可編程控制器概述

可編程控制器概述第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四課程學習內(nèi)容1.PLC基礎可編程控制器的概述，工作原理及結(jié)構(gòu)特點2.編程入門重點：熟練掌握基本邏輯指令、步進順控指令、部分功能指令，能夠編制梯形圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其相互轉(zhuǎn)化一般掌握：功能指令、特殊功能模塊2第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四課程學習內(nèi)容3.編程軟件和仿真軟件的使用三菱全系列PLC通用GXdeveloper7.0andGXsimulator6c4.實際操作

12學時的實驗課

PLC型號：三菱FX1N-40MR3第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四課程學習指導

1.學好基礎，循序漸進認真學好每一章，先基礎，后提高；先弄懂，再應用；學好前一章，再學后一章。

2.多做練習，勤學好問做好每章的練習題，勤于思考，不懂就問，互相學習，共同提高。

3.參與實踐，學用結(jié)合多用編程軟件和仿真軟件進行編程模擬。4第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四參考資料《電氣控制與PLC實訓教程》阮友德人民郵電出版社2006年10月《PLC基礎及應用》廖常初機械工業(yè)出版社2003年6月大量網(wǎng)上資源：

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。。。。。。5第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四課程考核方式閉卷考試，成績比例：1.期末成績70%：平時上課所講的理論知識、練習及實驗應用。2.平時成績（實驗、平時表現(xiàn)和期中考試成績）30%：實驗課前預習；實驗操作表現(xiàn)和實驗報告的完成情況6第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四PLC基礎及應用第一章

可編程序控制器概述第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四本章主要內(nèi)容1.1可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.2可編程序控制器的特點及主要功能1.3可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和分類1.4可編程序控制器的發(fā)展趨勢8第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四本章學習要求重點內(nèi)容：

PLC的定義、結(jié)構(gòu)、分類及主要功能了解內(nèi)容：

PLC產(chǎn)生、發(fā)展及特點難點內(nèi)容：9第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四本章主要內(nèi)容1.1可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.2可編程序控制器的特點及主要功能1.3可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和分類1.4可編程序控制器的發(fā)展趨勢10第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四一、可編程序控制器的產(chǎn)生可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.1

20世紀20年代起，控制系統(tǒng)主要是由繼電器、接觸器等，靠導線連接構(gòu)成的。其主要缺點是：設備體積大，動作速度慢，功能少，硬布線導致通用性和靈活性差。11第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四一、可編程序控制器的產(chǎn)生美國通用汽車公司(GM公司)1968年提出了研制新型控制裝置的十項指標。它實際上就是當今可編程序控制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點：(1)用計算機代替繼電器控制盤。(2)用程序代替硬件接線。(3)輸入/輸出電平可與外部裝置直接連接。(4)結(jié)構(gòu)易于擴展?？删幊绦蚩刂破鞯漠a(chǎn)生和定義1.112第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四一、可編程序控制器的產(chǎn)生

1969年，美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)上述要求研制出第一臺可編程序控制器，型號為PDP-14?？删幊绦蚩刂破鞯漠a(chǎn)生和定義1.113第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四早期的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)1980年正式將可編程序控制器命名為PC(ProgrammableController)，常將可編程序控制器簡稱為PLC。1.1可編程序控制器的產(chǎn)生和定義一、可編程序控制器的產(chǎn)生14第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四從控制功能上看，PLC經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：1.崛起階段（1969~

1975），8位微處理器芯片為CPU。2.成熟階段（1975~1979），拓展了模擬量控制功能。3.通信階段（1979~

1985），拓展了網(wǎng)絡通信功能?？删幊绦蚩刂破鞯漠a(chǎn)生和定義1.1二、可編程序控制器的發(fā)展歷史15第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四4.加速階段（1985~現(xiàn)在），通信協(xié)議標準化，具有CRT(陰極射線管顯示器)顯示功能，采用了標準的軟件系統(tǒng)，增加了高級編程語言.可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.1二、可編程序控制器的發(fā)展歷史16第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四IEC對PLC定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。1.1可編程序控制器的產(chǎn)生和定義三、可編程序控制器的定義17第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四簡單講PLC就是一部小型的工業(yè)電腦。1.1可編程序控制器的產(chǎn)生和定義三、可編程序控制器的定義18第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.1四、繼電器控制和PLC控制的比較繼電器控制為接線程序控制，是由各種分立的繼電器、接觸器、行程開關、控制按鈕等聯(lián)接而成的有觸點硬接線控制電路。它的控制邏輯就在接線之中，若需修改控制要求必須改變接線。PLC控制為存儲程序控制，控制程序放在存儲器中，通過修改程序來改變控制，無需改變接線，控制靈活，無觸點，可靠性高。已成為工業(yè)自動化的標準設備。19第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四可編程序控制器的產(chǎn)生和定義1.1四、繼電器控制和PLC控制的比較取代的是控制部分，控制系統(tǒng)信號的采集和驅(qū)動輸出部分仍然由電氣元器件承擔。輸入部分控制部分輸出部分繼電氣控制系統(tǒng)開關、按鈕、限位開關、傳感器等由用硬接線連接繼電器、觸點等組成控制電路實現(xiàn)邏輯控制功能接觸器、電磁閥、指示燈等PLC控制系統(tǒng)由存放在存儲器中的用戶程序來實現(xiàn)控制功能20第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四一、可編程序控制器的主要功能1.開關量邏輯控制：代替了繼電控制2.運動定位控制：機床、機器人、電梯3.模擬量過程控制：PID閉環(huán)控制…4.數(shù)據(jù)處理：數(shù)字運算、數(shù)據(jù)傳遞…等等。用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)。5.通訊控制：PLC之間通訊，與智能設備通信，組網(wǎng)通信可編程序控制器的主要功能及特點

1.221第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四二、可編程序控制器的特點1.通用性強，適應性好2.程序編制，簡單易學3.功能完善，配套齊全4.可靠性好，抗干擾強5.體小耗低，維修方便可編程序控制器的主要功能及特點

1.222第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

一、可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3幾種型號的PLC實物圖23第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四三菱FX系列PLC24第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四西門子PLC-S7-200西門子PLC-S7-400系統(tǒng)歐姆龍CPM1A系列PLC歐姆龍C200H系列PLC25第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

一、可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3PLC硬件主要由中央處理單元CPU、存儲器，輸入單元I、輸出單元O、電源單元、編程器、擴展接口、編程器接口和存儲器接口組成?？删幊炭刂破骶幊唐鬏敵鰡卧娫粗醒胩幚砥鰿PU系統(tǒng)程序存儲器ROM用戶程序存儲器RAM輸入單元結(jié)構(gòu)框圖26第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

一、可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3中央處理單元(CPU)：PLC的核心，它在系統(tǒng)程序控制下，完成PLC的所有工作，保證PLC的運行。存儲器：存放系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)（ROM），存放用戶程序和數(shù)據(jù)（RＡM）。輸入輸出單元：輸入各種現(xiàn)場信號，輸出現(xiàn)場控制信號。輸入部件是開關、按鈕、傳感器等。輸出部件是電磁閥、接觸器、繼電器。電源：對PLC的各工作單元供電27第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四編程器：對PLC寫入用戶程序，有編程器及編程軟件兩種28第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

二、可編程控制器的軟件組成可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3系統(tǒng)軟件：為系統(tǒng)管理程序，編譯程序和相應數(shù)據(jù)。裝入機內(nèi)ROM存儲器中，永久保存，不能更改。應用軟件：是用戶為達到某種控制目的，采用專用的編程語言自主編寫的用戶程序。并有用戶用一定手段寫入到機內(nèi)RＡM中，可以隨時進行修改和重新編寫。29第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

三、可編程控制按結(jié)構(gòu)分類

（1）整體式結(jié)構(gòu)（2）模塊式結(jié)構(gòu)（3）混合式結(jié)構(gòu)可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.330第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

三、可編程控制按結(jié)構(gòu)分類

（1）整體式結(jié)構(gòu)

它把ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ和電源均裝在一個箱體內(nèi)。結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價格低。一般的小型及超小型PLC多為整體式結(jié)構(gòu)。可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.331第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

三、可編程控制按結(jié)構(gòu)分類

（2）模塊式結(jié)構(gòu)

它把ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ和電源均做成不同模塊，根據(jù)需要組裝在框架上。組合方便、維修簡單、價格較高。可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3西門子PLC-S7-400系統(tǒng)32第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

三、可編程控制按結(jié)構(gòu)分類

（３）混合式結(jié)構(gòu)兼?zhèn)湔w式和模塊式優(yōu)點，有基本單元（為整體式ＰＬＣ）和擴展單元、功能模塊組成。應用靈活，價格便宜。為中小型ＰＬＣ普遍采用?？删幊绦蚩刂破鹘Y(jié)構(gòu)和分類1.333第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

四、按點數(shù)和功能分類可編程序控制器結(jié)構(gòu)和分類1.3（1）超小型機 ：I/O點數(shù)為64點以內(nèi)，內(nèi)存容量為256～1000字節(jié)；（2）小型機：I/O點數(shù)為64～256，內(nèi)存容量為1～3.6K字節(jié)；（3）中型機：I/O點數(shù)為256～1024，內(nèi)存容量為3.6～13K字節(jié)；（4）大型機：I/O點數(shù)為1024以上，內(nèi)存容量為13K字節(jié)以上；34第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四四、按生產(chǎn)廠家分類

可編程序控制器的分類1.3日本立石（OMRON）公司的C系列可編程序控制器；日本三菱（MITSUBISHI）公司的F、F1、F2、FX2系列可編程序控制器；日本松下（PANASONIC）電工公司的FP1系列可編程序控制器；美國通用電氣（GE）公司的GE系列可編程序控制器；美國艾倫—布拉德利（A--B）公司的PLC-5系列可編程序控制器；德國西門子（SIEMENS）公司的S5、S7系列可編程序控制器。35第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四可編程序控制器的發(fā)展趨勢

一方面向著大型化的方向發(fā)展，一方面則向著小型化的方向發(fā)展。PLC向大型化方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在大中型PLC高功能、大容量、智能化、網(wǎng)絡化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復雜系統(tǒng)進行綜合的自動控制。PLC向小型化方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在下列幾個方面：為了減小體積、降低成本，向高性能的整體型發(fā)展；在提高系統(tǒng)可靠性的基礎上，產(chǎn)品的體積越來越小，功能越來越強?？删幊绦蚩刂破鞯陌l(fā)展趨勢

1.436第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四可編程序控制器的發(fā)展趨勢

PLC總的發(fā)展趨勢是：高功能、高速度、高集成度、容量大、體積小、成本低、通信聯(lián)網(wǎng)功能強。

可編程序控制器的發(fā)展趨勢

1.437第37頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四傳送帶生產(chǎn)線控制灌裝及包裝機械木材加工電梯控制空調(diào)