PLC基础知识介绍

1、第四章PLC基础知识、基本内容： PLC概要、基本功能、特长、应用范围、工作方式。 难点：动作方式、扫描时间。 重点：定义、基本功能、工作方式。 第一节PLC的基础知识，一、PLC的产生与历史二、可编程控制器的定义三、PLC的现状与发展趋势四、PLC的特点五、PLC的基本功能六、PLC与其他工业操纵系统的比较、一、PLC的产生与历史、世界第一个PLC 1969背景： 1968年美国通用汽车(为了适应汽车型号不断更新、生产技术不断变化的需求，实现小批量、多品种生产，希望能尽可能少地对电气操纵系统和配线进行再设、更换，降低成本，缩短周期的新型工业联控小滚珠。 设修思想：内投射继电器和电脑两大优点的

2、继电器操纵系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、故障排除困难、对生产过程变化适应性差、但易懂、价格低廉的计算机具有较强的灵活性(面向通用性强但难以编程的控制过程，使用面向问题的“自然语言”进行计程仪编程，即使不习惯电脑的人也能马上使用。 (梯形)，70年代初期：仅逻辑运算、时间节点、计数等顺序控制功能取代以往的继电器控制，一般为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) 70年代中期：微处理器技术应用于PLC，算术运算， 80年代以后，增加了数据传输、数据处理等功能：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16二进制位和32位色微处理器已应用

3、到PLC上，PLC得到了迅速发展。 PLC不仅增强了控制功能，还提高了可靠性，电功耗、小型化、降低成本，计程仪编程和故障检测更加灵活方便，具有通讯和网络、数据处理和图像显示等功能。 近年来，PLC发展迅速，PLC将三电(电子控制、电气设备、输电)一体化，聚集了性价比高、可靠性高的特点，已成为自动化工程的核心设备。 PLC是具备电脑功能的通用产业控制装置，其使用量掌门人。 PLC已成为现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、机械人、CAD/CAM )之一。 定义：国际电工委员会(IEC )于1987年公布了可编程控制器标准案第3稿。 草案中，可编程控制器的定义如下。 “可编程控制器是数字运算操作的

4、电子系统，专门针对工业环境中的应用进行了设定和修订。 采用可编程存储器，其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、时间节点、计数、算术运算等操作的指令，通过数字形式和模拟计程仪形式的投入产出，控制各种机械和生产过程。 可编程控制器及其相关的外围设备，请按照易于与产业系统一体化、易于扩展其功能的原则进行设定、修改”。 二、可编程控制器的定义三、PLC的现状和发展趋势1969年美国数据设备公司(DEC )首次开发了PLC，此后PLC得到了迅速的发展。 中国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、TI、日本OMRON、三菱、富士、德意志西门子等厂家产品不断进入中国，在各个行业的工程系统中占有重要地位。P

5、LC三大流派欧洲：德意志的西门子(SIEMENS )、AEG及法国的TI公司美国： A-B(Allen-Bradly ) (其产品约占美国PLC市场的50。GE(General Electric )、modicon (modicon )公司、德州仪器(T1 )公司、黄金(Gould )公司、西屋公司日本：三菱电机(mitsubbon )在中国，OMRON产品的销售额掌门人。现在，国内市场有韩国，福摩萨等的PLC产品，现在，系列化的国产PLC上市，其价格相对便宜，性价比高。西门子PLC外形图、2006-3-3、10、S7-200系列PLC、S7-300系列PLC、S7-400系列PLC、三菱PL

6、C外形图、2006-3 CPM1A、CPM2A系列PLC、PLC的国内外状况如下： 1974年直到1977年，中国首次研制了有实用价值的PLC，并开始应用于批量生产和工业过程的控制。 主要生产厂家有北京牌和利时、服装设计师、张前苏。 洛阳易达、无锡信捷、南京嘉华、兰州全志、广州科签名、中山智达、恒日等。 (1)高速、大记忆容量方向的发展(电脑CPU处理速度nS级； 内存2mb ) (2)多品种方向的发展和可靠性的提高(超大型和超小型) (3)产品的进一步规范化、标准化(硬件、软件兼容的PLC) (4)分散型、智能型、与现场总线兼容的I0 (5)增强网络和通讯的能力(6) openmodular

7、architectureforcontrol (omac )是一种开放式的控制模数化体系结构，PLC的发展趋势出现在研究PLC在美国、欧洲和国内发展的论文中，关于世界自动化市场的过去、当前和可预见的未来近年来，PLC市场销售稳步的PC控制备受关注，但最终只能与高端PLC产品竞争，小型超小型PLC的发展势头令人瞩目的PLC和PC控制今后有可能融合。 通用性强、易使用功能强、自适应面广、可靠性高、抗扰度强的控制程序可变、计程仪编程方法灵活、易于掌握PLC操纵系统的设定、安装、调整和维护作业少。 控制程序的变更容易，灵活。 小型、轻量、低电功耗、4、PLC的特征、5、PLC的基本功能、1逻辑控制功能

8、2定时控制功能3校正数控制功能4步进控制功能5数据处理功能6电路控制功能7通讯网络逸出功8监视功能9供电中断存储功能10故障诊断功能，PLC通过步进电机控制， 1逻辑控制功能应用逻辑控制功能是PLC最基本的功能之一，是PLC最基本的应用领域，可代替以往的继电器操纵系统，实现逻辑控制和顺控。 单机控制、多机群控制、自动生产线控制有很多成功的例子。 例如工作母机电气控制、电动葫芦起重机、皮带运输机和包装机器控制、注塑机控制、自动电梯控制、饮料灌装生产线、家电产品(电视机、冰箱、洗衣机等)自动装配线控制、汽车、化工、造纸、压延自动生产线控制等。 2时间节点控制功能、时间节点控制功能是PLC最基本的功

9、能之一。 PLC中有很多用户可以使用的定时器，具有继电器线路的时间继电器一样的功能。 定时器的设定值(定时时间)可以在预计程仪编程时设定，也可以在运动中根据需要进行修正，使用方便灵活。 另外，PLC为正确的适时控制提供了高精度的时钟脉冲。 3计数控制功能、计数控制功能是PLC最基本的功能之一。 PLC提供给用户的大量计数器，当计数器计数了某个值时，产生用于实现某个操作的计数控制的状态信号(根据计数值)。 计数器的设定值可以在预计程仪编程时设定，也可以在运行中根据需要变更。 5数据处理功能、PLC大部分具有数据处理功能，能够实现算术运算、数据比较、数据传输、数据移位、数字变换解码编码等操作。中大

10、型PLC的数据处理功能更加完善，除了可以进行开方、PID运算、浮点运算等的操作外，还可以与CRT、打印机协作，实现计程仪程序、数据的显示、印刷。 8监视功能、PLC中设置了强大的监视功能。 操作人员可通过PLC手持设备和监视器监视PLC相关部分的运行状态。 利用计程仪手持通话器，可以调整定时器、计数器的设定值和当前值，根据需要可以变更PLC内部的逻辑信号的状态和数据区域的数据内容，非常便于调整和维护。 另外，在9供电中断存储功能中，在用于PLC内部的一部分存储器的RAM中设置供电中断保持用数据老虎钳(应用备份电池等)，即使在供电中断后，也能够长期保存该一部分存储器的信息。 为了保持切断PLC电

11、源后的数据内容，通过部分存储器指令，可以存储动作状态。 PLC的电源恢复后，可以根据原来的动作继续化学基。 10故障诊断功能，PLC自诊断系统构成，部分硬件状态，指令的合法性等，发现异常，发出警报显示错误类型，如果是重大错误则可以自动中止运行。 通过PLC的故障自诊断功能，大幅提高了PLC操纵系统的安全和维护性。 六、PLC与其他工业控制系统的比较、PLC与继电器操纵系统的比较继电器控制采用硬合十礼方式组装，只能完成规定的功能。 PLC控制如果变更普通计程仪程序，变更少量的接线端子，就能够应对生产流程的变更。 从适应性、可靠性及设定、安装、维护等各方面进行比较。 以往的继电器控制大多被PLC取

12、代。 与工业用订正机相比，在工业用控制机控制机的控制中，要求开发者具有高度的订正机专业知识和微机软件计程仪编程能力。 PLC通过面向控制过程、以面向问题的“自然语言”进行预计程仪编程，即使是不习惯电脑的人也能立即使用，应用变得容易普及。 PLC是针对工业现场应用而修订的，更有高可信。 在模型复杂、校正量大难、要求实时性的环境下，产业控制机能够更好地发挥其专业性。 第二节PLC基本原理、2.1 PLC内部硬件分块图及各部分作用2.2 PLC动作过程特征及主要性能指标2.4 PLC分类、2.1 PLC内部硬件分块图及各部分作用、2.1.1 PLC组成PLC由4个部分组成：中央处理单元针织面料(电脑

13、CPU板)，及， PLC的基本构成与一般的微机系统类似：以微处理器为核心，控制用的特殊修正计算机PLC的基本构成包括硬件和软件两个PLC的硬件：中央处理器(电脑CPU )、存储器、输入接口、输出接口对电源等PLC的软件进行总结如下：1)接收并存储从PLC编程盒或其他外围设备输入的用户计程仪程序或数据；2 )诊断电源、PLC内部电路的故障或计程仪编程中的语法错误；3 )从输入用户针织面料(接口)得到的字段4 )通过一个接一个读出并执行存储器中的用户计程仪程序的输出接口来实现控制、表校正、打印和数据通讯等功能，对于PLC经常采用的电脑CPU，1 )通用微处理器(Z80、8086、80286等)2)

14、单片微处理器3种中型PLC :多采用16二进制位通用微处理器和单片微处理器的大型PLC :多采用高速二进制位芯片微处理器(32位色)的小型PLC是单电脑CPU系统。 中大型PLC多为双电脑CPU或多电脑CPU系统。 对于双电脑CPU系统，一个是文字处理器，使用8二进制位、16二进制位或32位色处理器，另一个是二进制位处理器，采用由各厂商设定、修订、制造的专用芯片。、存储器的作用：在PLC中，存储器主要是系统计程仪程序、用户程序计程仪程序、数据存储器的类型：读取/写入操作的随机存储器RAM只读存储器ROM、PROM、EPROM、E2PROM、2 .系统程序计程仪程序存储器、4 PLC输入将限位开

15、关、操作按钮、选择开关、行程开关、其他传感器输出的开闭量和模拟计程仪量(通过模拟计程仪数字转换进入机内)等PLC的各种控制信号转换为中央处理单元针织面料能够接收处理的信号， 将这些个的数据作为PLC的PLC输出接口-电路，将从中央处理单元针织面料发送来的弱电控制信号变换成现场所需的强电信号并输出，驱动电磁阀、接触器、马达等被控制设备的致动器。 I/O接口的作用：电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平多种多样，PLC内部电脑CPU处理的信号为标准电平信号。 通过光电分离和过滤功能，提高PLC的抗扰度，通常有状态显示，动作状况直观，容易维护。 I/O接口的类型：开关量投入产出接口、

16、天线计程仪投入产出接口、投入产出(I/O )点数： PLC的I/O点数是指PLC的I/O接口可容许的输入信号个数和输出信号个数的总和。 I/O点数是选择PLC的重要依据之一。 I/O点数不脚丫子时，可通过PLC的I/O扩展接口扩展系统。5.PLC计程仪手持设备和角色、计程仪手持设备的作用：用户计程仪程序的编辑、调试、输入、PLC内部的状态和残奥仪表可通过上线了监视，也可与PLC进行人机对话。 是PLC的开发、应用、维护不可缺少的设备。 6. PLC的电源和作用，PLC搭载了用于内部电路使用的开关式稳压电源。 与普通电源相比，PLC电源稳定性好，抗扰度高。 因此，对从电力网馈送的电源稳定度的要求不高，这通常允许电源电压在额定值的15%的范围内变动。 很多PLC还向外部供给直流24V稳压电源，以向外部传感器供电。 电源的容量。 PLC具备各种通讯接口、外部设备连接和打印机连接，可以进行进程信息、系统残奥表等输出印刷和监视屏连接，将控制过程图像显示为PLC连接，连接到多功能系统或网络，实现更大规模的控制和计算机连接， 配置多级分散控制系统，控制与管理相结合的人机接口(星模块知识分子二烯烃接口模块是一种独立的计算机系统，具有