PLC技術(shù)及應(yīng)用（歐姆龍機(jī)型）第3版 課件 第一章 可編程序控制器基礎(chǔ)(第三版)

第一章可編程序控制器基礎(chǔ)

可編程序控制器可編程序（ProgrammableLogicController）簡(jiǎn)稱為PLC。是一種集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新型的自動(dòng)控制裝置，具有功能強(qiáng)、可靠性高、操作靈活、編程簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車、電力、輕工、環(huán)保、電梯等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活，受到廣大用戶的歡迎和重視。內(nèi)容提要

本章在介紹PLC的發(fā)展、流派、特點(diǎn)、基本構(gòu)成等概況的同時(shí)，著重介紹PLC的等效電路、工作原理以及技術(shù)規(guī)格與類別。第一節(jié)PLC概述第二節(jié)PLC的基本構(gòu)成及工作原理第三節(jié)PLC的技術(shù)規(guī)格與分類一、PLC的發(fā)展簡(jiǎn)史1968年，美國(guó)通用汽車公司提出招標(biāo)要求。第一節(jié)PLC概述

1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；

2）維護(hù)方便，最好是插件式；

3）可靠性高于繼電器控制柜；

4）體積小于繼電器控制柜；

5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；

6）在成本上可與繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)；

7）輸入可以是交流115V（美國(guó)電網(wǎng)電壓為110V）；

8）輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；

9）在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需作很小變更；

10）用戶程序至少能擴(kuò)展到4K以上。GM10條

20世紀(jì)70年代初開始的近四十年里，PLC

已發(fā)展成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。

1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司按招標(biāo)要求完

成了研制工作。二、PLC的定義（1982年11月、1985年1月和1987年2月國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一、二、三稿）1.是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)2.為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)3.采用計(jì)算機(jī)的軟硬件結(jié)構(gòu)4.達(dá)到各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的控制目的三、PLC的流派

按地域分為三種流派：1.美國(guó)的PLC：如羅克韋爾(Rockwell)公司（包括AB公司）產(chǎn)品，通用電氣（GE）產(chǎn)品。2.歐洲的PLC：如西門子（Siemens)公司產(chǎn)品，施耐德(Schneider)公司的產(chǎn)品。如歐姆龍（OMRON）公司的產(chǎn)品，三菱（Mitsubishi)公司的產(chǎn)品。3.日本的PLC：四、PLC控制與繼電器控制的區(qū)別繼電器控制電路KMKMSB1SB2PLC梯形圖0.000.0110.0010.00控制電路比較(3)輸入、輸出邏輯關(guān)系基本一致(1)圖形符號(hào)基本類似(2)結(jié)構(gòu)形式基本相同相同點(diǎn)(1)組成器件不同(2)觸點(diǎn)情況不同(3)工作電流不同(4)接線方式不同(5)工作方式不同繼電器控制：I/O邏輯關(guān)系是由實(shí)際的布線實(shí)現(xiàn)；PLC控制：I/O邏輯關(guān)系是由存儲(chǔ)在PLC內(nèi)的用戶程序（梯形圖）實(shí)現(xiàn)。不同點(diǎn)五、PLC的主要優(yōu)點(diǎn)1.編程簡(jiǎn)單2.可靠性高3.通用性好4.功能強(qiáng)5.易于遠(yuǎn)程監(jiān)控

6.設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試周期短六、PLC的應(yīng)用

水處理交通能源等領(lǐng)域（1）邏輯控制（2）位置控制和運(yùn)動(dòng)控制（3）過(guò)程控制（4）監(jiān)控系統(tǒng)（5）集散控制七、PLC的發(fā)展趨勢(shì)

向控制與管理功能一體化方向發(fā)展向小型化、低成本、簡(jiǎn)單易用方向發(fā)展向網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、多功能方向發(fā)展向編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展第二節(jié)PLC的基本構(gòu)成及工作原理一、PLC的基本構(gòu)成

系統(tǒng)程序用戶程序編程器存儲(chǔ)器輸入口CPU輸出口通信口系統(tǒng)總線電源軟件系統(tǒng)基本單元硬件系統(tǒng)CPU存儲(chǔ)器總線I/O口通信接口編程器電源擴(kuò)展設(shè)備……系統(tǒng)軟件用戶軟件硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)FRKMKMAFU2SB2SB1BSB1SB2FR24VCOM0.000.02PLCCOM10.000.01輸入模塊輸出模塊LNBAQSFU1KMFRM3~L3L2L1NFU2KMFU3拆除原控制回路安裝PLC接入輸入元件接入輸出元件對(duì)PLC供電編寫程序（梯形圖）寫入PLCPLC控制實(shí)例

二、PLC控制的等效電路輸入元件負(fù)載SB1SB2FRKM負(fù)載電源PLC內(nèi)部控制電路（用戶程序）等效輸出繼電器0.00PLCCOMDC24V0.000.010.020.010.0210.0010.0010.00COM等效輸入繼電器END三、PLC的工作原理（一）PLC的工作方式

*PLC的掃描周期與用戶程序的長(zhǎng)短和該P(yáng)LC的掃描速度緊密相關(guān)。PLC一次掃描的過(guò)程，包括公共處理、執(zhí)行程序、掃描周期計(jì)算處理、I/O刷新、外設(shè)端口服務(wù)共五個(gè)階段，其所需時(shí)間稱為一個(gè)工作周期（或掃描周期）。初始化（1）公共處理（2）執(zhí)行程序（3）掃描周期計(jì)算處理（4）I/O刷新（5）外設(shè)端口服務(wù)異常正常警告異常否是無(wú)有（二）I/O信號(hào)傳遞的滯后現(xiàn)象(1)I/O信號(hào)的傳遞過(guò)程讀寫讀寫20000010000100000000輸入映像寄存器元件映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入端子輸入電路輸出電路從PLC的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化，到PLC輸出端對(duì)該變化做出響應(yīng)，需要一段響應(yīng)時(shí)間。最小I/O響應(yīng)時(shí)間=輸入ON延時(shí)+掃描時(shí)間+輸出ON延時(shí)I/O刷新I/O刷新執(zhí)行指令/其他處理掃描時(shí)間PLC輸入觸點(diǎn)輸入濾波輸出鎖存器輸出觸點(diǎn)執(zhí)行指令/其他處理掃描時(shí)間輸入ON延時(shí)輸出ON延時(shí)I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)現(xiàn)象一：PLC輸入／輸出響應(yīng)的滯后現(xiàn)象：最大I/O響應(yīng)時(shí)間=輸入ON延時(shí)+掃描時(shí)間×2+輸出ON延時(shí)I/O響應(yīng)時(shí)間I/O刷新I/O刷新執(zhí)行指令/其他處理掃描時(shí)間PLC輸入觸點(diǎn)輸入濾波輸出鎖存器輸出觸點(diǎn)執(zhí)行指令/其他處理掃描時(shí)間輸入ON延時(shí)輸出ON延時(shí)I/O刷新執(zhí)行指令/其他處理掃描時(shí)間響應(yīng)現(xiàn)象二：

輸入濾波器有時(shí)間常數(shù)

輸出電路存在滯后

循環(huán)掃描工作方式(2)I/O信號(hào)傳遞滯后的原因四、PLC的工作模式1）程序模式（PROGRAM）程序模式是程序的停止?fàn)顟B(tài)，PLC的初始設(shè)定、程序傳送、程序檢查、強(qiáng)制置位／復(fù)位等程序執(zhí)行前的準(zhǔn)備，要在該模式下進(jìn)行。2）監(jiān)視模式（MONITOR）

監(jiān)視模式是程序的執(zhí)行狀態(tài)，可進(jìn)行聯(lián)機(jī)編輯、強(qiáng)制置位／復(fù)位、I/O存儲(chǔ)器的當(dāng)前值變更等操作。試運(yùn)行時(shí)的調(diào)整等可在該模式下進(jìn)行。3）運(yùn)行模式（RUN）

運(yùn)行模式為程序的執(zhí)行狀態(tài)。第三節(jié)PLC的技術(shù)規(guī)格與分類一、PLC的一般技術(shù)規(guī)格

電源電壓允許電壓范圍消耗功率沖擊電流絕緣電阻耐壓抗干擾性

抗振動(dòng)耐沖擊環(huán)境溫度環(huán)境濕度環(huán)境氣體狀況保存溫度電源保持時(shí)間

二、PLC的基本技術(shù)性能

輸入/輸出控制方式

編程語(yǔ)言

指令長(zhǎng)度

指令種類

掃描速度

程序容量

中斷處理

模擬量

特殊功能模塊

內(nèi)部繼電器種類及數(shù)量

最大I/O點(diǎn)數(shù)三、PLC的分類1．按I/O總點(diǎn)數(shù)分

256、2048、小型、中型、大型2．按組成結(jié)構(gòu)分

整體式、模塊式3．按功能分