第一章-PLC概述课件

第1章可编程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可编程控制器的分类。2.掌握模块式和整体式PLC各自特点。3.掌握PLC的主要特点与应用领域。4.了解PLC的发展趋势。第1章可编程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可编程第1章可编程控制器（PLC）概述概述

PLC是60年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它将传统的继电控制技术和计算机控制技术融为一体，被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。传统的继电接触控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中广泛应用。但这类控制装置体积大，耗电较多，功能少，特别是靠硬件连接构成系统，接线复杂，通用性和灵活性差。第1章可编程控制器（PLC）概述概述它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电接触控制简单易懂等优点结合起来，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。并要求把计算机的编程方法和程序输入方法加以简化，使得不熟悉计算机的人也能方便使用。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制，逻辑运算，计时、计数、故称为可编程逻辑控制器简称PLC（ProgrammableLogicalController）。1.1可编程控制器的由来它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，它具有数据运算、传送与处理功能和可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器（ProgrammableController）简称PC,但为了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展1.按硬件结构三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体型、模块式和叠装式。

整体式将CPU模块、IO模块及电源装于一个机箱内，结构非常紧凑。体积小，价格低，小型PLC一般采用整体式结构。

模块式PLC用搭积木的方式组成系统，大、中型PLC和部分小型PLC采用模块式结构。

叠装式吸取了整体式和模块式的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但宽度不同，它们之间通过扁平电缆连接，使用特别方便。1.2可编程控制器的分类三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体1单元式结构图2.2.1单元式结构的PLC1单元式结构图2.2.1单元式结构的PLC2模块式结构图2.2.2模块式结构PLC的结构2模块式结构图2.2.2模块式结构PLC的结构3叠装式结构前者结构紧凑、安装方便、体积小巧，易于与被控设备组合成一个整体，但由于每个单元的I/O点数有一定的搭配关系，有时配置的系统输入点或输出点不能充分利用，加之各单元尺寸大小不一致，因此不易安装整齐。而后者无论是输入还是输出点数均可灵活配置，又易于构成较多点数的大规模控制系统，且尺寸统一、安装整齐，但是尺寸较大，难于与小型设备联成一体。为此有些PLC生产厂家开发出叠装式结构，将二者的优点结合起来。叠装式结构的CPU、电源、I/O等单元也是各自独立的模块，但它们相互的连接安装不需要用基板，仅用电缆连接即可，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可以将体积做得小巧。3叠装式结构前者结构紧凑、安装方便、体积

2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数256中型PLC：入出总点子数256~2048大型PLC：入出总点子数>20483.按功能分低档机中档机高档机1.2可编程控制器的分类2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数2563.按1.用于逻辑控制这是PLC的基本功能，也是最广泛的应用，如机车的电气控制、包装机械的控制、电梯的控制等。2.用于模拟量的控制

PLC通过模拟量I/O模块，实现模数转换，并对模拟量进行控制。如闭环系统的过程控制、位置控制和速度控制。2.用于工业机器人的控制

PLC作为一种工业控制器，适用于工业机器人。如自动生产线上有多个自由度的机器人控制。1.3可编程控制器的主要功能和特点主要功能1.用于逻辑控制这是PLC的基本功能，也是最4.用于位置控制 较高档次的PLC都有位置控制模块，用于控制步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的运动控制及位置控制。5.用于监控系统用PLC可以构成监控系统，进行数据采集和处理，监控生产过程。6.用于分布式控制系统高档次的PLC都有联网功能，通过联网可以将PLC与PLC、PLC与上位机连接起来构成多级分布式控制系统。1.3可编程控制器的主要功能和特点主要功能4.用于位置控制 较高档次的PLC都有位置控制模块，用于控制2.PLC的主要特点(1)可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。(2)编程简单，使用方便。目前大多数PLC均采用梯形图编程语言，沿用了继电接触控制的一些图形符号，直观清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在线修改能力。PLC硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。

2.PLC的主要特点(1)可靠性高，抗干扰能力强。由于采(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。目前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。(5)体积小，易于实现机电一体化。PLC体积小，重量轻，便十安装。的结构紧凑，它与被控制对象的硬件连接方式简单、接线少，便于维护。(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。目前PLC产品1.2可编程控制器的发展概况1.2可编程控制器的发展概况目前PLC主要生产厂商艾默生西门子三菱罗克维尔欧姆龙LG施耐德富士通用GE松下台湾和利时安控兰州全志南京嘉华（民营）南京亚锐（台资）杭州机床电器厂国外：国内：目前PLC主要生产厂商艾默生台湾国外：国内：1.

向高速度、大存储容量方向发展2.向多品种方向发展3.编程语言多样化4.发展智能模块5.加强联网和通信功能1.2可编程控制器的发展趋势1.向高速度、大存储容量方向发展1.2可编程控制器的发展最新动态：软PLC的出现1.2可编程控制器的发展趋势最新动态：软PLC的出现1.2可编程控制器的发展趋势什么是PLC?PLC是一种专门用于工业控制的计算机。早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmablelogiccontroller，略写PLC)随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmablecontroller，略写PC)。为区别于PersonalComputer(PC)，故沿用PLC

这个略写。小结：什么是PLC?PLC是一种专门用于工业控制的计算机。

PLC

（ProgrammableLogicController

）

继电技术集成芯片技术 计算机技术 通信技术

继电技术

随着现代工业生产规模发展，电气自动化技术不断更新，继电接触式控制系统代替了人工操作，是组成PLC的基础集成芯片技术

大规模集成电路、芯片的发展（MCU\CPLD）等的发展为PLC提供了很好的实现方式计算机技术

计算机通讯技术使得PLC由单个控制方式变成了系统管理。

理论基础：自动控制系统原理

小系统——单个PLC：各种开关模拟输入输出量采集控制大系统——将各种自动化设备信息联系起来系统运作继电技术第1章可编程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可编程控制器的分类。2.掌握模块式和整体式PLC各自特点。3.掌握PLC的主要特点与应用领域。4.了解PLC的发展趋势。第1章可编程控制器(PLC)概述本章要求：1.了解可编程第1章可编程控制器（PLC）概述概述

PLC是60年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它将传统的继电控制技术和计算机控制技术融为一体，被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。传统的继电接触控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中广泛应用。但这类控制装置体积大，耗电较多，功能少，特别是靠硬件连接构成系统，接线复杂，通用性和灵活性差。第1章可编程控制器（PLC）概述概述它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电接触控制简单易懂等优点结合起来，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。并要求把计算机的编程方法和程序输入方法加以简化，使得不熟悉计算机的人也能方便使用。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制，逻辑运算，计时、计数、故称为可编程逻辑控制器简称PLC（ProgrammableLogicalController）。1.1可编程控制器的由来它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，它具有数据运算、传送与处理功能和可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器（ProgrammableController）简称PC,但为了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展1.按硬件结构三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体型、模块式和叠装式。

整体式将CPU模块、IO模块及电源装于一个机箱内，结构非常紧凑。体积小，价格低，小型PLC一般采用整体式结构。

模块式PLC用搭积木的方式组成系统，大、中型PLC和部分小型PLC采用模块式结构。

叠装式吸取了整体式和模块式的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但宽度不同，它们之间通过扁平电缆连接，使用特别方便。1.2可编程控制器的分类三菱PC基本单元外形根据硬件结构的不同，可以将PLC分为整体1单元式结构图2.2.1单元式结构的PLC1单元式结构图2.2.1单元式结构的PLC2模块式结构图2.2.2模块式结构PLC的结构2模块式结构图2.2.2模块式结构PLC的结构3叠装式结构前者结构紧凑、安装方便、体积小巧，易于与被控设备组合成一个整体，但由于每个单元的I/O点数有一定的搭配关系，有时配置的系统输入点或输出点不能充分利用，加之各单元尺寸大小不一致，因此不易安装整齐。而后者无论是输入还是输出点数均可灵活配置，又易于构成较多点数的大规模控制系统，且尺寸统一、安装整齐，但是尺寸较大，难于与小型设备联成一体。为此有些PLC生产厂家开发出叠装式结构，将二者的优点结合起来。叠装式结构的CPU、电源、I/O等单元也是各自独立的模块，但它们相互的连接安装不需要用基板，仅用电缆连接即可，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可以将体积做得小巧。3叠装式结构前者结构紧凑、安装方便、体积

2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数256中型PLC：入出总点子数256~2048大型PLC：入出总点子数>20483.按功能分低档机中档机高档机1.2可编程控制器的分类2.按I/O点数分小型PLC：入出总点子数2563.按1.用于逻辑控制这是PLC的基本功能，也是最广泛的应用，如机车的电气控制、包装机械的控制、电梯的控制等。2.用于模拟量的控制

PLC通过模拟量I/O模块，实现模数转换，并对模拟量进行控制。如闭环系统的过程控制、位置控制和速度控制。2.用于工业机器人的控制

PLC作为一种工业控制器，适用于工业机器人。如自动生产线上有多个自由度的机器人控制。1.3可编程控制器的主要功能和特点主要功能1.用于逻辑控制这是PLC的基本功能，也是最4.用于位置控制 较高档次的PLC都有位置控制模块，用于控制步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的运动控制及位置控制。5.用于监控系统用PLC可以构成监控系统，进行数据采集和处理，监控生产过程。6.用于分布式控制系统高档次的PLC都有联网功能，通过联网可以将PLC与PLC、PLC与上位机连接起来构成多级分布式控制系统。1.3可编程控制器的主要功能和特点主要功能4.用于位置控制 较高档次的PLC都有位置控制模块，用于控制2.PLC的主要特点(1)可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。(2)编程简单，使用方便。目前大多数PLC均采用梯形图编程语言，沿用了继电接触控制的一些图形符号，直观清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在线修改能力。PLC硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。

2.PLC的主要特点(1)可靠性高，抗干扰能力强。由于采(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。目前PLC产品朝着系列化、标准化方向发展，只需根据控制系统的要求，选用相应的模块进行组合设计，同时用软件编程代替了继电控制的硬连线，大大减轻了接线工作，同时PLC还具有故障检测和显示功能，使故障处理时间缩短。(5)体积小，易于实现机电一体化。PLC体积小，重量轻，便十安装。的结构紧凑，它与被控制对象的硬件连接方式简单、接线少，便于维护。(4)缩短设计、施工、投产的周期，维护容量。目前PLC产品1.2可编程控制器的发展概况1.2可编程控制器的发展概况目前PLC主要生产厂商艾默生西门子三菱罗克维尔欧姆龙LG施耐德富士通用GE松下台湾和利时安控兰州全志南京嘉华（民营）南京亚锐（台资）杭州机床电器厂国外：国内：目前PLC主要生产厂商艾默生台湾国外：国内：1.

向高速度、大存储容量方向发展2.向多品种方向发展3.编程语言多样化4.发展智能模块5.加强联网和通信功能1.2可编程控制器的发展趋势1.向高速度、大存储容量方向发展1.2可编程控制器的发展最新动态：软PLC的出现1.2可编程控制器的发展趋势最新动态：软PLC的出现1.2可编程控制器的发展趋势什么是PLC?PLC是一种专门