下篇可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)

1、下篇 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)1第一章 可編程序控制器概論 11 PLC的由來(lái)12 PLC的國(guó)內(nèi)外狀況13 PLC的分類14 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域15 PLC的發(fā)展趨勢(shì)2PLC的由來(lái) 可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于1969年，最初只具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來(lái)取代繼電接觸器控制。 返回本節(jié)3現(xiàn)在所說的可編程序控制器PC（Programmable Controller）是1980年以來(lái)，美、日、德等國(guó)由先前的可編程序邏輯控制器PLC進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)。 4 1985年，國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)可編程序控制器作了如下規(guī)定： 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)

2、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)算等操作的命令 , 并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出 , 控制各種類型的機(jī)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)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體 , 易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)。 5PLC的分類 1. 從結(jié)構(gòu)上 可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體 型和模塊型，以及疊裝型。 2. 從規(guī)模上 按PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為小型、中 型和大型，以及超大型和超小型 。返回本節(jié)6PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的特點(diǎn)有： 1功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、 2. 可靠性高、靈活通用、使用簡(jiǎn)單 3. 體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維

3、護(hù)方便 7PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域PLC的應(yīng)用領(lǐng)域有：1. 工業(yè) 1）開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等； 2）模擬量控制，部分PLC或功能模塊具有PID控制功能，可實(shí)現(xiàn)過程控制； 3）監(jiān)控，用PLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)； 4）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。返回本節(jié)82. 其他行業(yè) 可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國(guó)防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。9第二章 PLC的組成和工作方式 PLC的組成與基本結(jié)構(gòu) PLC的程序表達(dá)方式 PLC的工作方式10組成 PLC專為工業(yè)場(chǎng)合設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由中央處理

4、器（CPU）、電源、存儲(chǔ)器、輸入/輸出部件(I/O接口)和編程器等組成。圖2.1為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。11圖2.1組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖121. 中央處理單元 各種PLC中采用的CPU通常有三種： 單片機(jī)（8031、8096、68000等） 通用微處理器（8086、80286、80386、 80486、80486DX/DX2等） 位片式微處理器（AMD2900、AMD2903等）13CPU的主要功能：1）從存儲(chǔ)器中讀取指令 2）執(zhí)行指令 3）順序取指令 4）處理中斷142. 存儲(chǔ)器 兩種存儲(chǔ)器： 1）只讀存儲(chǔ)器ROM 2）隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM按其用途分為三類： 系統(tǒng)存儲(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)

5、153. 輸入輸出部件（I/O接口部件） 輸入輸出部件是PLC與被控制對(duì)象和外部 現(xiàn)場(chǎng)傳遞信息的接口。 輸入輸出信號(hào)分為開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量，按輸入輸出信息不同的類型，各有不同結(jié)構(gòu)的I/O接口部件。16針對(duì)開關(guān)量信號(hào)的(I/O)部件 （1）輸入接口電路 通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。同時(shí)也有高電壓型和低電壓型。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。圖2.2和圖2.3分別為一種型號(hào)PLC的直流和交流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。17圖2.2 直流輸入電路圖18圖2.2描述了一個(gè)輸入點(diǎn)的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當(dāng)行程開關(guān)閉

6、合時(shí)，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對(duì)外顯示，同時(shí)進(jìn)入內(nèi)部電路，此輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像寄存器的對(duì)應(yīng)位由0變?yōu)?。光耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號(hào)19圖2.3交流輸入電路圖返回本節(jié)20 （2）輸出接口電路 結(jié)構(gòu)上有三種： 繼電器輸出 晶體管輸出 雙向晶閘管輸出21a)繼電器輸出b）晶體管輸出c）雙向晶閘管輸出22I/O部件同時(shí)具有的功能抗干擾 隔離 屏蔽 濾波電壓電流變換23輸入輸出信號(hào)的電源輸入信號(hào)：輸出信號(hào)：24針對(duì)模擬量的I/O信號(hào)： 有A/D、D/A接口和模塊 特殊功能模塊 數(shù)據(jù)通信模塊 254 編程器電源26PLC程序的表達(dá)方式1. 梯形圖 2. 語(yǔ)句表

7、3. 邏輯符號(hào)圖 4. 高級(jí)語(yǔ)言27編程語(yǔ)言 1. 梯形圖 2. 語(yǔ)句表 3. 邏輯符號(hào)圖 4. 高級(jí)語(yǔ)言 返回本章首頁(yè)28工作方式1. 循環(huán)掃描 PLC采用循環(huán)掃描工作方式，這個(gè)工作過程一般包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理。其工作過程如圖2.4所示。 圖2.4中當(dāng)PLC方式開關(guān)置于RUN（運(yùn)行）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于STOP（停止）時(shí)，不執(zhí)行后3個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信服務(wù)，如對(duì)PLC聯(lián)機(jī)或離線編程。29循環(huán)掃描工作過程內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理RUNSTOP接通電源30內(nèi)部處理階段：31通信服務(wù)階段32可編程序控制器的輸入處理、執(zhí)行用戶程序和輸出處理過程的原理如圖2.5所示。33圖2.5程序執(zhí)行原理圖34PLC循環(huán)工作周期 PLC工作依次執(zhí)行的五個(gè)階段，稱為一個(gè)掃描周期或工作周期，PLC完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。35PLC工作方式的特點(diǎn) 可變程控 循環(huán)掃描 順序執(zhí)行 集中出入 快速串行 靈活中斷362. 與計(jì)算機(jī)的異同 相同點(diǎn)：（1）基本結(jié)構(gòu)相同 （2）程序執(zhí)行原理相同 不同點(diǎn)： 兩者的不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在工作方式上。373. 與繼電接觸器系統(tǒng)的異同 相同點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。 不同點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)原理不同（2）工作方式不同返回本節(jié)38技術(shù)性能指標(biāo) 1. 外形尺寸 2. 輸入輸出點(diǎn)數(shù) 3.