可编程控制器技术应用 教学课件 冯宁 吴灏 第01章.ppt

第1章 可编程控制器概述 1.1 可编程控制器的特点和应用 1.1.1 可编程控制器的特点 1.1.2 可编程控制器的性能指标 1.1.3 可编程控制器的应用 1.1.1 可编程控制器的特点 1. PLC的产生与发展 ■ 世界上第一台PLC 1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功 ◆背景： 1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 ◆70年代初期： 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） ◆70年代中期： 微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能 ◆80年代以后：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位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。 PLC三大流派 自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色。 ●欧洲：西门子（Siemens）； 法国的TE（Telemecanique） ●美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） ●日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 FUJI （日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜） 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品 FX-PLC AnS QnA / AnA QnS S7-200 S7-300 S7-400 2. PLC的特点 ◆可靠性高，抗干扰能力强 ◆配套齐全，功能完善，适用性强 ◆易学易用 ◆系统设计周期短，维护方便，改造容易 ◆体积小，重量轻、能耗低 可靠性高，抗干扰能力强 可编程控制器采取了一系列的硬件和软件抗干扰措施，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。可编程控制器用软元件取代了继电器系统中容易出现故障的大量触点和接线，这是可编程控制器具有高可靠性的主要原因之一。 可编程控制器采取了一系列的抗干扰和提高可靠性的措施 : ◆ 所有的输入/输出（I/O）接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。 ◆ 各输入端均采用R-C滤波器。 ◆ 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 ◆ 采用性能优良的开关电源。 ◆ 良好的自诊断功能，一旦电源或其它软、硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。 配套齐全，功能完善，适用性强 具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能; 具有A/D、D/A转换，数值运算和数据处理等功能; 既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制； 既可以控制一台生产机械、一条生产线，也可以控制一个生产过程; PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。 易学易用 PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图进行。在最初的梯形图中，主要由人们所熟悉的常开触点、常闭触点、线圈、计时、计数等符号组成，对于使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员甚至技术工人所理解和掌握。 系统设计周期短，维护方便，改造容易 由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置，用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线。 体积小，重量轻、能耗低 PLC是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，它的结构紧凑，体积小，重量轻，功耗低，很容易装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想的控制设备 1.1.2 可编程控制器的性能指标 ◆输入/输出点数（I/O点数） ◆存储容量 ◆扫描速度 ◆指令条数 ◆内部寄存器 ◆功能模块 1.1.3 可编程控制器的应用 ◆开关量的控制 ◆模拟量的控制 ◆运动控制 ◆数据采集与监控 ◆联网、通信及集散控制 1.2 可编程控制器的结构及工作原理 1.2.1 PLC的结构 ◆ PLC的基本组成与一般的微机系统类