1.1.2PLC的特点和应用

主讲：蒋明红PLC的特点和应用

目录CONTENTSPLC的特点PART01PLC的功能应用PART02PLC之父的故事PART03PLC的特点01PLC的特点

PLC的种类虽然多种多样，但是在现代工业自动化生产中它们有着许多共同的特点。(1)抗干扰能力强，可靠性高。工业生产对电气控制系统的可靠性要求是非常高的。PLC由于采用了现代大规模集成电路技术，它的工作可靠程度是使用机械触点的继电器无法比拟的。此外，为了保证PLC能够适应恶劣的工作环境，在硬件和软件的设计与制造过程中均采取了一些抗干扰的措施。(1)抗干扰能力强，可靠性高。具体采取了一些抗干扰的措施如下：1)PLC一般都采用光合器来传递信号，有效抑制了外部电路与PLC内部之间的电磁干扰。2)主机的输人、输出电路采用独立电源供电，避免了电源之间的干扰。3)在PLC的电源和输人、输出电路中设置多种滤波电路，避免了高频信号的干扰。4)PLC内部设置联锁、故障检测和诊断电路，出现问题时可及时发出警报信息，保证其工作安全性。5)在应用程序中，技术人员还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，在软件方面提高了可靠性。6)

PLC采用密封、防尘、抗振的外壳封装，可以在恶劣的环境下工作。PLC的特点(2)

功能完善，适应性强。

目前的PLC已经标准化、系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，还具有A/D、D/A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根据实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不-的控制系统:可以控制一台单机、一条生产线，也可以控制一组机器、多条生产线;可以进行现场控制，也可以实现远程控制。(3)

编程语言易学易用。

作为通用工业控制装置，PLC的编语言简单易学，梯形图语言的图形符号、表达方式与继电器电路图相当接近，使不懂计算机原理和汇编语言的技术人员也能很容易地掌握。(4)

调试、使用、维修方便。

PLC用软件编程代替传统控制装置的硬件接线，大大减少了控制设备的外部接线，使控制系统设计及建造周期大大缩短。它的模块化结构，使得系统构成十分灵活。PLC的故障率很低，一旦发生故障可以依靠系统的自诊断能力和指示灯的状态迅速查明原因，排除故障。(5)

易于实现机电一体化。

由于小型的PLC体积小，很容易装入机械内部，因此它是实现机电一体化的理想控制设备。PLC的功能应用02一、PLC的功能应用

目前，PLC已经广泛应用于冶金、化工、建材、电力、矿山、机械制造、轻纺和交通行业。PLC的控制功能概括起来，有以下6个方面。（1）

开关量控制

开关量控制也就是逻辑控制，这是PLC最初的应用领域，运用在机控制、多机群控和自动生产线控制方面，如机床电气控制、起重机、传送带运输机、包装机械的控制、注塑机的控制和电梯的控制等，如图所示。一、PLC的功能应用

（2）

模拟量控制。

目前各种型号的PLC基本都有模拟量处理功能通过模拟量IO模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，编程非常方便，如自动焊机控制、锅炉运行控制、轧机的速度和位置控制等都是典型的闭环过程控制的应用，如图所示。一、PLC的功能应用

（3）

运动控制

也称为位置控制，通过高速计数模块和位置控制模块进行单轴或多轴控制，实现直线运动或圆周运动。早期PLC通过开关量IO块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一功能，现在一般都使用专用的运动控制模块来完成，目前广泛应用在金属切削机床、电梯、机器人等各种机械设备上典型的例子如:PLC和计算机数控装置CNC组合成一体，构成先进的数控机床，如图所示。

一、PLC的功能应用

（4）

数据处理

现代PLC能够完成数学运算(函数运算、矩阵运算、逻辑运算)，数据的移位、比较、传递，数值的转换和查表等操作，对数据进行采集、分析和处理，比如柔性制造系统、机器人控制系统、多点同步运行控制系统等。（5）

监控功能PLC能监视系统各部分运行状态和进程，对系统出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行;也可在线调整、修改控制程序中的定时、计数等设定值或强制V0状态，如图所示。

一、PLC的功能应用

（6）

通信联网

指PLC与PLC之间、PLC与上位计算机或PLC与能仪表和智能执行装置(如变频器)之间的通信，利用PLC和计算机的RS232或RS422接口、PLC的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们连成网络，可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，建立自动化网络，如图所示。

PLC与工业互联网、工业物联网结合已经成为新技术的热点，新型PLC集PC、OPC服务器、边缘网管于一体，具有监测、控制、数据采集、可视化设备、过程控制、云服务等功能，实质上是一个工业物联网结构。PLC之父的故事03PLC之父——迪克·莫利的故事迪克·莫利（Richard

"Dick"

Morley，1932-2017）被公认为“PLC之父”，他的发明奠定了现代工业自动化的基础。【个人轶事】

“疯狂

科学家”形象：莫利以不拘一格的思维方式著称，常提出颠覆性创意。

专利与荣誉：他拥有超过20项专利，1994年入选美国自动化名人堂，2004年获IEEE终身成就奖。

晚年贡献：退休后投身于新兴技术研究，包括纳米技术、

电动汽车和可再生能源

。

思政教育【关键贡献】

1.发明第一台PLC（1968年）：

莫利当时是**Bedford

Associates**公司的工程师，应通用汽车（GM）的需求，带领团队开发了**Modicon

084**（Modular

Digital

Controller），这是世界上第一台商业化PLC。

Modicon

084采用固态电子元件替代继电器，支持编程逻辑，可通过软件修改控制流程。2.

技术突破：模块化设计：允许灵活扩展输入/输出模块。梯形图编程：沿用继电器逻辑符号，