可编程序控制器PLC课件

第四章可编程序控制器(PLC)

可编程序控制器的发展、特点、用途、分类、应用PLC控制与继电器控制的比较PLC的硬件组成PLC的软件组成PLC的工作原理及性能指标

什么是PLC著名品牌PLC的发展PLC的系统设计分类应用领域可编程序控制器的基础知识PLC（ProgrammableLogicController）可编程序逻辑控制器PC(ProgrammableController)可编程序控制器最初的PLC只具有逻辑控制功能，现在，PLC不仅能进行逻辑控制，在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面得到广泛应用。PLC的产生与发展1968年，美国通用汽车公司（GM），提出十条技术指标要求制造一种新型工业控制装置。

(1)编程方便，现场可修改程序； (2)维修方便，采用模块化结构； (3)可靠性高于继电器控制装置； (4)体积小于继电器控制装置； (5)数据可直接送入管理计算机； (6)成本可与继电器控制装置竞争； (7)可直接用115V交流输入； (8)输出115v，2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等； (9)通用性强，要能扩展； (10)用户程序存储器容量可扩展到4KB。国际电工委员会(IEC)1987对可编程控制器定义：

可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器．它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、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程．可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计．经历四个发展阶段

崛起阶段（1969-1975）采用８位微处理器芯片成熟阶段（1975-1979）拓展了模拟量控制功能通信阶段（1979-1985）拓展了网络通信功能加速阶段（1985-现在）CRT显示功能，开发了DCS、SCADA、FMS、ESD系统等PLC的发展趋势

未来PLC在规模和功能上将向两个方向发展：一是大型PLC向高速、大容量和高性能方向发展,使其更好地成为工厂自动化系统的一揽子解决方案。二是发展简易经济的超小型PLC，采用工业标准总线，增强联网通信功能，实现分散控制，集中管理，大力开发各种智能模块。PLC的用途与特点PLC系统的基本特点是：可靠、方便、通用、价廉。1、可靠性高、抗干扰能力强

PLC硬件：造件精良，电路设计独特，模块结构．PLC软件：预警系统WDT，自诊断系统．

2、编程简单、使用方便

利用了梯形图逻辑直观，修改简便。3、设计、安装容易，维护工作量少

PLC系统：软件设计和硬件安装同步进行。继电器系统：先软件设计，后硬件安装。

4、功能完善、通用性强5、体积小、能耗低6、性能价格比高实例：１交通信号灯控制２霓虹灯控制３自动门开关控制４密码门开关控制PLC的分类1）按I／O点数分类：I／O点数小于32为微型PLC；I／O点数在32～128为微小型PLC，以开关量控制为主。I／O点数在128～256，用户程序存储器容量4K以下为小型PLC，一般以开关量控制为主。I／O点数在256～1024，用户程序存储器容量2～8K为中型PLC；I／O点数大于1024为大型PLC，与工业控制计算机相当；I／O点数在4000以上为超大型PLC。（2）按结构形式分类：整体式PLC：又称单元式或箱体式。将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构。模块式PLC：将PLC各部分分成若干个单独的模块，如CPU模块、I／0模块、电源模块和各种功能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成，模块插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构。继电器控制和PLC控制的比较

继电器控制为接线程序控制，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有触点硬接线控制电路。它的控制逻辑就在接线之中，若需修改控制要求必须改变接线。PLC控制为存储程序控制，控制程序放在存储器中，通过修改程序来改变控制，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设备。输入部分（开关、按钮、限位开关传感器等）

控制部分（由存放在存储器中的用户程序来实现多种控制功能）

输出部分（接触器、电磁阀、指示灯等）

输入部分（开关、按钮、限位开关传感器等）

控制部分（由用硬接线连接继电器、触点等组成控制电路实现逻辑控制功能）

输出部分（接触器、电磁阀、指示灯等）继电器控制系统PLC控制系统从接线逻辑到存储逻辑

PLC控制系统将取代继电接触器控制系统，但取代的是控制部分，控制系统信号的采集和驱动输出部分仍然由电气元器件承担。模块化PLC结构（1）基本单元－CPU模块（2）扩展单元－I/O模块、智能I/O（3）特殊功能模块－各种功能模块、通信模块（4）相关设备－电源模块中央处理器CPU

CPU是PLC的核心，负责接收、存储数据、执行程序和数据输出，以便对工业自动控制任务或过程进行控制.负责PLC的主要性能指标存储容量输入输出点数扫描速度编程指令的种类和数量扩展能力智能模块的数量可编程控制器的软件组成系统程序系统管理程序（运行管理、存储空间管理、系统自检）用户指令解释程序（将用户程序翻译成机器语言）标准程序模块及系统调用程序（功能程序块用户程序

梯形图（LAD）指令表（STL）功能图（SFC）梯形图编程语言的特点可编程控制器的梯形图程序类似于继电器控制线路梯形图的形式。传统的继电器控制线路是通过硬接线来实现控制逻辑，而可编程控制器的梯形图通过软件实现相应的控制。梯形图编程方法简单，修改灵活方便，保留了继电器控制线路形象、直观的特点。PLC梯形图语言的编程原则1、梯形图由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级有多条支路，每个梯级代表一个逻辑方程；2、梯形图中的继电器、接点、线圈不是物理的，而是PLC存储器中的位(1=ON；0=OFF)；编程时常开/常闭接点可无限次引用,线圈输出只能是一次；3、梯形图中流过的不是物理电流而是