第3章-可编程控制器概述.ppt
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1、第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 4/15/2020 4/15/20204/15/20201.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述本章主要内容本章主要内容n3.1 PLC的产生和定义的产生和定义n3.2 PLC的主要功能及特点的主要功能及特点 n3.3 PLC的应用和发展的应用和发展n3.4 PLC的分类的分类 n3.5 PLC的系统组成的系统组成n3.6 PLC与其它控制系统的区别与其它控制系统的区别n3.7 PLC的工作原理的工作原理n3.8 PLC的编程语言的编程语言 4/15/2020 4/15/2020
2、4/15/20202.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述n3 31 11 PLC1 PLC的产生的产生-GM10条n(1)(1)编程简单,可现场修改程序;编程简单,可现场修改程序;n(2)(2)维修方便,最好是插件式结构;维修方便,最好是插件式结构;n(3)(3)可靠性高于继电器控制装置;可靠性高于继电器控制装置;n(4)(4)体积小于继电器控制装置;体积小于继电器控制装置;n(5)(5)数据可以直接输入管理计算机;数据可以直接输入管理计算机;n(6)(6)可以直接用交流可以直接用交流115V115V;n(7)(7)输输出出为为交交流流115V,115V,容容量量要要求求2A2
3、A以以上上,可可直直接接驱驱动动电电磁磁阀阀、接接触触器器等等负载;负载;n(8)(8)通用性强,易扩展,扩展时原系统只需很少变更;通用性强,易扩展,扩展时原系统只需很少变更;n(9)(9)用户存贮器容量大于用户存贮器容量大于4KB4KB;n(10)(10)性能价格比可与继电器控制装置竞争。性能价格比可与继电器控制装置竞争。n31 PLC的产生与定义的产生与定义 4/15/2020 4/15/20204/15/20203.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 3.1.2 PLC3.1.2 PLC的定义的定义n 早早期期的的可可编编程程控控制制器器主主要要是是用用来来替替代代继继电
4、电器器控控制制系系统统的的,因因此此功功能能较较为为简简单单,只只能能进进行行开开关关量量逻逻辑辑控控制制,称称为为可可编编程程逻逻辑辑控制器控制器(Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller),简称简称PLCPLC。n “可可编编程程控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统,专专为为工工业业环环境境而而设设计计.它它采采用用了了可可编编程程序序的的存存储储器器,用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指
5、指令令,并并通通过过数数字字式式和和模模拟拟式式的的输输入入和和输输出出,控控制制各各种种类类型型机机械械的的生生产产过过程程。而而有有关关的的外外围围设设备备,都都应应按按易易于于与与工工业业系系统统联联成成一个整体一个整体,易于扩充其功能的原则设计易于扩充其功能的原则设计.”.”n 可以认为可以认为PLCPLC实质是一台工业控制用计算机。实质是一台工业控制用计算机。4/15/2020 4/15/20204/15/20204.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述n(一一)PLC)PLC的功能的功能1.开关逻辑和顺序控制开关逻辑和顺序控制 2.模拟控制模拟控制(A/D和和D/A控
6、制)控制)3.定时定时/计数控制计数控制 4.步进控制步进控制5运动控制运动控制6.数据处理数据处理 7.通信联网通信联网 3 32 PLC2 PLC的功能特点的功能特点 4/15/2020 4/15/20204/15/20205.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 (二)(二)PLCPLC的特点的特点n1.1.编程简单编程简单,易于使用;易于使用;n2 2可靠性高,抗干扰能力强;可靠性高,抗干扰能力强;n3.3.控制系统结构简单,通用性强;控制系统结构简单,通用性强;n4.4.功能完善;功能完善;n5.5.设计、施工和调试的周期短;设计、施工和调试的周期短;n6.6.体积小、
7、重量轻、功耗低,维护操作方便;体积小、重量轻、功耗低,维护操作方便;7.7.易于实现机电一体化易于实现机电一体化。4/15/2020 4/15/20204/15/20206.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述n硬件方面措施:硬件方面措施:n(1)(1)隔离隔离 n(2)(2)滤波滤波n(3)(3)在在PLCPLC内内部部对对CPUCPU供供电电电电源源采采取取屏屏蔽蔽、稳稳压压、保保护护等等措措施施.n(4)(4)内内部部设设置置连连锁锁、故故障障检检测测与与诊诊断断等等电电路路,一一旦旦发发生生故故障就报警。障就报警。n(5)(5)外外部部采采用用密密封封、防防尘尘、抗抗震震
8、的的外外壳壳封封装装结结构构,以以适适应应恶劣环境。恶劣环境。n软件方面措施:软件方面措施:n设设置置数数字字滤滤波波、故故障障检检测测与与诊诊断断程程序序,发发现现错错误误立立即即处处理理(封锁输出、报警、保护数据)(封锁输出、报警、保护数据).4/15/2020 4/15/20204/15/20207.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述3.3 PLC3.3 PLC的应用与发展的应用与发展3.3.1 PLC3.3.1 PLC的发展状况的发展状况3.3.2 PLC3.3.2 PLC的发展趋势的发展趋势1.1.向小型化、专业化、低成本方向发展向小型化、专业化、低成本方向发展;2.
9、2.向大容量向大容量,高速度方向发展高速度方向发展;3.3.智能型智能型I/OI/O模块的发展模块的发展;4.4.基于基于PCPC的编程软件取代编程器的编程软件取代编程器;5.PLC5.PLC编程语言的标准化编程语言的标准化;6.PLC6.PLC通信的易用化通信的易用化;7.7.组态软件与组态软件与PLCPLC的软件化的软件化;8.PLC8.PLC与现场总线相结合与现场总线相结合 4/15/2020 4/15/20204/15/20208.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 一方面向着大型化的方向发展,一方面则向着小型化一方面向着大型化的方向发展,一方面则向着小型化的方向发展。
10、的方向发展。nPLCPLC向大型化方向发展,主要表现在大中型向大型化方向发展,主要表现在大中型PLCPLC高功能、大高功能、大容量、智能化、网络化发展,使之能与计算机组成集成容量、智能化、网络化发展,使之能与计算机组成集成控制系统,对大规模、复杂系统进行综合的自动控制。控制系统,对大规模、复杂系统进行综合的自动控制。nPLCPLC向小型化方向发展,主要表现在下列几个方面:为了向小型化方向发展,主要表现在下列几个方面:为了减小体积、降低成本,向高性能的整体型发展;在提高减小体积、降低成本,向高性能的整体型发展;在提高系统可靠性的基础上,产品的体积越来越小,功能越来系统可靠性的基础上,产品的体积越
11、来越小,功能越来越强;应用的专业性,使得控制质量大大提高。越强;应用的专业性,使得控制质量大大提高。可编程序控制器的发展趋势可编程序控制器的发展趋势 4/15/2020 4/15/20204/15/20209.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述常用PLC的生产厂家1.1.日本立石(日本立石(OMRONOMRON)公司)公司的的C C系列可编程序控系列可编程序控制器;制器;2.2.日本三菱(日本三菱(MITSUBISHIMITSUBISHI)公司)公司的的F F、F1F1、F2F2、FX2FX2系列可编程序控制器;系列可编程序控制器;3.3.日本松下(日本松下(PANASONIC
12、PANASONIC)电工公司)电工公司的的FP1FP1系列系列可编程序控制器;可编程序控制器;4.4.美国通用电气(美国通用电气(GEGE)公司)公司的的GEGE系列可编程序系列可编程序控制器;控制器;5.5.美国艾论美国艾论布拉德利(布拉德利(A-BA-B)公司)公司的的PLC-5PLC-5系列可编程序控制器;系列可编程序控制器;6.6.德国西门子(德国西门子(SIEMENSSIEMENS)公司)公司的的S5S5、S7S7系列系列可编程序控制器。可编程序控制器。4/15/2020 4/15/20204/15/202010.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述国产P111G-MC
13、2型PLC国产SOC-48NE2型PLC 国产JH120H型PLC 日本FX型PLC美国通用PLC日本松下PLC合资产品欧姆龙PLC德国西门子PLC 4/15/2020 4/15/20204/15/202011.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 3.3.3 PLC 3.3.3 PLC的应用领域的应用领域 PLC PLC已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、纺织、环保和娱乐等行业。车、装卸、纺织、环保和娱乐等行业。PLCPLC的应用范围可分成的应用范围可分成5 5种类型。种类型。(1 1
14、)顺序控制)顺序控制如印刷机械、包装机械、机床装配生产线及电梯控制等。如印刷机械、包装机械、机床装配生产线及电梯控制等。(2 2)运动控制)运动控制PLCPLC把描述目标位置的数据送给模块,其输出移动一轴或数轴到目标位置。把描述目标位置的数据送给模块,其输出移动一轴或数轴到目标位置。(3 3)过程控制)过程控制PLCPLC还能控制大量的过程参数,如温度、流量、压力和液位。一个具有还能控制大量的过程参数,如温度、流量、压力和液位。一个具有PIDPID控制控制能力的能力的PLCPLC可用于过程控制。可用于过程控制。(4 4)数据处理)数据处理在机械加工中在机械加工中,PLC,PLC作为主要的控制与
15、管理系统可以完成大量的数据处理工作。作为主要的控制与管理系统可以完成大量的数据处理工作。(5 5)通信网络)通信网络 4/15/2020 4/15/20204/15/202012.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述PLCPLC的应用领域的应用领域传送带生产线控制传送带生产线控制灌装及包装机械灌装及包装机械木材加工木材加工电梯控制电梯控制空调控制空调控制纺织机械纺织机械印刷机械印刷机械 4/15/2020 4/15/20204/15/202013.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述3.43.4 PLC PLC的分类的分类一、按点数和功能分类一、按点数和功能分类(1
16、)超小型机超小型机:I/O点数为点数为64点以内,内存容量点以内,内存容量为为2561000字节;字节;(2)小型机小型机:I/O点数为点数为64256,内存容量为,内存容量为13.6K字节;字节;(3)中型机中型机:I/O点数为点数为2561024,内存容量,内存容量为为3.613K字节;字节;(4)大型机大型机:I/O点数为点数为1024以上,内存容量为以上,内存容量为13K字节以上;字节以上;4/15/2020 4/15/20204/15/202014.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述二、按结构形式分类二、按结构形式分类(1 1)整体式结构)整体式结构 一般的小型及超小
17、型一般的小型及超小型PLCPLC多为整体式结构,这种可编程多为整体式结构,这种可编程序控制器是把序控制器是把CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、I/OI/O接口及与编程器或接口及与编程器或EPROMEPROM写入器相连的接口、输入写入器相连的接口、输入/输出端子、电源、指示灯等都装输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装置。西门子公司的配在一起的整体装置。西门子公司的S7-200S7-200系列系列PLCPLC为整体为整体式结构。式结构。(2 2)模块式结构)模块式结构 模块式结构又叫积木式。这种结构形式的特点是把模块式结构又叫积木式。这种结构形式的特点是把PLCPLC的每个工作单元
18、都制成独立的模块,如的每个工作单元都制成独立的模块,如CPUCPU模块、输入模块、模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等。常见产品有输出模块、电源模块、通信模块等。常见产品有OMRONOMRON公司公司的的C200HC200H、C1000HC1000H、C2000HC2000H,西门子公司的,西门子公司的S5-115US5-115U、S7-S7-300300、S7-400S7-400系列等。系列等。4/15/2020 4/15/20204/15/202015.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 4/15/2020 4/15/20204/15/202016.第三章第三章
19、可编程序控制器概述可编程序控制器概述 3.5 PLC3.5 PLC的系统组成的系统组成n PLCPLC专专为为工工业业现现场场应应用用而而设设计计,采采用用了了典典型型的的计计算算机机结结构构,它它主主要要是是由由CPUCPU、电电源源、存存储储器器和和专专门门设设计计的的输输入入/输输出出接接口口电路等组成。电路等组成。PLCPLC的结构框图如图所示:的结构框图如图所示:图图3.1 PLC结构框图结构框图 4/15/2020 4/15/20204/15/202017.第三章第三章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述 1.1.中央处理单元中央处理单元(CPU)(CPU)n中中央央处处理理单单
20、元元(CPU)(CPU)一一般般由由控控制制器器、运运算算器器和和寄寄存存器器组组成成,这这些些电电路路都都集集成成在在一一个个芯芯片片上上。CPUCPU通通过过数数据据总总线线、地地址址总总线线和和控控制制总总线线与与存存储储单单元、输入元、输入/输出接口电路相连接。输出接口电路相连接。n它的主要功能有以下几点:它的主要功能有以下几点:n接收从编程器输入的用户程序和数据,送入存储器存储;接收从编程器输入的用户程序和数据,送入存储器存储;n用扫描方式接收输入设备的状态信号,并存入相应的数据区;用扫描方式接收输入设备的状态信号,并存入相应的数据区;n监监测测和和诊诊断断电电源源、PLCPLC内内
21、部部电电路路工工作作状状态态和和用用户户程程序序编编程程过过程程中中的的语语法错误;法错误;n执行用户程序,完成各种数据的运算、传递和存储等功能;执行用户程序,完成各种数据的运算、传递和存储等功能;n根根据据数数据据处处理理的的结结果果,刷刷新新有有关关标标志志位位的的状状态态和和输输出出状状态态寄寄存存器器表表的的内容,以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。内容,以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。nPLCPLC常用的常用的CPUCPU芯片有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。芯片有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。PLC PLC的的档次越高,所用的档次越高,所用的CPUCP
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