PLC可編程序控制器基礎知識市公開課一等獎省賽課獲獎課件

第4章可編程序控制器基礎知識學習說明：本章是學習PLC入門知識，所以對初學者來說顯得尤其主要。重點掌握：什么是PLC？PLC與其它控制裝置區(qū)分？PLC工作機制？本章內容：

4.1概述

4.2PLC系統(tǒng)與繼電器系統(tǒng)比較

4.3PLC組成

4.4PLC工作原理

4.5PLC特點與分類

4.6PLC發(fā)展趨勢PLC可編程序控制器基礎知識第1頁4.1概述

4.1.1什么是PLC？可編程序控制器（ProgrammbleController）簡稱PC或PLC■是一個工業(yè)控制裝置

PLC是在電器控制技術和計算機技術基礎上開發(fā)出來，并逐步發(fā)展成為以微處理器為關鍵，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體新型工業(yè)控制裝置PLC可編程序控制器基礎知識第2頁4.1概述

4.1.1什么是PLC？■定義

國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標準草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義以下：“可編程控制器是一個數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采取可編程序存放器，用來在其內部存放執(zhí)行邏輯運算、次序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并經(jīng)過數(shù)字式和模擬式輸入和輸出，控制各種類型機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P外圍設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功效標準設計”。

PLC可編程序控制器基礎知識第3頁4.1概述

4.1.1什么是PLC？◆區(qū)分于普通微機控制系統(tǒng)◆區(qū)分于傳統(tǒng)控制裝置

近年來，可編程控制器發(fā)展很快，幾乎每年都推出不少新系列產(chǎn)品，其功效已遠遠超出了定義范圍。PLC可編程序控制器基礎知識第4頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展■世界上第一臺PLC

1969年由美國數(shù)字設備企業(yè)（DEC）依據(jù)美國通用汽車企業(yè)（GM）要求研制成功

◆背景：

1968年美國通用汽車企業(yè)（GM），為了適應汽車型號不停更新，生產(chǎn)工藝不停改變需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一個新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能降低重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。

PLC可編程序控制器基礎知識第5頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展

◆設計思想：吸收繼電器和計算機二者優(yōu)點☆繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復雜、不易更改、查找和排除故障困難，對生產(chǎn)工藝改變適應性差，但簡單易懂、價格廉價；☆計算機功效強大、靈活（可編程）、通用性好，但編程困難；☆采取面向控制過程、面向問題“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機人也能很快掌握使用。（梯形圖）PLC可編程序控制器基礎知識第6頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展◆70年代早期：僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等次序控制功效，只是用來取代傳統(tǒng)繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）◆70年代中期：微處理器技術應用到PLC中，使PLC不但含有邏輯控制功效，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功效◆80年代以后：伴隨大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術快速發(fā)展，16位和32位微處理器應用于PLC中，使PLC得到快速發(fā)展。PLC不但控制功效增強，同時可靠性提升，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測愈加靈活方便，而且含有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功效。PLC可編程序控制器基礎知識第7頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展◆近年來PLC發(fā)展快速

PLC集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價格比高、高可靠性特點，已成為自動化工程關鍵設備。

PLC成為具備計算機功效一個通用工業(yè)控制裝置，其使用量高居首位。

PLC成為當代工業(yè)自動化三大技術支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。PLC可編程序控制器基礎知識第8頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展就全世界自動化市場過去、現(xiàn)在和能夠預見未來而言，PLC依然處于一個關鍵地位。在最近出現(xiàn)在美國、歐洲和國內相關探討PLC發(fā)展論文中，這個結論是眾口一詞，盡管對PLC未來發(fā)展有著許多不一樣意見。

在全球經(jīng)濟不景氣時候，PLC市場銷售依然堅挺；PC控制有了引人注目標進展，但畢竟只能對高端PLC產(chǎn)品形成競爭；小型、超小型PLC發(fā)展勢頭令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。

PLC可編程序控制器基礎知識第9頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展PLC三大流派自從第一臺PLC出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了快速發(fā)展。各國PLC都有自己特色?！駳W洲：西門子（Siemens）；法國TE（Telemecanique）●美國：A-B（Allen-Bradly）、GE（GeneralElectric）

●日本：三菱電機（MitsubishiElectric）、歐姆龍（OMRON）、FUJI（日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型機性能先進，結構緊湊，價格廉價）當前國內市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品PLC可編程序控制器基礎知識第10頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展■我國PLC發(fā)展情況在70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外PLC。我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子企業(yè)、上海香島電機制造企業(yè)、廈門A-B企業(yè)等。在傳統(tǒng)設備改造和新設備設計中，PLC應用逐年增多，取得良好效果。PLC在我國應用越來越廣泛。PLC可編程序控制器基礎知識第11頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展■我國PLC發(fā)展情況當前，國內PLC生產(chǎn)廠家有30余家，并有跡象顯示，更多來自于原PLC應用技術人員準備加入到小型PLC開發(fā)行列。但在當前上市眾多PLC產(chǎn)品中，還沒有形成規(guī)?；a(chǎn)和名牌產(chǎn)品。從技術角度來看，國內外小型PLC差距正在縮小。如無錫信捷、蘭州全志等企業(yè)生產(chǎn)微型PLC已經(jīng)比較成熟，有些國產(chǎn)PLC（如和利時、科迪納）已經(jīng)擁有符合IEC標準編程軟件、支持了現(xiàn)場總線技術等。面對國際廠商數(shù)十年規(guī)?；a(chǎn)和市場管理經(jīng)驗，國內廠商更多地只停留在小批量生產(chǎn)和維系生存起步階段，離真正批量生產(chǎn)、市場化經(jīng)營乃至創(chuàng)建品牌還有很長路要走。與此同時，國產(chǎn)PLC低價優(yōu)勢也正在受到新挑戰(zhàn)。PLC可編程序控制器基礎知識第12頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展PLC可編程序控制器基礎知識第13頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展

PLC品牌分布情況原因：產(chǎn)品覆蓋范圍。排在最前三個品牌有最豐富產(chǎn)品系列，而且沒有偏重，用戶很輕易得到恰當產(chǎn)品；其它品牌如Fuji，LG則以小型和微型產(chǎn)品為主，GE和Schneider以中大型產(chǎn)品為主。即使A－B擁有出眾技術和全方面產(chǎn)品系列，不過高價格使用戶卻步。中國市場上歷史。Siemens，Mitsubishi和Omron都是在中國市場上傳統(tǒng)供給商，在很多領域占了先機，相對應是GE，Schneider（其實Modicon進入中國也比較早，但沒有完整銷售和服務體系）和LG這些以后者即使市場快速增加，但距先行者仍有一定差距。行業(yè)分布。一些品牌會側重于一些行業(yè)，如Schneider愈加重視電力行業(yè)，Rockwell在冶金行業(yè)表現(xiàn)出眾。PLC可編程序控制器基礎知識第14頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展PLC市場研究匯報表明：①作為當前國內控制市場上主流控制器，PLC市場國內參加者卻需要尷尬地面對這么一個局面，即在高達31億PLC市場總需求中，國產(chǎn)PLC不到整個市場份額1％。

②在按照I/O數(shù)量劃分市場總量中，小型PLC（256點以下）市場巨大，占據(jù)市場總額64％，而國產(chǎn)PLC市場貢獻恰恰就在小型PLC市場中。PLC可編程序控制器基礎知識第15頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展■預測：中國PLC市場在年有望翻倍在最近經(jīng)濟發(fā)展中，中國以其制造業(yè)發(fā)展迅猛及范圍廣泛為人矚目，使PLC在一些自動化領域增加超出了20%。中國PLC市場在未來5年內，將以14.1%綜合年增加率增加。PLC可編程序控制器基礎知識第16頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展流行新詞匯：可編程自動化控制器

（ProgrammableAutomationController，PAC）PAC源自于ARC咨詢集團市場調查企業(yè)，認為：“PLC相當活躍，而且發(fā)展良好，具很強生命力。然而，PLC這個工業(yè)有效工具正在許多方面不停改變，不停增加其魅力。自動化供給商正不停致力于PLC開發(fā)，以迎合市場和特殊用戶需求。功效增強促使了新系列系統(tǒng)浮出水面。PAC基于開放工業(yè)標準、具多領域功效、通用開放平臺以及高性能”。PLC可編程序控制器基礎知識第17頁4.1概述

4.1.2PLC產(chǎn)生與發(fā)展GEFanuc卻沒有絲毫猶豫，立刻接收了PAC概念，而且在漢諾威展上公開宣告，其新旗艦控制產(chǎn)品名稱為PACSystems。GEFanuc使用了這個名稱，表示了其產(chǎn)品綜合了傳統(tǒng)PLC和PC硬件優(yōu)點，含有通用編程環(huán)境。11月Rockwell宣告，其為PAC技術領導廠商，其產(chǎn)品ControlLogix和CompactLogixPLC實際上就是PAC。他認為，伴隨不停發(fā)展，PAC將采取大量方法以處理數(shù)據(jù)，并含有升級性，而在多項目控制、集成商務系統(tǒng)分析和生命周期成本管理等方面也能大踏步地前進。年是否制造商會將產(chǎn)品名稱從PLC改到PAC，還有待觀察。PLC可編程序控制器基礎知識第18頁4.1概述

4.1.3PLC應用領域

當前，PLC在國內外已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)境保護及文化娛樂等各行各業(yè)，伴隨PLC性能價格比不停提升，其應用領域不停擴大。從PLC應用類型看，大致可歸納為以下幾個方面：開關量邏輯控制運動控制過程控制（PID閉環(huán)控制）數(shù)據(jù)處理通信聯(lián)網(wǎng)（組成DCS、FCS系統(tǒng)）

PLC可編程序控制器基礎知識第19頁4.1概述

4.1.3PLC應用領域

PLC應用范圍已從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設備和機械自動控制，擴展到以下應用領域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠程維護服務系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活相關機器、與環(huán)境相關機器，而且有急速上升趨勢。值得注意是，伴隨PLC、DCS相互滲透，二者界限日趨含糊時候，PLC從傳統(tǒng)應用于離散制造業(yè)向應用到連續(xù)流程工業(yè)擴展

PLC可編程序控制器基礎知識第20頁4.2PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較

4.2.1電器控制系統(tǒng)組成PLC可編程序控制器基礎知識第21頁4.2PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較

4.2.2PLC控制系統(tǒng)組成PLC可編程序控制器基礎知識第22頁4.2PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較

4.2.3PLC等效電路例：三相異步電動機單向運行電器控制系統(tǒng)

輸入設備

輸出設備

PLC可編程序控制器基礎知識第23頁4.2PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較

4.2.3PLC等效電路三相異步電動機單向運行PLC控制系統(tǒng)輸入/輸出繼電器PLC可編程序控制器基礎知識第24頁4.2PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較

4.2.4PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)區(qū)分

①控制方法上：硬：軟②工作方式上：

并行工作方式：串行工作方式③控制速度上：

速度慢：快

④定時和計數(shù)控制上：

精度低：高

⑤可靠性和可維護性上：可靠性低：高PLC可編程序控制器基礎知識第25頁FX-PLCPLC可編程序控制器基礎知識第26頁FX0SPLC可編程序控制器基礎知識第27頁FX0NPLC可編程序控制器基礎知識第28頁FX1S/FX1NPLC可編程序控制器基礎知識第29頁FX2NPLC可編程序控制器基礎知識第30頁AnSPLC可編程序控制器基礎知識第31頁QnA/AnAPLC可編程序控制器基礎知識第32頁QnSPLC可編程序控制器基礎知識第33頁CC-LINKPLC可編程序控制器基礎知識第34頁S7-200PLC可編程序控制器基礎知識第35頁S7-300PLC可編程序控制器基礎知識第36頁S7-400PLC可編程序控制器基礎知識第37頁LOGOPLC可編程序控制器基礎知識第38頁CPLC可編程序控制器基礎知識第39頁SPPLC可編程序控制器基礎知識第40頁C200HPLC可編程序控制器基礎知識第41頁CSPLC可編程序控制器基礎知識第42頁SLC500PLC可編程序控制器基礎知識第43頁4.3PLC組成

4.3.1PLC組成概述◆PLC基本組成與普通微機系統(tǒng)類似：

是一個以微處理器為關鍵、用于控制特殊計算機◆PLC基本組成包含硬件與軟件兩部分PLC硬件：中央處理器（CPU）、存放器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等PLC軟件：系統(tǒng)程序和用戶程序PLC可編程序控制器基礎知識第44頁4.3PLC組成

4.3.1PLC組成概述編程器電源輸入單元輸出單元CPU通信接口擴展接口存放器PLC可編程序控制器基礎知識第45頁4.3PLC組成

4.3.2PLC中CPU及作用◆PLC中常采取CPU有三類：1)通用微處理器（如Z80、8086、80286等）2)單片微處理器（如8031、8096等）3)位片式微處理器(如AMD29W等)◆小型PLC：大多采取8位通用微處理器和單片微處理器，中型PLC：大多采取16位通用微處理器或單片微處理器大型PLC：大多采取高速位片式微處理器（32位）小型PLC為單CPU系統(tǒng)，中、大型PLC則大多為雙CPU或多CPU系統(tǒng)。對于雙CPU系統(tǒng)，普通一個為字處理器，普通采取8位、16位或32位處理器；另一個為位處理器，采取由各廠家設計制造專用芯片。PLC可編程序控制器基礎知識第46頁4.3PLC組成

4.3.2PLC中CPU及作用◆CPU作用：按系統(tǒng)程序賦予功效，指揮PLC有條不紊地進行工作。歸納起來主要有以下五個方面：1）接收并存放編程器或其它外設輸入用戶程序或數(shù)據(jù)2）診療電源、PLC內部電路故障和編程中語法錯誤等3）接收并存放從輸入單元（接口）得到現(xiàn)場輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)4）逐條讀取并執(zhí)行存放器中用戶程序，并將運算結果存入存放器中5）依據(jù)運算結果，更新相關標志位和輸出內容，經(jīng)過輸出接口實現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功效PLC可編程序控制器基礎知識第47頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用◆存放器作用：

在PLC中，存放器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)◆存放器類型：①可讀/寫操作隨機存放器RAM②只讀存放器ROM、PROM、EPROM和EEPROMPLC可編程序控制器基礎知識第48頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用◆系統(tǒng)程序:

系統(tǒng)程序是完成系統(tǒng)診療、命令解釋、功效子程序調用、管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)設定等功效。

系統(tǒng)程序由PLC制造廠家編寫，在PLC使用過程中不會變動，它和PLC硬件組成相關，它關系到PLC性能。

系統(tǒng)程序由制造廠家直接固化在只讀存放器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問和修改。PLC可編程序控制器基礎知識第49頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用◆用戶程序:●用戶程序是用戶依據(jù)控制對象生產(chǎn)工藝及控制要求而編制應用程序。它是由PLC控制對象要求而定，

●為了便于讀出、檢驗和修改，用戶程序普通存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以確保掉電時不會丟失信息。為了預防干擾對RAM中程序破壞，當用戶程序經(jīng)過運行正常，不需要改變，可將其固化在EPROM中。

●現(xiàn)在有許多PLC直接采取EEPROM作為用戶存放器。PLC可編程序控制器基礎知識第50頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用PLC編程語言（IEC61131-3中5種PLC基本語言）

●次序功效圖（SFC）：不但僅是一個語言，更是一個組織控制程序圖形化方式?！裉菪螆D（LD）：以圖形方式表示觸點和線圈以及特殊指令塊梯級。

●指令表（IL）：類似匯編程序基于文本語言與其相對應是LD。

●結構文本（ST）：類似Pascal基于文本語言●功能塊圖（FBD）：一個對應于線路圖圖形語言。FBD廣泛地用于過程工業(yè)。

PLC可編程序控制器基礎知識第51頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用◆工作數(shù)據(jù):

●工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常改變、經(jīng)常存取一些數(shù)據(jù)。它們存放在RAM中，以適應隨機存取要求。

●在PLC工作數(shù)據(jù)存放器中，設有存放輸入/輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等邏輯器件存放區(qū)，這些器件狀態(tài)都是由用戶程序初始設置和運行情況而確定。依據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有狀態(tài)，這部分在掉電時可保留數(shù)據(jù)存放區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。PLC可編程序控制器基礎知識第52頁4.3PLC組成

4.3.3PLC中存放器及作用◆系統(tǒng)程序和工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)絡◆在PLC產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存放器形式及容量是指用戶程序存放器?！舢擯LC提供用戶存放器容量不夠用，許多PLC還提供有存放器擴展功效。PLC可編程序控制器基礎知識第53頁4.3PLC組成

4.3.4PLC中輸入/輸出接口及作用◆輸入/輸出接口通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間連接通道?！馪LC輸入接口-----能夠檢測被控對象各種數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進行控制依據(jù)

●

PLC輸出接口-----將處理結果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目標PLC可編程序控制器基礎知識第54頁4.3PLC組成

4.3.4PLC中輸入/輸出接口及作用◆

I/O接口作用：●電平轉換功效：因為外部輸入設備和輸出設備所需信號電平是各種多樣，而PLC內部CPU處理信號是標準電平信號。

●光電隔離和濾波功效，以提升PLC抗干擾能力

●通常還有狀態(tài)指示，工作情況直觀，便于維護◆I/O接口類型：

●開關量輸入/輸出接口●模擬量輸入/輸出接口PLC可編程序控制器基礎知識第55頁4.3PLC組成

4.3.4PLC中輸入/輸出接口及作用◆開關量輸入/輸出接口

●慣用開關量輸入接口：

①直流輸入接口、②交流輸入接口、③交/直流輸入接口●慣用開關量輸出接口：

①繼電器輸出接口：響應速度慢、動作頻率低，可驅動交流或直流負載②晶體管輸出接口：響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動直流負載

③晶閘管輸出接口：響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動交流負載PLC可編程序控制器基礎知識第56頁4.3PLC組成

4.3.4PLC中輸入/輸出接口及作用◆模擬量輸入/輸出接口

●模擬量輸入接口（A/D接口）分辨率（8位、10位、12位等）、量化誤差、偏移誤差、滿刻度誤差、線性度、精度等許多PLC還有與熱電阻或熱電偶配套使用A/D接口

●模擬量輸出接口（D/A接口）分辨率（8位、10位、12位等）、精度、線性度、穩(wěn)定時間等PLC可編程序控制器基礎知識第57頁4.3PLC組成

4.3.4PLC中輸入/輸出接口及作用◆輸入/輸出（I/O）點數(shù)：●PLCI/O點數(shù)是指PLCI/O接口所能接收輸入信號個數(shù)和輸出信號個數(shù)總和。

●I/O點數(shù)是選擇PLC主要依據(jù)之一

●當I/O點數(shù)不夠時，可經(jīng)過PLCI/O擴展接口對系統(tǒng)進行擴展PLC可編程序控制器基礎知識第58頁4.3PLC組成

4.3.5PLC中通信接口及作用◆PLC配有各種通信接口與外部設備連接

●與打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印●與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來●與PLC連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤衽c計算機連接，組成多級分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結合●與人機界面（觸摸屏）連接●與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨立計算機系統(tǒng)，它有自己CPU、系統(tǒng)程序、存放器以及與PLC系統(tǒng)總線相連接口，PLC智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中止控制模塊等。

●與編程器連接PLC可編程序控制器基礎知識第59頁4.3PLC組成

4.3.6PLC中擴展接口及作用◆擴展接口（是用于連接護展單元接口）。當PLC基本單元I/O點數(shù)不能滿足要求時，可經(jīng)過擴展接口連接擴展單元以增加系統(tǒng)I/O點數(shù)PLC可編程序控制器基礎知識第60頁4.3PLC組成

4.3.6PLC中擴展接口及作用通信與擴展接口連接實例PLC可編程序控制器基礎知識第61頁4.3PLC組成

4.3.7PLC中電源及作用◆PLC配有開關式穩(wěn)壓電源，以提供內部電路使用。與普通電源相比，PLC電源穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。所以，對于電網(wǎng)提供電源穩(wěn)定度要求不高，普通允許電源電壓在其額定值±15%范圍內波動?！粼S多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。◆電源容量PLC可編程序控制器基礎知識第62頁4.3PLC組成

4.3.8PLC編程器及作用◆編程器作用：是編輯、調試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進行人機對話。它是開發(fā)、應用、維護PLC不可缺乏設備。簡易編程器專用編程器◆編程器智能編程器

通用編程系統(tǒng)：PC上配專用編程軟件包PLC可編程序控制器基礎知識第63頁4.3PLC組成

4.3.8PLC編程器及作用PLC可編程序控制器基礎知識第64頁4.3PLC組成

4.3.8PLC寫入器及作用◆寫入器:是用來將用戶程序固化到EPROM存放器中一個PLC外部設備?！魹榱耸拐{試好用戶程序不易丟失，經(jīng)慣用EPROM寫入器將PLC內RAM保留到EPROM中。PLC可編程序控制器基礎知識第65頁4.4PLC工作原理PLC可編程序控制器基礎知識第66頁4.4PLC工作原理

4.4.1掃描工作方式★當PLC運行時，需要進行眾多操作★而PLCCPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，每一刻只能執(zhí)行一個操作。PLC可編程序控制器基礎知識第67頁4.4PLC工作原理

4.4.1掃描工作方式★處理方法：采取分時操作原理

★因為CPU運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)結果似乎是同時完成。

★這種分時操作方法稱為掃描工作方式

PLC可編程序控制器基礎知識第68頁4.4PLC工作原理

4.4.1掃描工作方式★比如：用戶程序執(zhí)行（用戶程序掃描工作過程）

掃描是從第一條程序開始，在無中止或跳轉控制情況下，按程序存放次序先后，逐條執(zhí)行執(zhí)行程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，并周而復始地重復進行。PLC可編程序控制器基礎知識第69頁4.4PLC工作原理

4.4.2PLC掃描工作過程

檢驗CPU等內部硬件，對監(jiān)視定時器（WDT）復位以及其它工作與其它智能裝置（如編程器、計算機等）實現(xiàn)通信

按次序對全部輸入端狀態(tài)進行采樣，并存入對應存放器對用戶程序掃描執(zhí)行，并將結果存入對應存放器將存放器中與輸出相關狀態(tài)，轉到輸出鎖存器，輸出驅動外部負載

PLC可編程序控制器基礎知識第70頁4.4PLC工作原理

4.4.2PLC掃描工作過程

★整個過程包含內部處理、通信服務、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段★整個過程掃描執(zhí)行一遍所需時間稱為掃描周期★掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長短相關?！锝?jīng)典值為1～100msPLC可編程序控制器基礎知識第71頁4.4PLC工作原理

4.4.3PLC執(zhí)行程序過程PLC可編程序控制器基礎知識第72頁4.4PLC工作原理

4.4.4PLC掃描工作方式特點★集中采樣：

在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)采樣只在輸入處理階段進行。當PLC進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。★集中輸出：

在用戶程序中假如對輸出結果屢次賦值，則最終一次有效。在一個掃描周期內，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象存放器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保留在輸出映象存放器中。PLC可編程序控制器基礎知識第73頁4.4PLC工作原理

4.4.4PLC掃描工作方式特點★提升了抗干擾能力，增強了系統(tǒng)可靠性

PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設備隔離，從根本上提升了系統(tǒng)抗干擾能力，增強了系統(tǒng)可靠性。

PLC可編程序控制器基礎知識第74頁4.4PLC工作原理

4.4.4PLC掃描工作方式特點★降低了系統(tǒng)響應速度

PLC輸入／輸出響應滯后：當PLC輸入端輸入信號發(fā)生改變到PLC輸出端對該輸入改變作出反應，需要一段時間。對普通工業(yè)控制，這種滯后是完全允許。

注意：這種響應滯后不但是因為PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口濾波步驟帶來輸入延遲和輸出接口中驅動器件動作時間帶來輸出延遲，還與程序設計相關。

PLC可編程序控制器基礎知識第75頁★

對于小型PLC:

I/O點數(shù)較少、用戶程序較短普通采取集中采樣、集中輸出工作方式

★而對于大中型PLC:

I/O點數(shù)較多，控制功效強，用戶程序較長，為提升系統(tǒng)響應速度，采取定時采樣、定時輸出方式或中止輸入、輸出方式以及采取智能I/O接口等各種方式4.4PLC工作原理

4.4.4PLC掃描工作方式特點PLC可編程序控制器基礎知識第76頁4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類

PLC普通可從其I/O點數(shù)、結構形式和功效三方面進行分類：

PLC可編程序控制器基礎知識第77頁

4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類（按I/O點數(shù)分類）依據(jù)PLCI/O點數(shù)，PLC分為小型、中型和大型三類。1）小型PLCI/O點數(shù)為256點以下為小型PLC（其中I/O點數(shù)小于64點為超小型或微型PLC）2）中型PLCI/O點數(shù)為256點以上、2048點以下為中型PLC3）大型PLCI/O點數(shù)為2048以上為大型PLC（其中I/O點數(shù)超出8192點為超大型PLC）這個分類界限不是固定不變，它隨PLC發(fā)展而改變。PLC可編程序控制器基礎知識第78頁4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類（按結構形式分類）

依據(jù)PLC結構形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。1）整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內，含有結構緊湊、體積小、價格低特點。整體式PLC由不一樣I/O點數(shù)基本單元（又稱主機）和擴展單元組成?；締卧獌扔蠧PU、I/O接口、與I/O擴展單元相連擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連接口等。擴展單元內只有I/O和電源等，沒有CPU?；締卧蛿U展單元之間普通用扁平電纜連接。整體式PLC普通還可配置特殊功效單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功效得以擴展。小型PLC普通采取這種整體式結構。PLC可編程序控制器基礎知識第79頁4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類（按結構形式分類）2）模塊式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個單獨模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有含在CPU模塊中）以及各種功效模塊。模塊式由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板插座上。這種模塊式PLC特點是配置靈活，可依據(jù)需要選配不一樣模塊組成一個系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC普通采取模塊式結構。PLC可編程序控制器基礎知識第80頁4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類（按結構形式分類）3）疊裝式PLC

還有一些PLC將整體式和模塊式特點結合起來。

疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，而且各模塊能夠一層層地疊裝。這么，不但系統(tǒng)能夠靈活配置，還可做得體積小巧。

PLC可編程序控制器基礎知識第81頁4.5PLC分類及特點

4.5.1PLC分類（按功效分類）

1）低級PLC

含有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診療、監(jiān)控等基本功效，還可有少許模擬量輸入／輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功效。主要用于邏輯控制、次序控制或少許模擬量控制單機系統(tǒng)

2）中等PLC

含有低級PLC功效外，含有較強模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功效。有些還增設中止、PID控制等功效

3）高檔PLC

含有中等機功效外，增加帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功效函數(shù)運算、制表及表格傳送等。高檔PLC機含有更強通信聯(lián)網(wǎng)功效，可用于大規(guī)模過程控制或組成份布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。PLC可編程序控制器基礎知識第82頁4.5PLC分類及特點

4.5.2PLC特點

PLC技術之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化客觀需要外，主要是因為它含有許多獨特優(yōu)點。它很好地處理了工業(yè)領域中普遍關心可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。①可靠性高、抗干擾能力強

②編程簡單、使用方便

③功效完善、通用性強

④設計安裝簡單、維護方便

⑤體積小、重量輕、能耗低PLC可編程序控制器基礎知識第83頁4.5.2PLC特點

①可靠性高、抗干擾能力強可靠性高、抗干擾能力強是PLC最主要特點之一。PLC平均無故障時間可達幾十萬個小時。★硬件方面：I/O接口采取采取光電隔離，有效地抑制了外部干擾源影響；對供電電源及線路采取各種形式濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對CPU等主要部件采取良好導電、導磁材料進行屏蔽，以降低空間電磁干擾；對有些模塊設置了聯(lián)鎖保護、自診療電路等?！镘浖矫妫翰扇呙韫ぷ鞣绞?，降低了外界干擾；設有故障檢測和自診療程序，能對系統(tǒng)硬件電路等故障實現(xiàn)檢測和判斷；當由干擾引發(fā)故障時，能馬上將當前主要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定讀寫操作，一旦正常后，便可恢復到故障發(fā)生前狀態(tài)，繼續(xù)原來工作。PLC可編程序控制器基礎知識第84頁4.5.2PLC特點

②編程簡單、使用方便當前，各種PLC都采取梯形圖語言為第一編程語言，是，它是一個面向生產(chǎn)、面向用戶編程語言。梯形圖與電器控制線路圖相同，形象、直觀，不需要掌握計算機知識，很輕易讓廣大工程技術人員掌握。當生產(chǎn)流程需要改變時，能夠現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活。同時，PLC編程器操作和使用也很簡單。這也是PLC取得普及和推廣主要原因之一。許多PLC還針對詳細問題，設計了各種專用編程指令及編程方法，深入簡化了編程。PLC可編程序控制器基礎知識第85頁4.5.2PLC特點

③功效完善、通用性強當代PLC不但含有邏輯運算、定時、計數(shù)、次序控制等功效，而且還含有A/D和D/A轉換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功效。同時，因為PLC產(chǎn)品系列化、模塊化，有品種齊全各種硬件裝置供用戶選取，能夠組成滿足各種要求控制系統(tǒng)。P