S7-200 PLC原理及应用 作者 田淑珍 第1章 可编程控制.ppt

第1章 可编程控制器的概述 本章要点 ? 可编程控制器的产生、特点、分类与发展 ? 可编程控制器的定义和基本含义 ? 可编程控制器的基本组成及各部分的作用 ? 可编程控制器的工作原理 ? 可编程控制器的技术指标 1.1 可编程控制器的产生 1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。 我国从1974年也开始研制可编程序控制器，1977年开始工业应用。 1.2 可编程控制器的定义 1987年2月颁发了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”，是一种计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术操作，它还具有“数字量和模拟量输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。 定义还强调了可编程控制器应直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 1.3 可编程控制器的基本组成 1.3.1 控制组件 可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。 1.4 可编程控制器的工作原理及主要技术指标 1.5 可编程控制器的分类、特点、应用及发展 1.5.1 可编程控制器的分类 1. 按I/O点数和功能分类:由I/O点数的多少可将PLC的I/O点数分成小型、中型和大型。 2. 按结构形式分类:PLC可分为整体式结构和模块式结构两大类。 1.5.2 可编程控制器的特点 （1）编程简单，使用方便。 （2）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性。 （3）功能强，扩充方便，性能价格比高。 （4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便。 （5）可靠性高，抗干扰能力强。 （6）体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。 1.5.3 可编程控制器的应用 1. 逻辑控制 2. 运动控制 3. 过程控制 4. 数据处理 5. 构建网络控制 * * 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 1. CPU单元 CPU是可编程控制器的控制中枢。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。 CPU的功能有：它在系统监控程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映象寄存区域，PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据的传送、逻辑运算、算术运算等，然后将结果送到输出映像寄存区域。简单地说，CPU的功能就是读输入、执行程序、写输出。 CPU常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。通用型微处理器常见的如Intel公司的8086、80186、到Pentium系列芯片，单片机型的微处理器如Intel公司的MCS-96系列单片机，位片式微处理器如AMD 2900系列的微处理器。小型PLC 的CPU多采用单片机或专用CPU，中型PLC的CPU大多采用16位微处理器或单片机，大型PLC的CPU多用高速位片式处理器，具有高速处理能力。 2. 存储器 可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 只读存储器ROM用以存放系统程序，可编程控制器在生产过程中将系统程序固化在ROM中，用户是不可改变的。 用户程序和中间运算数据存放的随机存储器RAM中，RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。 它存储的内容是易失的，掉电后内容丢失；当系统掉电时，用户程序可以保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。 EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，用来存放需要长期保存的重要数据。 3. I