可编程控制器原理与程序设计(第2版)[谢克明] 第1章.ppt

1、2020/7/29，1，可编程控制器原理和编程，2020/7/29，2，本课程主要内容概述的一般结构的工作程序阶梯控制系统设计欧姆公司简介，2020/7/29，4，1.1.1 PLC的定义1:可编程节目控制器的生成是PLL可节目矩阵控制器可编程矩阵控制器(PMC)可节目顺序控制器可编程序列控制器(PSC)可节目逻辑控制器可编程序列控制器(PLC)，1概述，2020/7/29，5，从用户角度来看，下一代控制器应简化以下10茄子条件(1)编程，并可以现场修改程序。(2)维护方便，插件更好；(3)比继电器控制柜可靠性高。(4)体积小于继电器控制柜；(5)数据可以直接发送到管理计算机。(6)可成本地与

2、继电器控制柜竞争。(7)输入可以是AC 115V(即美国电网电压)。(8)输出到AC 115V，2A或更高，可以直接驱动螺线管阀门。(9)扩展时，现有系统只需要进行较小的更改。(10)用户节目存储容量可以扩展到至少4KB。2020/7/29，6，1969年，美国数字设备公司(DEC)根据投标要求开发了世界上第一个可编程节目控制器，并首次成功地应用于GM的汽车生产线上。1980年，美国传记制造商协会(NEMA)正式命名为可编程控制器(PC)。但是，为了区别于个人电脑(个人电脑)的缩写PC，可编程节目控制器通常称为PLC。2020/7/29，7，23360可编程控制器的定义，国际传记技术委员会(I

3、EC)在1987年将可编程控制器定义为：“可编程可编程控制器是为在产业环境中使用而设计的数字计算电子系统。使用可编程内存在内部存储执行逻辑、顺序控制、计时、计数和算术运算的命令，并通过数字和模拟输入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设备应使用易于与产业控制系统集成、易于扩展功能的原则进行设计。”简单地说，PLC以嵌入式CPU为核心，具有输入、输出等模块，易于用于产业控制领域的设备。PLC与机器人、计算机辅助设计和制造一起被称为现代工业的三大支柱。2020/7/29，8，1.1.2 PLC的特性，1。与继电器控制逻辑比较，2020/7/29，9，2。与微机相比，1)应用范围微电

4、脑复盖范围2)环境要求微机对环境要求高，干扰小，温度、湿度适中。PLC用于产业现场环境。3)I/O微电脑I/O端口不需要传记隔离。PLC I/o端口需要传记隔离。4)编程微电脑系统具有丰富的编程语言，用户必须具有一定水平的电脑硬件和软件知识，PLC向用户提供的编程语句较少，逻辑简单，易于学习和掌握。2020/7/29，10，5)系统功能微机通常具有功能强大的系统软件，可执行设备管理、档案管理、存储管理等，为方便用户，还配备了大量应用软件。PLC通常只有简单的监控程序，可以检查故障、输入和更正用户节目、运行和监控用户节目等。6)计算速度和存储容量微机计算速度快，现达到纳米初级，存储容量大。PLC

5、会影响数据处理速度，因为介面响应速度慢。典型的介面响应速度为2毫秒，PLC的软件少，编程短，因此内存容量小。7)价钱微机是通用机器，功能完善，价格比较高。PLC是专用机器，功能少，价格便宜。2020/7/29，11，简而言之，从适应范围来看，PLC是用于产业自动化的专用微电脑控制系统，结构简单，抗干扰能力强，学习和掌握方便，价格比普通微系统便宜。微型计算机是通用的。从工业控制的角度来看，PLC是控制通用机，微型计算机是制造任何控制设备的专用机。长期来说，由于PLC的功能不断提高，更多地采用微电脑技术，微机也为了满足用户的需求，更耐用、更易于维护的计算机在市场上上市，因此，两者徐璐渗透，PLC和

6、微机的界限逐渐模糊，两者将长期共存，并各自与所长共同发展。2020/7/29，12，1.1.2 PLC功能，1。可靠性、抗干扰能力“专为恶劣产业环境而设计的电脑”2。功能增强：功能增强、可扩展性、价钱/性能。编程简单，使用方便。PLC使用阶梯语言编程很容易掌握。4.线上程式设计：在产业现场，您可以使用可携式程式设计人员或笔记型电脑对PLC进行程式设计，如果PLC连接至网路，则可以在网络的任何位置对PLC进行程式设计。5.安装方便，维护方便。模块化结构，现场安装简单，维修方便。6.小大小，重量轻，功耗低：是“机电一体化”特有的产品。7.低成本价钱，2020/7/29，13，1.1.3 PLC的用

7、途，1逻辑控制可编程控制器具有执行“and”、“or”、“not”等逻辑运算的能力，可以实现逻辑运算。2过程控制(模拟控制)可编程控制器可以接收持续变化的模拟(例如温度、压力、流量等)，模拟I/0模块允许在模拟和数字之间进行A/D转换和D/A转换。2020/7/29，14，3位置，速度控制(闭环曹征控制)4数据监控：PLC具有执行数据收集、分析和处理的数学计算、资料传输、转换、排序和检查表、比特操作等功能。5构成大规模控制网络可编程控制器的通信包括主机和远程I/0之间的通信、多个可编程控制器之间的通信、可编程控制器和其他智能控制设备(如电脑、变频器)之间的通信。可编程节目控制器可以与其他智能控

8、制设备一起配置“集中管理、分布式控制”分布式控制系统。专用智能I/o单元越来越多，旨在进一步简化2020/7/29，15，1.1.4 PLC的发展、1小型、2小型、超大型3智能化专用控制领域的系统设计和编程，这些模块的特点之一是具有可独立运行的CPU，与PLC主机并行工作，在速度、精度、适应性、可靠性等各个方面对PLC进行了完美补充它们与PLC紧密结合，克服了PLC扫描工作方式的限制，并执行了许多PLC本身无法完成的功能。这些模块的编程，边界与PLC一致，使用方便，并根据需要推出了新的智能设备。2020/7/29，16，4 CPU功能增强5支持多种产业标准总线的更多产业总线，使联网更容易，配置

9、工程控制网络更容易。6编程软件标准化使用国际标准化的编程语言，大大缩短了开发周期。7人机交流功能加强了配置操作面板、触控式屏幕等人机对话手段，使应用领域进一步扩大和应用更加容易。8数据处理能力大大提高，2020/7/29，17，1按结构分类(1)整体结构(单位结构)得到了显着提高。一体式结构将CPU、存储、I/O设备、电源供应设备和通信等部件安装在金属或塑料盘柜中，从而将所有部件安装在一个模块中，形成整体。整体式PLC可直接安装在机床或传记控制柜中。特性：结构紧凑，大小小，成本低，安装方便，可与受控设备集成。适用于点数较少的系统，通常是小型或微型PLC。1.1.5 PLC分类，2020/7/2

10、9，18，一体式结构，图1一体式结构箱，2020/7/29，19，(2)模块化结构CPU，电源供应设备，I/O设备，电源供应设备将CPU、电源供应设备、I/o模块和特殊功能设备插入一个机架中，以构成总I/o点数较多的大型集成控制系统。大中型PLC。功能：配置非常灵活，您可以根据系统规模选择不同类别的CPU、不同的I/o模块和功能模块。模块大小均匀，安装整齐，对具有大量I/o点的系统选择、安装调试、扩展、维修等非常方便。要配置系统，可以配置具有大量I/O点的大型统一控制系统，只需将CPU、电源供应设备、输入、输出模块和其他特殊功能模块(如通信、模块转换和数字模拟转换)插入底板即可。因此，适用于大

11、中型PLC。这种形式的PLC不仅需要各种模块，还需要使用机架(主机机架、扩展机架)将每个模块合并为一个模块。如果有多个机架，则必须使用缆线连接每个机架。2020/7/29，20，模块化块图表，模块化块图表，2020/7/29，21，模块化，Power in a Small Package！电源模块，CPU模块，I/o模块，底板，2020/7/29，22，(3)混合整个模块。特性：将两种牙齿的优点结合起来，CPU、电源供应设备和I/O设备也分别是单独的模块，但互连安装不需要底板(机架)，只需使用电缆进行设备到设备连接，每个模块都可以分层。这样不仅可以灵活地配置系统，而且可以作为较小的尺寸使用。2

12、020/7/29，23，混合PLC结构，混合PLC结构框，2020/7/29，24，1.1.5 PLC分类，2 I/O点(1小型，特别是超小型PLC的I/O不显示为模块，与中央处理器、电源供应器等一起显示)(2)中间：128点I/o点512点。所有中等规模或更大的PLC都是I/o模块形式，大部分与中央处理器、电源供应等模块分开安装，因此可以方便地扩展I/o容量，提供各种模块，并可以自由地混合使用，无需固定安装位置，从而灵活地配置用户所需的控制系统。(3)大：I/o点数512点。按2020/7/29，25，3生产企业分类，德国西门子日本奥伦公司美国洛厄尔公司法国施耐德公司GE-FANAC日本三菱

13、电机公司日本日立公司日本东芝日本富士公司，2020/7/29，2020 PLC的性能只需大致了解一下。一般反映5个茄子方面的可用CPU筹码、编程语言、用户节目容量、扫描速度(ms/k)和I/O点数。一般来说，CPU等级高，编程语言完美，用户节目容量大，扫描速度快，I/O点数多，PLC性能好，功能强，价格高。2020/7/29，27，1。用户存储容量PLC的存储包括三个部分：系统节目存储、用户节目存储和数据存储。PLC的用户内存由最后两部分组成。PLC存储容量通常是用户节目内存和数据存储容量的总和，描述系统向用户提供的可用资源是系统性能的重要技术指标。牙齿存储容量越大，可编制的程序就越复杂。一般

14、小型机型的用户存储容量为数千个字符，大型机的用户存储容量为数万个字符。2020/7/29，28，2。I/O . I/o点数I/o点数是PLC可以接受的输入开关信号(外部输入)和输出开关信号的总和。描述PLC大小的重要参数。3.模块和数字模拟通道的数量是输入和输出的模拟数量的总和。2020/7/29，29，4。扫描速度PLC以循环扫描方式工作，完成一次性扫描所需的时间称为扫描周期。扫描速度是PLC扫描1K字符用户程序所需的时间，通常以ms/K为单位，扫描速度越快越好。通常，1000个命令的执行时间约为10毫秒。小型或超小型机器检查时间可能大于40毫秒。影响扫描速度的主要因素是用户程序的长度和PL

15、C产品类型。PLC的CPU类型、机器文字长度等直接影响PLC计算精度和运行速度。5.命令数和功能命令系统是PLC中所有命令的总和。可编程控制器的编程命令越多，软件功能越强，但熟悉应用程序也相对复杂。用户应根据实际控制要求选择适合相应命令功能的可编程控制器。2020/7/29，30，6。内部寄存器的配置和容量7。特殊功能单元8。可扩展性输入点、输出点、存储容量、网络功能和可扩展模块数等9。诊断功能10。通信介面、2020/7/2020/7/29，32、整体结构将CPU、存储、ROM、I/O介面、电源供应设备、通信等部件安装在金属或塑料盘柜中，从而将所有电路安装在一个模块中，形成整体。单元式PLC

16、可以直接安装在机器或传记控制柜中。小型PLC主要是指I/o点数较少的系统，所有小型系统均使用这种基于单位的结构。特性：结构紧凑、大小小、成本低、安装方便、控制设备集成方便，一般为小型或微型PLC。适用于点数较少的系统。2020/7/29，33，1.2 PLC的一般结构，2 .模块化PLC结构，模块化PLC以使用大厦块的方式配置系统。将CPU、电源供应设备、I/o模块和特殊功能设备插入一个机架中，以构成总I/o点数较多的大型集成控制系统。2020/7/29，34，模块化特性是CPU是独立模块，输入设备和输出设备也是独立模块。电源供应设备、通信等都是作为模块配置的，因此配置非常灵活，您可以根据系统规模选择不同类别的CPU、不同的I/o模块和功能模块。模块大小均匀，安装整齐，对具有大量I/o