xiàn)場(chǎng)控制也可以遠(yuǎn)間隔 控制。 5體積小、功耗低 1采用半導(dǎo)體集成電路。 2設(shè)計(jì)構(gòu)造緊湊。 6設(shè)計(jì)施工周期短 2.2.2 PLC的運(yùn)用領(lǐng)域 1.開(kāi)關(guān)量的邏輯控制從十幾個(gè)到成千上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。 2.模擬量控制溫度、壓力、流量、液面高度等。 3.機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制對(duì)伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制。 4.通訊、聯(lián)網(wǎng)及集散控制可使整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)消費(fèi)自動(dòng)化。 5.數(shù)據(jù)處置較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處置普通運(yùn)用在大、中型控制系統(tǒng)。 2.3 PLC的普通構(gòu)成 和根本任務(wù)原理 2.

5、3.1 PLC的普通構(gòu)成 PLC消費(fèi)廠家很多，產(chǎn)品的構(gòu)造也各不一樣，但其根本構(gòu)成一樣，都采用計(jì)算機(jī)構(gòu)造，如圖2-1所示。 圖2-1 PLC構(gòu)造表示圖 1CPU它是PLC的中心和控制指點(diǎn)中心 1CPU經(jīng)過(guò)三總線與存儲(chǔ)器、I/O接口電路相銜接，完 成信息傳送轉(zhuǎn)換等。 2CPU的主要功能：接受輸入信號(hào)并存入存儲(chǔ)器，讀出執(zhí)行指令，將結(jié)果輸出，處置中斷懇求，預(yù)備下一條指令。 2存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：系統(tǒng)程序固化在ROM中。 1 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 2用戶程序存儲(chǔ)器 3任務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 3輸入、輸出接口電路1直流輸入電路3輸入、輸出接口電路2交流輸入電路3輸入、輸出接口電路1晶體管輸出電路3輸入、輸出接口電路2

6、雙向晶閘管輸出電路3輸入、輸出接口電路3繼電器輸出電路 4電源為保證plc可靠，大多采用開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源； 有的plc還向外部提供24v直流電源。 5外設(shè)接口 6I/O擴(kuò)展接口每臺(tái)plc都有外設(shè)端口，對(duì)稱外設(shè)接口、外接接口。它是在主機(jī)外殼上與外部設(shè)備配接口插座。經(jīng)過(guò)電纜線可配接偏移器、計(jì)算機(jī)、其他plc、打印機(jī)等。 2.3.2 PLC的根本任務(wù)過(guò)程 可編程序控制器的任務(wù)過(guò)程如圖2-4所示。 1輸入采樣：在執(zhí)行用戶程序的過(guò)程中，輸入映象存放器的形狀不變。 2程序執(zhí)行：執(zhí)行程序時(shí)所需的信號(hào)，是在輸入存放器形狀和其它一些編程原件形狀中獲得的。 3輸出刷新：輸出鎖存器的內(nèi)容要等到下一個(gè)掃描周期的輸出階段

7、才會(huì)被刷新。 圖2-4 可編程序控制器的任務(wù)過(guò)程 2.3.3 PLC的I/O滯后景象 從PLC任務(wù)過(guò)程的分析可知，PLC由于采用循環(huán)掃描的任務(wù)方式，而且對(duì)輸入和輸出信號(hào)只在每個(gè)掃描周期的I/O刷新階段集中輸入并集中輸出，所以必然會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)相對(duì)輸入信號(hào)的滯后景象。 2.4 可編程序控制器的編程言語(yǔ) 2.4.1 梯形圖言語(yǔ) 物理繼電器PLC繼電器線圈觸點(diǎn)常開(kāi)常閉SB1SB2KMKM00000010000000101000 2.4.2 助記符言語(yǔ) LD 00000 助記符言語(yǔ)包括兩部分 OR 01000 操作碼：指令 AND NOT 00001 操作數(shù)：地址或設(shè)定的值 OUT 01000 1助記

8、符言語(yǔ)類似于計(jì)算機(jī)的匯編言語(yǔ)。 2語(yǔ)句表編程言語(yǔ)不如梯形圖籠統(tǒng)、直觀，但是在運(yùn)用簡(jiǎn)易編程器輸入用戶程序時(shí)，必需采用。 3助記符言語(yǔ)與梯形圖言語(yǔ)相互對(duì)應(yīng)、相互轉(zhuǎn)換。 2.4.3 邏輯功能圖 2.4.4 高級(jí)言語(yǔ)方便的與計(jì)算機(jī)通訊聯(lián)網(wǎng)。 2.5 PLC的主要性能目的和分類2.5.1 PLC的主要性能目的 1I/O點(diǎn)數(shù)衡量PLC性能的主要目的之一。 1I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)PLC面板上的輸入、輸出端子的個(gè)數(shù)。 2PLC的I/O點(diǎn)數(shù)普通包括主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)和擴(kuò)展單元I/O點(diǎn)數(shù)。 2程序容量 3.掃描速度指執(zhí)行程序的速度。普通的掃描字字節(jié)，步所用的時(shí)間來(lái)衡量掃描速度。 用戶手冊(cè)普通給出執(zhí)行各條指令所用的時(shí)間， 可以

9、經(jīng)過(guò)比較各種執(zhí)行一樣操作所用的時(shí)間來(lái) 衡量掃描速度的快慢。 4指令條數(shù)變成指令種類及條數(shù)越多，功能越強(qiáng)。 5內(nèi)部繼電器和存放器內(nèi)部器件包括各種繼電器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等。 6特殊功能及高級(jí)模塊包括擴(kuò)展及各種功能模塊的功能擴(kuò)展。 2.5.2 PLC的分類1按構(gòu)造方式分類 1整體式構(gòu)造：小型PLC常采用 2模塊式構(gòu)造：普通大中型PLC采用 3分散式構(gòu)造：CPU、電源、存儲(chǔ)器集中放置在控制室 2按I/O點(diǎn)數(shù)分類 1微型機(jī)：I/O點(diǎn)數(shù)64點(diǎn)，程序存儲(chǔ)量1K字節(jié) 2小型機(jī)：64256點(diǎn)，程序存儲(chǔ)量3.6KB 3中型機(jī)：2562048點(diǎn)，程序存儲(chǔ)量2048點(diǎn)，程序存儲(chǔ)量13KB 3按功能分類 1低檔機(jī)：普通用于單機(jī)或小規(guī)模消費(fèi)過(guò)程。 2中檔機(jī)：小型延續(xù)消費(fèi)過(guò)程的復(fù)雜邏