电气控制与PLC第6章.ppt

第6章可编程控制器,第6章可编程控制器,概述,7.1,可编程控制器的硬件配置,7.2,S7-200系列可编程控制器简介,7.3,可编程控制器程序设计,7.4,6.1概述,ProgrammableControllerPC,ProgrammableLogicControllerPLC,PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。,PLC的四个发展阶段,第一代：用一位机开发，磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能；第二代：使用8位微处理器及半导体存储器，产品开始系列化。第三代：高性能微处理器的使用，使PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通讯方向发展。第四代：具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名副其实的多功能产品。同一时期，由PLC构成的PLC网络也得到飞速发展。,6.1.1发展历史,PLC的定义,1987年，美国电气制造协会对PLC作定义：是一种带有指令存储器和数字或模拟I/O接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。,6.1.2性能特点,1.功能丰富,（1）丰富的指令。（2）内部器件种类繁多，容量宏大。（3）丰富的外部设备。（4）可建立友好的人机界面，可与计算机链接或联网，实现信息交换。（5）具有强大的自检功能，可进行自诊断，并记录诊断结果，为维修提供方便。,2.使用方便,（1）配置、安装和维护方便。（2）编程方法简单易学。,6.1.2性能特点,3.工作可靠,PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，使之具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上。因此，PLC已被公认为最可靠的工业控制设备之一，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。,4.体积小、能耗低、性能价格比高,PLC的体积小、重量轻，PLC可以装入机械设备内部，实现机电一体化控制。对于复杂的控制系统，使用PLC后，不仅可以减少大量的中间继电器和时间继电器，而且PLC的配线比继电器控制系统的少得多，从而可以省下大量的配线和附件，在提高了系统可靠性的同时，节约了大量的费用。,6.1.2性能特点,6.1.3应用及发展趋势,1.PLC的应用,（1）开关量逻辑控制（2）模拟量、数字量控制（3）数据处理（4）通信与联网（5）监控（6）运动控制,2.PLC的发展趋势,（1）向高性能、高速度、大容量发展（2）向超小型和超大型双向发展（3）PLC编程语言的多样化和标准化（4）增强通信联网能力，控制与管理功能一体化（5）扩展模块智能化、功能完善化,6.1.3应用及发展趋势,6.2可编程序控制器的硬件配置,6.2.1基本组成,1.CPU模块,CPU模块：由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。,输入处理：从输入模块将输入信号和数据读入输入映象寄存器和数据寄存器。执行用户程序：读入和解释用户程序，完成数据的存取、传送和处理，并用运算结果更新输出映象寄存器的内容，产生相应的控制信号。输出处理：将输出映象寄存器的内容送到输出模块。,CPU模块采用扫描工作方式。,（1）微处理器CPU,通用微处理器（如8086）单片微处理器（如8031）位片式微处理器（如AND2900）,由运算器、寄存器、控制器、总线接口等功能模块组成。,小型PLC8位通用或单片微处理器；中型PLC16位通用或单片微处理器；大型PLC采用位片式微处理器。,（2）存储器,PLC的存储器有三种分类方式：,1）按介质分类随机存取存储器或称读写存储器（RAM）只读存储器（ROM）可擦除可编程序的只读存储器（EPROM）可电擦除的只读存储器（E2PROM）,2）按用途分类,系统程序存储区用户程序存储区系统RAM存储区,3）按内存的分布分类,主内存是内存的主体，也是PLC直接访问的对象；辅助内存用于存放用户程序的备份，当PLC上电初始化时，把它的内容拷贝到主内存的用户程序区，供PLC的CPU运行；存储卡配有电池，可长期保存程序。,2.输入/输出（I/O）模块,输入（Input）/输出（Output）模块简称为I/O模块。I/O模块是联系PLC的CPU模块和外部现场的桥梁。,PLC通过输入模块采集各种输入信号，并以此