第3部分可编程序控制器基础知识

1、全部时间批电气控制部分：30小时中：讲座22小时，实验8小时PLC和应用部分：38小时中：讲座28小时，实验10小时练习评估部分：2小时，电气控制和PLC技术； 教学内容：第6部分第1部分：一般低压电气和选择(教材第1章)第2部分：电气控制基本电路和原理(教材第1章)第3部分：PLC基本知识(教材第2章)第4部分：小型PLC和命令系统(FX系列) (教材第3章) 可编程逻辑控制器(PLC)应用技术、第三部分可编程逻辑控制器基础、学习说明：本章是学习PLC的入门书，对初学者尤其重要。 核心主：什么是PLC？PLC与其他控制装置有何不同？PLC工作机制？本章内容：3.1概述3.2PLC系统与继电器

2、系统比较3.3PLC配置3.4PLC工作原理3.5PLC功能和分类3.6PLC的发展趋势；3 . 1概述3.1.1是什么？programmblectontroller(programmblectontroller)是一种称为PC或PLC的工业控制单元PLC是基于电气控制技术和计算机技术开发的，逐渐围绕微处理器发展，并将自动化技术、计算机技术和通信技术集成在一起的新工业控制单元1.1概述1.1.1是什么？定义国际电气技术委员会(IEC)于1987年发布了可编程控制器标准草案3。在草稿中，对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是用于数字计算的电子系统，旨在在工业环境中使用。它还在内部存储执行逻辑运

3、算、顺序控制、计时、计数、算术运算等操作的指令，并使用可编程顺序内存通过数字和模拟输入和输出控制各种类型的机器或生产过程。可编程控制器和相关外围设备应根据易于与行业系统集成和轻松扩展功能的原则进行设计。”.1.1概述1.1.1 PLC是什么？与普通计算机控制系统不同的传统控制设备近年来，可编程控制器发展迅速，几乎每年都有很多新系列上市，其功能远远超出了定义的范围。3.1概述3.1.2PLC的出现和发展，美国数字设备公司(GM)在世界上第一个PLC1969年根据美国数字设备公司(GM)的要求成功开发的背景：3.1概述3.1.2PLC的创建和开发，设计思路：吸收继电器和计算机优点的继电器控制系统规

4、模大，可靠性低，布线复杂，容易更改、查找和解决问题困难，对生产工艺变更的适应性下降，但价格简单、易于理解、价格低廉；计算机功能强大、灵活(可编程)，通用性好，但编程困难；控制过程，以问题为中心的“自然语言”编程，使不熟悉计算机的人也能快速使用。(阶梯图)，3.1概述3.1.2PLC的创建和开发，70年代早期：70年代中期，通常称为可编程逻辑控制器(programmablelogiccorroller)，仅逻辑计算、计时、计数等顺序控制功能取代了传统的继电器控制PLC不仅改进了控制，还提高了可靠性，降低了功耗、卷、降低了成本，使编程和错误检测更加灵活、方便，并具有通信和网络、数据处理和图像显示等

5、功能。，3.1概述3.1.2PLC的创建和开发，近年来，PLC作为自动化项目的核心设备，以集成三电(电子控制、电器、电传)、高性价比、高可靠性为特点快速发展。PLC成为具有计算机功能的通用工业控制装置，其使用量排在第一位。PLC将成为现代工业自动化的三个技术支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一。3.1概述3.1.2PLC的创建和开发是全球自动化市场过去、现在和可预测未来的关键因素。最近在讨论PLC在美国、欧洲、国内等地发展的论文中，这个结论对PLC的未来发展有很多意见，但很受欢迎。在全球经济衰退的情况下，PLC的市场销售仍然强劲。PC控制有了显着的发展，但最终只能与高端PLC产品形成竞争

6、；小型、超小型PLC的发展趋势令人吃惊。PLC和PC控制今后可以相互集成。3.1概述3.1.2PLC的出现和发展，PLC的三大流派自第一个PLC出现以来，日本、德国、法国等国家也开始依次开发PLC，得到了快速发展。各国PLC都有独特的特色。欧洲：西门子；法国TE(Telemecanique)美国：a-b (Allen-bradley)，GE(GeneralElectric)日本：三菱马达我国许多科研机构和工厂都在开发和生产辽宁省广播2厂、无锡华光电子子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等PLC。PLC在现有设备改造和新设备设计中的应用逐年增加，取得了良好的效果。中国的PLC应用越来越广

7、泛。3.1概述3.1.2PLC生成和开发，中国PLC开发目前国内PLC制造商已超过30家，现有PLC应用程序中的更多技术人员已准备好参与小PLC开发。但是在目前上市的众多PLC产品中，还没有形成大规模生产或名牌产品。从技术角度来看，国内外的小PLC差距正在缩小。无锡新捷、兰州电池等公司生产的小型PLC已经成熟，部分国内PLC(如哈利西、科迪娜)已具备IEC兼容编程软件、现场总线技术等。面对国际供应商几十年的大规模生产和市场管理经验，国内供应商只进一步停留在小规模生产和生存的开始阶段，真正的大规模生产、市场管理，甚至品牌的创立还有很长的路要走。与此同时，国内PLC的低价优势也面临着新的挑战。3.

8、1概述3.1.2PLC创建和开发，中国PLC市场(2004)，3.1概述3.1.2PLC创建和开发，PLC品牌部署原因：产品复盖范围。前三大品牌拥有最丰富的产品系列，不偏重，用户可以轻松获得适当的产品。其他品牌(如Fuji)以小型和小型产品为主，GE和Schneider以中型产品为主。AB拥有卓越的技术和全面的套件，但以高价格使用户气馁。中国市场的历史。西门子、Mitsubishi和Omron都是中国市场上的传统供应商，GE、Schneider(实际上Modicon进军中国也比较早，但没有完善的销售和服务系统)和LG这些后起之秀虽然增长很快，但与先驱者仍有一些差距。行业分布。一些品牌侧重于某些

9、行业，如施耐德，Rockwell在冶金行业表现出色。，3.1概述3.1.2PLC的创建和开发，根据2004年PLC市场调查报告，作为当前国内控制市场的主流控制器，PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对国内PLC市场总需求中国内PLC占总市场份额不到1的情况。在I/O下的市场总量中，小型PLC(256分以下)的市场规模巨大，占市场总额的64，国内PLC的市场贡献准确地显示在小型PLC的市场中。3.1概述3.1.2PLC的出现和发展，预测：中国PLC市场预计2008年近年经济发展将翻倍，中国广泛关注制造业发展的速度和范围，PLC在一些自动化领域增长了20%以上。中国的PLC市场将在未来5年以14.1

10、%的整合年增长率增长。3.1概述3.1.2PLC的创建和开发，广泛使用的新术语：可编程自动化控制器PAC来自ARC咨询组市场调查公司，该公司表示：“PLC相当活跃，发展良好，生命力强。但是，名为PLC的工业有效工具在很多方面不断变化，增加了其魅力。自动化供应商继续致力于开发PLC，以满足市场和特殊用户的需要。功能增强使新系列的系统浮出水面。PAC基于开放行业标准、多学科功能、通用开放平台和高性能。”，3.1概述3.1.2PLC的出现和发展，GEFanuc毫不犹豫地立即接受了PAC的概念，并在汉诺威秀上正式宣布新的主力控制产品名为PACSystems。GEFanuc使用此名称显示将具有通用编程环

11、境的现有PLC和PC硬件集成在一起的产品。2003年11月，Rockwell宣布其产品ControlLogix和comPACtlogixplc实际上是PAC的领导者。他认为，随着PAC的不断发展，他将采取大量方法处理数据，具有可升级性，并在多个项目控制、集成业务系统分析和生命周期成本管理方面迈出了一大步。2004年，制造商是否已将产品名称从PLC更改为PAC尚未透露。3.1概述3.1.3PLC的应用领域，目前PLC广泛应用于冶金、石油、化学、建筑材料、机械制造、电力、汽车、轻工业、环境和文化娱乐等领域，随着PLC性能价格比例的提高，应用领域也在不断扩大。在PLC应用程序类型中，交换机逻辑控制运

12、动控制流程控制(PID闭环控制)数据处理通信网络(DCS、FCS系统配置)、3.1概述3.1.3PLC应用程序已从现有的工业设备和机器自动控制扩展到了以下应用程序：中小型过程控制系统、远程维护服务系统、节能监控控制系统和与生活相关的机器、与环境相关的机器以及快速增长的趋势。随着PLC和DCS相互渗透，边界变得模糊，PLC由3.2PLC控制系统与电气控制系统的比较3.2.1电气控制系统组成，3.2PLC控制系统与电气控制系统的比较3.2.2PLC控制系统，3.2PLC控制系统与电气控制系统的比较3.2.3PLC等效电路，例如，三相异步电动机单向操作电气控制系统，三相异步电动机单向操作电气控制系统

13、三相异步电动机单向工作PLC控制系统，3.2PLC控制系统与电气控制系统比较3.2.4PLC控制系统与电气控制系统的区别，控制方法：硬：软工作方式：并行工作方式控制速度：慢速度：快定时和计数控制：低精度：高可靠性和可维护性：低可靠性：低可靠性：低微处理器核心、控制专用计算机PLC的基本组件包括硬件和软件两部分：中央处理器(CPU)、内存、输入接口、输出接口、通信接口、电源等PLC的软件：系统程序和用户程序、3.3 PLC组件概述、程序员、程序PLC中常用的三类CPU是：1)通用微处理器(例如Z80、8086、80286等)2)单芯片微处理器(8031、8096等)3)单芯片微处理器小型PLC，

14、如AMD29W:大部分8位通用在双CPU系统中，一个通常是文字处理器，通常使用8位、16位或32位处理器。其他处理器是使用制造商设计的专用芯片的位处理器。3.3PLC将配置3.3.2PLC的CPU和角色、CPU的角色，即根据系统进程提供的功能系统地指示PLC的角色。摘要包括：1)接收和存储从程序员或其他外围设备输入的用户程序或数据，2)电源诊断，PLC内部电路错误和编程语法错误，3)接收和存储从输入设备(接口)获取的现场输入状态或数据，4)单独读取、运行和存储存储存储存储的用户程序，将计算结果存储在内存中，5)根据计算结果标记3.3PLC构成了3.3.3PLC的内存、功能和内存的作用，例如通过

15、输出接口进行控制、表格打印或数据通信。在PLC中，存储主要用于系统程序、用户程序、数据内存类型：可读写RAM只读内存ROM、PROM、EPROM、EEPROM。3.3PLC配置3.3.3PLC的内存和功能，可执行系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑计算、通信和各种参数设置等功能。系统程序由PLC制造商编写，使用PLC时不会更改，与PLC的硬件配置相关，与PLC的性能相关。系统程序直接固化到制造商的只读内存ROM、PROM或EPROM中，用户无法访问和修改。3.3PLC根据控制对象生产过程和控制要求配置用户编写的应用程序3.3.3PLC的内存和功能。取决于PLC控制对象的要求，为了便于读取、检查和修复，用户程序通常保存在CMOS静态