教学材料《工业电气控制》-6.1

本章要求:1.了解可编程控制器的基本功能与特点、常用的PLC产品

。2.理解可编程控制器的基本概念。3.掌握PLC的组成、软件与编程语言、工作原理、分类与主要性能指标

§6.1可编程控制器简介6.1.1可编程控制器的基本概念6.1.2可编程控制器的基本功能与特点6.1.3常用的PLC产品6.1.1可编程控制器的基本概念可编程控制器是一种为工业环境应用而设计的以微处理器芯片为核心的综合计算机技术、自动化技术、通信技术溶为一体的新型工业控制装置。国际IEC对可编程控制器定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计，它采用可编程存储器，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命令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备都应按照易于与工业控制系统联成一体，易于扩充功能的原则而设计。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.1可编程控制器的基本概念

由PLC的定义可知：①PLC为适应于各种较为恶劣的工业环境而设计；②PLC具有与计算机相似的结构，是一种工业通用计算机；③PLC必须经过用户二次开发编程方可使用。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.1可编程控制器的基本概念

6.1.2可编程控制器的基本功能与特点1可编程控制器的基本功能1）开关量的逻辑控制功能2）定时控制功能3）计数控制功能4）步进控制功能5）数据处理功能6）模拟量控制功能7）通信联网功能8）监控功能9）停电记忆功能10）故障诊断功能（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.2可编程控制器的基本功能与特点

2可编程控制器的特点1）高可靠性和强抗干扰能力。

2）灵活性好。3）编程简单易学。4）系统安装简单，维修方便，系统设计调试周期短。5）体积小，功耗低，易于实现机电一体化。3PLC控制与继电-接触控制的比较与继电-接触控制比较，PLC控制的优点是：1）继电-接触控制只能实现逻辑开关量的控制，PLC除实现开关量控制外，还可实现模拟量控制。2）继电-接触控制复杂程度增加时，要增加大量继电器和接线，增加故障点。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.2可编程控制器的基本功能与特点

PLC只需改变程序。安全性大大增加。3）继电-接触控制的动作信号依靠各种触点通、断实现；长期使用可靠性低。PLC使用软件编程代替硬件操作，可靠性高，抗干扰能力强。4）继电器-接触器控制系统扩充或改变时，需要重新设计、配置、安装。而PLC软件可自由扩充。5）继电-接触控制系统接线繁多，故障查找、排除困难。PLC有监控和自诊断功能，故障率低，易发现排除。6）继电-接触控制器件体积大，重量多，结构复杂。安装量大，开发周期长。PLC体积小，重量轻，结构紧凑，安装维护工作量小，开发周期短。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.2可编程控制器的基本功能与特点

6.1.3常用的PLC产品在全世界，PLC技术与机器人技术，CAD/CAM技术并列为现代工业自动化的三大支柱。中国市场上，欧美国家的大型PLC较多，而日本的则以高性价比的小型机居多。德国西门子的PLC主要产品有S7系列，包含S7-200、S7-300及S7-400系列。S7-200是超小型机，具有体积小、重量轻、结构紧凑、运行速度快、功能强大、高性价比等优点。欧姆龙（OMRON）公司的PLC产品，大、中、小、微型规格齐全。欧姆龙的微型机均为整体式结构，（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

6.1.3常用的PLC产品

体积小，价格便宜。微型PLC如CPM1A、CPM2A系列获得过广泛应用。现广泛使用的为CQM1H系列。三菱公司的PLC进入中国市场较早，其中小型、超小型PLC有FX的9个系列产品。FX2属于高性能叠装式机种。FX2N型机则是三菱公司面向21世纪新产品，是日本高性能小型机中的代表作。近年三菱公司又推出FX3U和FX3P系列小型PLC，FX3U是FX2N的升级产品。三菱还生产A系列中大型模块式PLC。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次