第一章-PLC概述課件

第1章可編程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可編程控制器的分類。2.掌握模塊式和整體式PLC各自特點。3.掌握PLC的主要特點與應用領域。4.了解PLC的發(fā)展趨勢。第1章可編程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可編程第1章可編程控制器（PLC）概述概述

PLC是60年代末發(fā)展起來的一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電控制技術和計算機控制技術融為一體，被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制。傳統(tǒng)的繼電接觸控制具有結構簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。但這類控制裝置體積大，耗電較多，功能少，特別是靠硬件連接構成系統(tǒng)，接線復雜，通用性和靈活性差。第1章可編程控制器（PLC）概述概述它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公司為了適應汽車型號不斷翻新的需要，對生產(chǎn)線上的控制設備提出了新的要求，為此設想：把計算機的功能完善、通用靈活等優(yōu)點和繼電接觸控制簡單易懂等優(yōu)點結合起來，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的靈活性。并要求把計算機的編程方法和程序輸入方法加以簡化，使得不熟悉計算機的人也能方便使用。但這一時期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，邏輯運算，計時、計數(shù)、故稱為可編程邏輯控制器簡稱PLC（ProgrammableLogicalController）。1.1可編程控制器的由來它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公進入80年代，隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，它具有數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能和可以進行模擬量控制、位置控制，特別是遠程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱為可編程控制器（ProgrammableController）簡稱PC,但為了與個人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱為PLC。目前PLC已廣泛應用于冶金、礦業(yè)、機械、輕工等領域，加速了機電一體化的進程。進入80年代，隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展1.按硬件結構三菱PC基本單元外形根據(jù)硬件結構的不同，可以將PLC分為整體型、模塊式和疊裝式。

整體式將CPU模塊、IO模塊及電源裝于一個機箱內(nèi)，結構非常緊湊。體積小，價格低，小型PLC一般采用整體式結構。

模塊式PLC用搭積木的方式組成系統(tǒng)，大、中型PLC和部分小型PLC采用模塊式結構。

疊裝式吸取了整體式和模塊式的優(yōu)點，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和深度相同，但寬度不同，它們之間通過扁平電纜連接，使用特別方便。1.2可編程控制器的分類三菱PC基本單元外形根據(jù)硬件結構的不同，可以將PLC分為整體1單元式結構圖2.2.1單元式結構的PLC1單元式結構圖2.2.1單元式結構的PLC2模塊式結構圖2.2.2模塊式結構PLC的結構2模塊式結構圖2.2.2模塊式結構PLC的結構3疊裝式結構前者結構緊湊、安裝方便、體積小巧，易于與被控設備組合成一個整體，但由于每個單元的I/O點數(shù)有一定的搭配關系，有時配置的系統(tǒng)輸入點或輸出點不能充分利用，加之各單元尺寸大小不一致，因此不易安裝整齊。而后者無論是輸入還是輸出點數(shù)均可靈活配置，又易于構成較多點數(shù)的大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)，且尺寸統(tǒng)一、安裝整齊，但是尺寸較大，難于與小型設備聯(lián)成一體。為此有些PLC生產(chǎn)廠家開發(fā)出疊裝式結構，將二者的優(yōu)點結合起來。疊裝式結構的CPU、電源、I/O等單元也是各自獨立的模塊，但它們相互的連接安裝不需要用基板，僅用電纜連接即可，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可以將體積做得小巧。3疊裝式結構前者結構緊湊、安裝方便、體積

2.按I/O點數(shù)分小型PLC：入出總點子數(shù)256中型PLC：入出總點子數(shù)256~2048大型PLC：入出總點子數(shù)>20483.按功能分低檔機中檔機高檔機1.2可編程控制器的分類2.按I/O點數(shù)分小型PLC：入出總點子數(shù)2563.按1.用于邏輯控制這是PLC的基本功能，也是最廣泛的應用，如機車的電氣控制、包裝機械的控制、電梯的控制等。2.用于模擬量的控制

PLC通過模擬量I/O模塊，實現(xiàn)模數(shù)轉換，并對模擬量進行控制。如閉環(huán)系統(tǒng)的過程控制、位置控制和速度控制。2.用于工業(yè)機器人的控制

PLC作為一種工業(yè)控制器，適用于工業(yè)機器人。如自動生產(chǎn)線上有多個自由度的機器人控制。1.3可編程控制器的主要功能和特點主要功能1.用于邏輯控制這是PLC的基本功能，也是最4.用于位置控制 較高檔次的PLC都有位置控制模塊，用于控制步進電動機或伺服電動機，實現(xiàn)對各種機械的運動控制及位置控制。5.用于監(jiān)控系統(tǒng)用PLC可以構成監(jiān)控系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過程。6.用于分布式控制系統(tǒng)高檔次的PLC都有聯(lián)網(wǎng)功能，通過聯(lián)網(wǎng)可以將PLC與PLC、PLC與上位機連接起來構成多級分布式控制系統(tǒng)。1.3可編程控制器的主要功能和特點主要功能4.用于位置控制 較高檔次的PLC都有位置控制模塊，用于控制2.PLC的主要特點(1)可靠性高，抗干擾能力強。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。(2)編程簡單，使用方便。目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖編程語言，沿用了繼電接觸控制的一些圖形符號，直觀清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結構，可以靈活地組態(tài)以適應不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣泛的工業(yè)通用性。

2.PLC的主要特點(1)可靠性高，抗干擾能力強。由于采(4)縮短設計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標準化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應的模塊進行組合設計，同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時PLC還具有故障檢測和顯示功能，使故障處理時間縮短。(5)體積小，易于實現(xiàn)機電一體化。PLC體積小，重量輕，便十安裝。的結構緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。(4)縮短設計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品1.2可編程控制器的發(fā)展概況1.2可編程控制器的發(fā)展概況目前PLC主要生產(chǎn)廠商艾默生西門子三菱羅克維爾歐姆龍LG施耐德富士通用GE松下臺灣和利時安控蘭州全志南京嘉華（民營）南京亞銳（臺資）杭州機床電器廠國外：國內(nèi)：目前PLC主要生產(chǎn)廠商艾默生臺灣國外：國內(nèi)：1.

向高速度、大存儲容量方向發(fā)展2.向多品種方向發(fā)展3.編程語言多樣化4.發(fā)展智能模塊5.加強聯(lián)網(wǎng)和通信功能1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢1.向高速度、大存儲容量方向發(fā)展1.2可編程控制器的發(fā)展最新動態(tài)：軟PLC的出現(xiàn)1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢最新動態(tài)：軟PLC的出現(xiàn)1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢什么是PLC?PLC是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。它主要用于順序控制，只能實現(xiàn)邏輯運算。因此，被稱為可編程邏輯控制器（Programmablelogiccontroller，略寫PLC)隨著電子技術、計算機技術的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為可編程控制器（Programmablecontroller，略寫PC)。為區(qū)別于PersonalComputer(PC)，故沿用PLC

這個略寫。小結：什么是PLC?PLC是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。

PLC

（ProgrammableLogicController

）

繼電技術集成芯片技術 計算機技術 通信技術

繼電技術

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展，電氣自動化技術不斷更新，繼電接觸式控制系統(tǒng)代替了人工操作，是組成PLC的基礎集成芯片技術

大規(guī)模集成電路、芯片的發(fā)展（MCU\CPLD）等的發(fā)展為PLC提供了很好的實現(xiàn)方式計算機技術

計算機通訊技術使得PLC由單個控制方式變成了系統(tǒng)管理。

理論基礎：自動控制系統(tǒng)原理

小系統(tǒng)——單個PLC：各種開關模擬輸入輸出量采集控制大系統(tǒng)——將各種自動化設備信息聯(lián)系起來系統(tǒng)運作繼電技術第1章可編程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可編程控制器的分類。2.掌握模塊式和整體式PLC各自特點。3.掌握PLC的主要特點與應用領域。4.了解PLC的發(fā)展趨勢。第1章可編程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可編程第1章可編程控制器（PLC）概述概述

PLC是60年代末發(fā)展起來的一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電控制技術和計算機控制技術融為一體，被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制。傳統(tǒng)的繼電接觸控制具有結構簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。但這類控制裝置體積大，耗電較多，功能少，特別是靠硬件連接構成系統(tǒng)，接線復雜，通用性和靈活性差。第1章可編程控制器（PLC）概述概述它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公司為了適應汽車型號不斷翻新的需要，對生產(chǎn)線上的控制設備提出了新的要求，為此設想：把計算機的功能完善、通用靈活等優(yōu)點和繼電接觸控制簡單易懂等優(yōu)點結合起來，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的靈活性。并要求把計算機的編程方法和程序輸入方法加以簡化，使得不熟悉計算機的人也能方便使用。但這一時期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，邏輯運算，計時、計數(shù)、故稱為可編程邏輯控制器簡稱PLC（ProgrammableLogicalController）。1.1可編程控制器的由來它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公進入80年代，隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，它具有數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能和可以進行模擬量控制、位置控制，特別是遠程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱為可編程控制器（ProgrammableController）簡稱PC,但為了與個人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱為PLC。目前PLC已廣泛應用于冶金、礦業(yè)、機械、輕工等領域，加速了機電一體化的進程。進入80年代，隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展1.按硬件結構三菱PC基本單元外形根據(jù)硬件結構的不同，可以將PLC分為整體型、模塊式和疊裝式。

整體式將CPU模塊、IO模塊及電源裝于一個機箱內(nèi)，結構非常緊湊。體積小，價格低，小型PLC一般采用整體式結構。

模塊式PLC用搭積木的方式組成系統(tǒng)，大、中型PLC和部分小型PLC采用模塊式結構。

疊裝式吸取了整體式和模塊式的優(yōu)點，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和深度相同，但寬度不同，它們之間通過扁平電纜連接，使用特別方便。1.2可編程控制器的分類三菱PC基本單元外形根據(jù)硬件結構的不同，可以將PLC分為整體1單元式結構圖2.2.1單元式結構的PLC1單元式結構圖2.2.1單元式結構的PLC2模塊式結構圖2.2.2模塊式結構PLC的結構2模塊式結構圖2.2.2模塊式結構PLC的結構3疊裝式結構前者結構緊湊、安裝方便、體積小巧，易于與被控設備組合成一個整體，但由于每個單元的I/O點數(shù)有一定的搭配關系，有時配置的系統(tǒng)輸入點或輸出點不能充分利用，加之各單元尺寸大小不一致，因此不易安裝整齊。而后者無論是輸入還是輸出點數(shù)均可靈活配置，又易于構成較多點數(shù)的大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)，且尺寸統(tǒng)一、安裝整齊，但是尺寸較大，難于與小型設備聯(lián)成一體。為此有些PLC生產(chǎn)廠家開發(fā)出疊裝式結構，將二者的優(yōu)點結合起來。疊裝式結構的CPU、電源、I/O等單元也是各自獨立的模塊，但它們相互的連接安裝不需要用基板，僅用電纜連接即可，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可以將體積做得小巧。3疊裝式結構前者結構緊湊、安裝方便、體積

2.按I/O點數(shù)分小型PLC：入出總點子數(shù)256中型PLC：入出總點子數(shù)256~2048大型PLC：入出總點子數(shù)>20483.按功能分低檔機中檔機高檔機1.2可編程控制器的分類2.按I/O點數(shù)分小型PLC：入出總點子數(shù)2563.按1.用于邏輯控制這是PLC的基本功能，也是最廣泛的應用，如機車的電氣控制、包裝機械的控制、電梯的控制等。2.用于模擬量的控制

PLC通過模擬量I/O模塊，實現(xiàn)模數(shù)轉換，并對模擬量進行控制。如閉環(huán)系統(tǒng)的過程控制、位置控制和速度控制。2.用于工業(yè)機器人的控制

PLC作為一種工業(yè)控制器，適用于工業(yè)機器人。如自動生產(chǎn)線上有多個自由度的機器人控制。1.3可編程控制器的主要功能和特點主要功能1.用于邏輯控制這是PLC的基本功能，也是最4.用于位置控制 較高檔次的PLC都有位置控制模塊，用于控制步進電動機或伺服電動機，實現(xiàn)對各種機械的運動控制及位置控制。5.用于監(jiān)控系統(tǒng)用PLC可以構成監(jiān)控系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過程。6.用于分布式控制系統(tǒng)高檔次的PLC都有聯(lián)網(wǎng)功能，通過聯(lián)網(wǎng)可以將PLC與PLC、PLC與上位機連接起來構成多級分布式控制系統(tǒng)。1.3可編程控制器的主要功能和特點主要功能4.用于位置控制 較高檔次的PLC都有位置控制模塊，用于控制2.PLC的主要特點(1)可靠性高，抗干擾能力強。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。(2)編程簡單，使用方便。目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖編程語言，沿用了繼電接觸控制的一些圖形符號，直觀清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結構，可以靈活地組態(tài)以適應不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣泛的工業(yè)通用性。

2.PLC的主要特點(1)可靠性高，抗干擾能力強。由于采(4)縮短設計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標準化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應的模塊進行組合設計，同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時PLC還具有故障檢測和顯示功能，使故障處理時間縮短。(5)體積小，易于實現(xiàn)機電一體化。PLC體積小，重量輕，便十安裝。的結構緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。(4)縮短設計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品1.2可編程控制器的發(fā)展概況1.2可編程控制器的發(fā)展概況目前PLC主要生產(chǎn)廠商艾默生西門子三菱羅克維爾歐姆龍LG施耐德富士通用GE松下臺灣和利時安控蘭州全志南京嘉華（民營）南京亞銳（臺資）杭州機床電器廠國外：國內(nèi)：目前PLC主要生產(chǎn)廠商艾默生臺灣國外：國內(nèi)：1.

向高速度、大存儲容量方向發(fā)展2.向多品種方向發(fā)展3.編程語言多樣化4.發(fā)展智能模塊5.加強聯(lián)網(wǎng)和通信功能1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢1.向高速度、大存儲容量方向發(fā)展1.2可編程控制器的發(fā)展最新動態(tài)：軟PLC的出現(xiàn)1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢最新動態(tài)：軟PLC的出現(xiàn)1.2可編程控制器的發(fā)展趨勢什么是PLC?PLC是一種專門