PLC技术及应用（欧姆龙机型）第3版 课件 第一章 可编程序控制器基础(第三版)

第一章可编程序控制器基础

可编程序控制器可编程序（ProgrammableLogicController）简称为PLC。是一种集微电子技术、计算机技术和通信技术于一体的新型的自动控制装置，具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简单等一系列优点，广泛应用于机械制造、汽车、电力、轻工、环保、电梯等工农业生产和日常生活，受到广大用户的欢迎和重视。内容提要

本章在介绍PLC的发展、流派、特点、基本构成等概况的同时，着重介绍PLC的等效电路、工作原理以及技术规格与类别。第一节PLC概述第二节PLC的基本构成及工作原理第三节PLC的技术规格与分类一、PLC的发展简史1968年，美国通用汽车公司提出招标要求。第一节PLC概述

1）编程简单，可在现场修改程序；

2）维护方便，最好是插件式；

3）可靠性高于继电器控制柜；

4）体积小于继电器控制柜；

5）可将数据直接送入管理计算机；

6）在成本上可与继电器控制竞争；

7）输入可以是交流115V（美国电网电压为110V）；

8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；

9）在扩展时，原系统只需作很小变更；

10）用户程序至少能扩展到4K以上。GM10条

20世纪70年代初开始的近四十年里，PLC

已发展成一个巨大的产业。

1969年，美国数字设备公司按招标要求完

成了研制工作。二、PLC的定义（1982年11月、1985年1月和1987年2月国际电工委员会（IEC）可编程控制器标准草案第一、二、三稿）1.是一种数字运算操作的电子系统2.为工业环境应用而设计3.采用计算机的软硬件结构4.达到各类机械或生产过程的控制目的三、PLC的流派

按地域分为三种流派：1.美国的PLC：如罗克韦尔(Rockwell)公司（包括AB公司）产品，通用电气（GE）产品。2.欧洲的PLC：如西门子（Siemens)公司产品，施耐德(Schneider)公司的产品。如欧姆龙（OMRON）公司的产品，三菱（Mitsubishi)公司的产品。3.日本的PLC：四、PLC控制与继电器控制的区别继电器控制电路KMKMSB1SB2PLC梯形图0.000.0110.0010.00控制电路比较(3)输入、输出逻辑关系基本一致(1)图形符号基本类似(2)结构形式基本相同相同点(1)组成器件不同(2)触点情况不同(3)工作电流不同(4)接线方式不同(5)工作方式不同继电器控制：I/O逻辑关系是由实际的布线实现；PLC控制：I/O逻辑关系是由存储在PLC内的用户程序（梯形图）实现。不同点五、PLC的主要优点1.编程简单2.可靠性高3.通用性好4.功能强5.易于远程监控

6.设计、施工和调试周期短六、PLC的应用

水处理交通能源等领域（1）逻辑控制（2）位置控制和运动控制（3）过程控制（4）监控系统（5）集散控制七、PLC的发展趋势

向控制与管理功能一体化方向发展向小型化、低成本、简单易用方向发展向网络化、高可靠性、多功能方向发展向编程语言标准化方向发展第二节PLC的基本构成及工作原理一、PLC的基本构成

系统程序用户程序编程器存储器输入口CPU输出口通信口系统总线电源软件系统基本单元硬件系统CPU存储器总线I/O口通信接口编程器电源扩展设备……系统软件用户软件硬件系统软件系统FRKMKMAFU2SB2SB1BSB1SB2FR24VCOM0.000.02PLCCOM10.000.01输入模块输出模块LNBAQSFU1KMFRM3~L3L2L1NFU2KMFU3拆除原控制回路安装PLC接入输入元件接入输出元件对PLC供电编写程序（梯形图）写入PLCPLC控制实例

二、PLC控制的等效电路输入元件负载SB1SB2FRKM负载电源PLC内部控制电路（用户程序）等效输出继电器0.00PLCCOMDC24V0.000.010.020.010.0210.0010.0010.00COM等效输入继电器END三、PLC的工作原理（一）PLC的工作方式

*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。PLC一次扫描的过程，包括公共处理、执行程序、扫描周期计算处理、I/O刷新、外设端口服务共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。初始化（1）公共处理（2）执行程序（3）扫描周期计算处理（4）I/O刷新（5）外设端口服务异常正常警告异常否是无有（二）I/O信号传递的滞后现象(1)I/O信号的传递过程读写读写20000010000100000000输入映像寄存器元件映像寄存器输出锁存器输出端子输入端子输入电路输出电路从PLC的输入端有一个输入信号发生变化，到PLC输出端对该变化做出响应，需要一段响应时间。最小I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间+输出ON延时I/O刷新I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O响应时间响应现象一：PLC输入／输出响应的滞后现象：最大I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间×2+输出ON延时I/O响应时间I/O刷新I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O刷新执行指令/其他处理扫描时间响应现象二：

输入滤波器有时间常数

输出电路存在滞后

循环扫描工作方式(2)I/O信号传递滞后的原因四、PLC的工作模式1）程序模式（PROGRAM）程序模式是程序的停止状态，PLC的初始设定、程序传送、程序检查、强制置位／复位等程序执行前的准备，要在该模式下进行。2）监视模式（MONITOR）

监视模式是程序的执行状态，可进行联机编辑、强制置位／复位、I/O存储器的当前值变更等操作。试运行时的调整等可在该模式下进行。3）运行模式（RUN）

运行模式为程序的执行状态。第三节PLC的技术规格与分类一、PLC的一般技术规格

电源电压允许电压范围消耗功率冲击电流绝缘电阻耐压抗干扰性

抗振动耐冲击环境温度环境湿度环境气体状况保存温度电源保持时间

二、PLC的基本技术性能

输入/输出控制方式

编程语言

指令长度

指令种类

扫描速度

程序容量

中断处理

模拟量

特殊功能模块

内部继电器种类及数量

最大I/O点数三、PLC的分类1．按I/O总点数分

256、2048、小型、中型、大型2．按组成结构分

整体式、模块式3．按功能分