可编程控制器应用技术课件 项目一-任务一 初识可编程控制器

可编程控制器应用技术可编程控制器基础项目一可编程控制基础可编程控制器（PLC）自诞生以来拥有众多优点，成为当今工业自动化中重要的控制设备。本项目将介绍可编程控制器的入门知识。项目导读可编程控制基础知识目标了解PLC的产生、定义、发展历程和趋势。了解PLC的分类和应用。了解PLC的组成。了解西门子S7-1200PLC的硬件系统、工作原理和开发环境素质目标通过了解中国科技的飞速发展，增强民族认同感和自信心。通过了解PLC行业的发展前景，确立职业目标。技能目标能够完成西门子S7-1200PLC的安装和接线。能够正确安装和使用TIA博途软件。项目一初识可编程控制器任务一认识西门子S7-1200PLC任务二什么是可编程控制器？可编程控制器有什么用处？这些都是初学者较为关注的问题。通过学习本任务，请完成任务实施中的竞赛。任务描述任务一

初识可编程控制器任务分析

学习可编程控制器的基础知识，包括可编程控制器的产生、定义、发展、分类及主要应用，以及可编程控制器的组成，并认识市场上主流的可编程控制器，然后完成竞赛。任务一

初识可编程控制器预备知识

可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来专门在工业环境中应用的控制器。它集计算机技术、控制技术、通信技术于一体，具备逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理和联网通信等功能，被公认为现代工业自动化的三大支柱之一。可编程控制器，计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助制造（CAM），机器人技术。任务一

初识可编程控制器输出电流可达2A，可以直接驱动电磁阀8系统功能扩展和升级方便10成本上可以和继电器控制装置竞争6体积小于继电器控制装置4维护方便，最好是插件式2编程简单，可现场修改程序1可靠性高于继电器控制装置3数据可以直接送入管理计算机5输入信号可以是交流电压110～220V7用户存储器容量大于4KB且能扩展91969年美国数字设备公司根据以下要求，研制出了世界上第1台可编程序控制器PDP-14PLC的产生任务一

初识可编程控制器1980年，美国电气制造商协会（nationalelectronicmanufactureassociation，NEMA）将可编程序逻辑控制器正式命名为可编程控制器（programmablecontroller），简称PC。但人们为了与个人计算机相区别，仍称它为PLC。国际电工学会（internationalelectrotechnicalcommission，IEC）在1987年2月发布的可编程控制器第三稿标准草案中，对PLC做了如下定义：可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计；它采用可编程序的存储器，用于存储内部程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的定义任务一

初识可编程控制器20世纪90年代中20世纪80年代初20世纪70年代中末20世纪70年代初人们将微处理器技术引入PLC中，增加了PLC的运算、数据传送及处理功能。此时的PLC成为了真正具有计算机特征的工业控制装置实用化发展阶段超快的运算速度，超小型的体积，可靠的工业抗干扰能力，强大的模拟量运算功能，以及高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。成熟阶段PLC的发展呈现出大规模、高速度、高性能、产品系列化的特点。发展最快PLC的模拟量处理能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力等都有了大幅度提高，并逐渐进入过程控制领域。如今非常成熟随着远程I/O（输入/输出）和通信网络、数据处理及图像显示的发展，PLC成为实现工业生产自动化的三大支柱之一PLC的发展历程任务一

初识可编程控制器产品规模两极化一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC，以满足单机及小型自动控制的需要；另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。通信网络化网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮，为了加强PLC的联网能力，制造商都在发展专用的通信模块和通信软件。随着工业网络技术的发展，各PLC制造商之间也在寻求统一的通信标准，以构成更大的网络系统。结构模块化，智能化近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等。这些智能模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和较完善的控制功能，可以简化系统设计和编程，完成PLC的主CPU难以兼顾的功能，提高PLC的适应性和可靠性。PLC的发展趋势任务一

初识可编程控制器整体式PLC：是将电源、CPU、存储器、I/O单元等集中在一个机壳内，形成一个整体欧姆龙CQM1H系列

西门子S7-300系列

三菱Q系列模块式PLC：按照各组成部分的功能不同分成若干个模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块、通信模块欧姆龙CPM1A系列

西门子S7-200系列

三菱FX2N系列的PLC按结构形式分类：PLC的分类任务一

初识可编程控制器按功能分类：按照其功能强弱，分为低

档机、中档机和高档机3类。小型PLC多为低档机，中PLC多为

中档机，而大型PLC多为高档机。按I/O点数分类：根据其I/O点数的多少，PLC可分为小型机、中型机和大型机3类。

将I/O点数在256点以下的PLC称为小型PLC，如西门子S7-1200系列；

将I/O点数在256～2048之间的PLC称为中型PLC，如西门子S7-300系列

将I/O点数在2048以上的PLC称为大型PLC，如西门子S7-400系列

PLC的分类任务一

初识可编程控制器数据处理工业过程控制运动控制开关量逻辑控制通信和联网PLC已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，其应用方向主要有以下几类。取代传统的继电器-接触器控制，实现逻辑控制和顺序控制。采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法来处理这些模拟量，完成闭环控制。PLC将描述目标位置的数据送给位置控制模块，位置控制模块控制电机移动一轴或多轴到目标位置PLC将采集到的数据与存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，或者利用通信接口传送到指定的智能装置进行处理。PLC通信通常包括PLC与PLC之间、与上位机之间、与其他智能设备之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统PLC的应用任务一

初识可编程控制器PLC的组成任务一

初识可编程控制器

软件系统12

硬件系统PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器PLC的硬件系统包括CPU（中央处理器）、存储器、输入/输出单元、外设I/O接口（通信接口）、I/O扩展接口、电源等部分。1整体式PLC整体式PLC的硬件组成，所有单元在同一机壳内PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器2模块式PLC模块式PLC的硬件组成，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接0105020304PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器尽管整体式PLC与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能是相同的，主要硬件组成包括CPU输入/输出单元也称I/O单元或I/O模块存储器外设I/O接口智能接口模块PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器在PLC中，CPU在系统监控程序的控制下，通过循环扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器中，PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据传送、逻辑运算、算术运算等操作，然后将结果送到输出映像寄存器中。PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器PLC的存储器按照读写方式不同，可分为只读存储器和随机存储器；按照用途和功能不同，可分为系统程序存储器和用户存储器。

系统程序存储器主要存放PLC生产厂家编写的系统程序并固化在只读存储器中，用户不能访问和修改；而用户存储器专门用来存储用户的程序和数据，常存放在可电擦除可编程的只读存储器（EEPROM）和随机存储器（RAM）中由于系统程序与用户无直接联系，所以在PLC产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户存储器。为避免出现用户存储器容量不够用的情况，许多PLC提供了存储器扩展功能PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器输入/输出单元外设I/O接口智能接口模块是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC输入单元是将外部电路的状态或数据，通过光电耦合电路送至PLC内部电路中。PLC输出单元是将PLC的输出信号转换为可以驱动外部电路的信号，以便控制执行元件通信接口与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现信息交互。例如，PLC可以通过Profibus通信接口与其他PLC连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模的控制；可以通过以太网通信接口与计算机连接，组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合为了适应较复杂的控制需要，PLC还有一些智能接口模块，也称为智能控制单元，如PID模块、高速计数器模块、温度控制模块等。这类模块大多带有单独的CPU，有一定的数据处理能力PLC软件系统任务一

初识可编程控制器

一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等用户根据控制要求编写的应用程序，主要功能包括以下3个方面。（1）检查是否满足热启动需要的条件，如限位开关是否在正确位置。