第一章可编程控制器概述

1、1传送带生产线控制传送带生产线控制灌装及包装机械灌装及包装机械木材加工木材加工电梯控制电梯控制空调控制空调控制纺织机械纺织机械印刷机械印刷机械三菱系列PLC西门子系列PLC欧姆龙系列PLC1、可编程序控制器应用技术可编程序控制器应用技术廖常初廖常初 重庆大学出版重庆大学出版社社 20072、PLC基础及应用基础及应用 廖常初廖常初 机械工业出版社机械工业出版社 2003年年3、FX系列系列PLC编程及应用编程及应用廖常初廖常初 机械工业出版社机械工业出版社 20054、三菱三菱PLC与变频器控制电路识图自学通与变频器控制电路识图自学通 郑凤翼郑凤翼 电子工业出版社电子工业出版社5、PLC技术与

2、应用理实一体化教程技术与应用理实一体化教程高安邦等高安邦等 机械机械工业出版社工业出版社其它参考资料其它参考资料 第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 第第2章章 FX系列系列PLC的工作原理及硬件结构的工作原理及硬件结构 第第3章章 FX系列系列PLC程序设计基础程序设计基础 第第4章章 开关量控制系统梯形图设计方法开关量控制系统梯形图设计方法 第第5章章 FX系列系列PLC应用指令应用指令1. 理解工作原理，掌握理解工作原理，掌握FX系列系列PLC的结构特点的结构特点2. 编程入门编程入门熟练掌握熟练掌握FX系列系列PLC的的基本指令基本指令、步进顺控指令步进顺控指令、部分应部

3、分应用指令用指令，并能够熟练的利用，并能够熟练的利用经验法经验法编制中等复杂程度的梯编制中等复杂程度的梯形图，形图，熟练的绘制熟练的绘制顺序功能图顺序功能图掌握顺序功能图到梯形图的掌握顺序功能图到梯形图的转换转换FX系列系列PLC编程软件和仿真编程软件和仿真软件的使用软件的使用另外，了解另外，了解FX系列系列PLC应用指令、通信功能及多种工作方式应用指令、通信功能及多种工作方式的编程方法的编程方法3. 利用三菱利用三菱FX1N-40MR 独立完成独立完成6个实验的设计个实验的设计闭卷考试，成绩比例：闭卷考试，成绩比例：1. 期末成绩期末成绩70%：平时上课所讲的理论知识、练习、：平时上课所讲的

4、理论知识、练习、作业及实验。作业及实验。2. 平时成绩平时成绩30% （实验、平时表现和期中考试成（实验、平时表现和期中考试成绩）绩）：实验课前预习；实验操作表现和实验报告的：实验课前预习；实验操作表现和实验报告的完成情况完成情况第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述第第1 1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述1.1 PLC的定义、产生及发展状况的定义、产生及发展状况1.2 PLC的功能及特点的功能及特点1.3 PLC的结构和分类的结构和分类第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述掌握掌握PLC的定义、结构、分类及主要功能的定义、结构、分类及主要功能了解了解PLC产生

5、、发展及特点产生、发展及特点本章学习要求本章学习要求第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 可编程序控制器是一种数字运算操作的可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。简单讲简单讲PLC就是一部小型

6、的工业电脑。就是一部小型的工业电脑。1.1 PLC的定义、产生及发展趋势的定义、产生及发展趋势一、一、IEC对对PLC定义定义：第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述二、二、PLC的产生的产生20世纪世纪20年代的继电控制系统年代的继电控制系统1968年研制新型控制装置的提出年研制新型控制装置的提出1969第一台可编程序控制器产生第一台可编程序控制器产生可编程序控制器的四个发展阶段可编程序控制器的四个发展阶段第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述二、二、PLC的产生的产生20世纪世纪20年代的继电控制系统年代的继电控制系统1968年研制新型控制装置的提出年研制新型控制装置的

7、提出1969第一台可编程序控制器产生第一台可编程序控制器产生可编程序控制器的四个发展阶段可编程序控制器的四个发展阶段硬接线，体积大，硬接线，体积大，动作慢，功能少，动作慢，功能少，通用性和灵活性通用性和灵活性差差第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 美国通用汽车公司美国通用汽车公司(GM公司公司) 1968年提年提出了研制新型控制装置的十项指标。它实际出了研制新型控制装置的十项指标。它实际上就是当今可编程序控制器最基本的功能。上就是当今可编程序控制器最基本的功能。将它们归纳一下，其核心为以下四点：将它们归纳一下，其核心为以下四点：(1) 用计算机代替继电器控制盘。用计算机代替继电器

8、控制盘。(2) 用程序代替硬件接线。用程序代替硬件接线。 (3) 输入输入/输出电平可与外部装置直接连接。输出电平可与外部装置直接连接。(4) 结构易于扩展。结构易于扩展。第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述二、二、PLC的产生的产生20世纪世纪20年代的继电控制系统年代的继电控制系统1968年研制新型控制装置的提出年研制新型控制装置的提出1969第一台可编程序控制器产生第一台可编程序控制器产生可编程序控制器的四个发展阶段可编程序控制器的四个发展阶段第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述美国数字设备公司（美国数字设备公司（DEC）PDP-14第第1章章 可编程序控制器概述

9、可编程序控制器概述继电器控制为继电器控制为接线程序控制接线程序控制，是由各种分立的继电，是由各种分立的继电器、接触器、行程开关、控制按钮等联接而成的器、接触器、行程开关、控制按钮等联接而成的有有触点硬接线控制电路触点硬接线控制电路。它的。它的控制逻辑就在接线之中控制逻辑就在接线之中，若需修改控制要求必须改变接线。若需修改控制要求必须改变接线。PLCPLC控制为控制为存储程序控制存储程序控制，控制程序放在存储器中，控制程序放在存储器中，通过通过修改程序修改程序来改变控制，无需改变接线，控制灵来改变控制，无需改变接线，控制灵活，无触点，可靠性高。已成为工业自动化的标准活，无触点，可靠性高。已成为工

10、业自动化的标准设备。设备。继电器控制和继电器控制和PLC控制的比较控制的比较第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述输入部分输入部分控制部分控制部分输出部分输出部分继电气继电气控制系控制系统统开关、按开关、按钮、限位钮、限位开关、传开关、传感器等感器等由用硬接线连接由用硬接线连接继电器、触点等继电器、触点等组成控制电路实组成控制电路实现逻辑控制功能现逻辑控制功能接触器、接触器、电磁阀、电磁阀、指示灯等指示灯等PLC控控制系统制系统由存放在存储器由存放在存储器中的用户程序来中的用户程序来实现控制功能实现控制功能第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述二、二、PLC的产生的产生20

11、世纪世纪20年代的继电控制系统年代的继电控制系统1968年研制新型控制装置的提出年研制新型控制装置的提出1969第一台可编程序控制器产生第一台可编程序控制器产生可编程序控制器的迅速发展可编程序控制器的迅速发展第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述三、三、PLC的发展状况的发展状况从控制功能上看，从控制功能上看，PLC经历了四个发展阶段：经历了四个发展阶段：1.崛起阶段崛起阶段（1969 1975），），8位微处理器芯片为位微处理器芯片为CPU。2.成熟阶段成熟阶段（1975 1979），拓展了模拟量控制功能。），拓展了模拟量控制功能。3.通信阶段通信阶段（1979 1985），拓展了

12、网络通信功能。），拓展了网络通信功能。4.加速阶段加速阶段（1985 现在），通信协议标准化，具有现在），通信协议标准化，具有CRT(阴极射线管显示器阴极射线管显示器)显示功能，显示功能，采用了标准的软采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言件系统，增加了高级编程语言.PLC的发展阶段的发展阶段第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述早期的早期的PLC是只能实现逻辑运算，被称为可编程是只能实现逻辑运算，被称为可编程逻辑控制器（逻辑控制器（Programmable logic controller，PLC )1980年正式将可编程序控制器命名为年正式将可编程序控制器命名为PC (Prog

13、rammable Controller)，常将可编程序控制器简，常将可编程序控制器简称为称为PLC。名称的演变名称的演变第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述PLC的国内外状况的国内外状况美国美国PLC发展的最快发展的最快1984年有年有48家，生产家，生产150多种多种PLC1987年有年有63家，生产家，生产243种种PLC1996年有年有70余家，生产近余家，生产近300种种PLC著名厂家有著名厂家有A-B（Allen-Bradley）艾伦）艾伦-布拉德利公司，布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，莫迪康公司，GE-FSNUC公司，公司，TI（Texas Instrument

14、）德州仪器公司，）德州仪器公司，WESTHOUSE Electric西屋电气西屋电气公司，公司，IPM（International Parallel Machines）国际并行机器）国际并行机器公司等。公司等。第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述欧洲欧洲PLC的厂家有的厂家有60余家：余家：西门子（西门子（Siemens）于）于1973年研制出第一台年研制出第一台PLC金钟默勒（金钟默勒（Klockner Moeller Gmbh），），AEG法国的法国的TE（Telemecanique）(施耐德施耐德)瑞士的瑞士的Selectron公司等公司等第第1章章 可编程序控制器概述可编程

15、序控制器概述日本生产的日本生产的PLC的厂家有的厂家有40余家余家1971年，日本从美国引进年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功日本技术，由日立公司研制成功日本第一台第一台PLC三菱电机（三菱电机（MITSUBISH），欧姆龙（），欧姆龙（OMRON）富士电机（富士电机（Fuji Electric），东芝（），东芝（TOSHIBA）光洋（光洋（KOYO），松下电工（），松下电工（MEW）和泉（和泉（IDEC），夏普（），夏普（SHARP）安川等公司安川等公司第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述我国在我国在70年代末和年代末和80年代初开始引进年代初开始引进PLC。早期独

16、立研制。早期独立研制PLC的单位有：的单位有：北京机械工业自动化研究所北京机械工业自动化研究所上海工业自动化仪表研究所上海工业自动化仪表研究所大连组合机床研究所大连组合机床研究所成都机床电器研究所成都机床电器研究所中科院北京计算机所及自动化所中科院北京计算机所及自动化所长春一汽长春一汽上海起重电器厂上海起重电器厂上海香岛机电公司上海香岛机电公司上海自力电子设备厂等单位上海自力电子设备厂等单位以上诸单位都没有形成规模化生产。以上诸单位都没有形成规模化生产。第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述PLC著名品牌著名品牌1993年中国年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家市场排行榜上的世界十

17、大厂家美国美国A-B公司（公司（Allen-Bradley）德国西门子公司（德国西门子公司（Siemens）美国美国GE-Fanuc公司公司美国的莫迪康（美国的莫迪康（Modicon）和法国的）和法国的TE电器公司电器公司日本欧姆龙公司（日本欧姆龙公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）日本富士电机株式会社（日本富士电机株式会社（Fuji Electric）日本东芝公司（日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子（）和中国的华光电子（CKE）日本松下电工株式会社（日本松下电工株式会社（MEW）：）：Mat

18、sushita Electric Works Ltd第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述技术上规模上网络发展市场配套性发展趋势齐全：完美的人机界面、通讯设备速度快、容量大、组网强垄断、国际通用的编程语言超大型和超小型与工业计算机组网PLC的发展趋势的发展趋势第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述1.2 PLC的功能及特点的功能及特点一、一、PLC的主要功能的主要功能 1. 开关量逻辑控制开关量逻辑控制 ：代替了继电控制：代替了继电控制 2. 运动定位控制：机床、机器人、电梯运动定位控制：机床、机器人、电梯3. 模拟量过程控制模拟量过程控制 ：PID闭环控制闭环控制 4.

19、数据处理：数字运算、数据传递数据处理：数字运算、数据传递等等。用等等。用于大型工业控制系统。于大型工业控制系统。5 .通讯控制：通讯控制：PLC之间通讯，与智能设备通信，之间通讯，与智能设备通信，组网通信组网通信第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述1. 通用性强，适应性好通用性强，适应性好2. 功能完善，配套齐全功能完善，配套齐全3. 程序编制，简单易学程序编制，简单易学4. 可靠性好，抗干扰强可靠性好，抗干扰强5. 体小耗低，维修方便体小耗低，维修方便二、二、PLC的特点的特点 第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 一、PLC的硬件结构 PLC硬件主要由中央处理单元硬

20、件主要由中央处理单元CPU、存储器，输入、存储器，输入单元单元I、输出单元、输出单元O、电源单元、编程器、扩展接口、电源单元、编程器、扩展接口、编程器接口和存储器接口组成。编程器接口和存储器接口组成。1.3 PLC的结构及分类第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述CPU模块模块由由微处理器微处理器CPU和存储器和存储器组成组成输入处理：取入各种开关量输入信号输入处理：取入各种开关量输入信号执行程序：读取程序指令，编译、执行指令执行程序：读取程序指令，编译、执行指令输出处理：把运算结果送到输出端，控制外部负载输出处理：把运算结果送到输出端，控制外部负载存储器：存放系统程序和数据（存储器

21、：存放系统程序和数据（ROM），存放用户），存放用户程序和数据（程序和数据（RM）。）。第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述输入输出模块输入输出模块输入模块输入模块：接受和采集输入信号：接受和采集输入信号将按钮、行程开关等产生的开关量输入信号将按钮、行程开关等产生的开关量输入信号电位器、各类变送器提供的模拟量输入信号电位器、各类变送器提供的模拟量输入信号输出模块输出模块：控制外部负载，包括接触器、电磁阀等：控制外部负载，包括接触器、电磁阀等执行器和显示、报警装置。执行器和显示、报警装置。另外输出电路也使计算机与外部强电隔离，同时另外输出电路也使计算机与外部强电隔离，同时I/O模块也

22、起到了电平转换与噪声隔离模块也起到了电平转换与噪声隔离 的作用的作用第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述编程设备编程设备用来生成、检查和修改用户用来生成、检查和修改用户程序，还可以监视用户程序程序，还可以监视用户程序的执行情况的执行情况一是专用的手持式编程器一是专用的手持式编程器二是安装了专门的编程通讯二是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。软件的个人计算机。第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述电源电源（1）可编程序控制器的电源一般使用）可编程序控制器的电源一般使用220V交流电源。交流电源。（2）把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需）把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的直流电源。的直流电源。（2）有的电源单元还向外提供）有的电源单元还向外提供24V