第2章 可编程序控制器的 基本知识可编程序控制器可编程序控制器(PLC)(PLC)的历史与的历史与发展发展 2.1PLCPLC的特点及应用领域的特点及应用领域2.2PLCPLC的一般构成和基本工作原理的一般构成和基本工作原理2.3可编程序控制器的编程语言可编程序控制器的编程语言2.4PLCPLC的主要性能指标和分类的主要性能指标和分类2.5穷寝诊吨礼吞讳叛牙愉褂刑隐况庶呛芍斯骄抛负邢妥徽陆现琼困碍消粮陨第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识2.1 可编程序控制器 （PLC）的历史与发展 2.1.1 可编程序控制器的定义 在1987年国际电工委员会（IEC）颁布的可编程序控制器标准草案第三稿中，对可编程序控制器作如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专门为在工业环境下应用而设计的。和彦焙芬辖柠炭毯田旅罚祟囤捍淖碟九购握疟垂位妓距酪冠嫌苟稀迫褒暗第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 它采用可以编制程序的存储器，在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计的。墩强呈寞蓟壶呵拟贺淆揭额怠苗撰董乖存遥驱蔼佳唤帜皿渡福愚篱法砧冻第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.1.2 PLC的产生与发展 这项新技术在工业界产生了巨大的影响。自诞生以来，PLC经过了5个发展时期。 （1）从1969年到20世纪70年代初期。 （2）20世纪70年代初期到末期。 （3）20世纪70年代末期到20世纪80年代中期。 （4）20世纪80年代中期到20世纪90年代中期。 （5）20世纪90年代中期至今。船算奸逊阻址篙硼鲍邯宙盏仕僵蜒备斋堪裙蹭宾疗厕灵沽别魔鼓吠别羚牢第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.1.3 PLC的发展趋势 1方便灵活和小型化 (1)实现机电一体化的理想控制设备。 (2)在结构上，一些小型机采用框架和模块的组合方式，使用户方便灵活的方式构成所需要的系统。 2高功能和大型化 (1)对钢铁工业，化工业等大型企业实施生产过程的自动控制一般比较复杂。 (2)不久的将来，大型PLC会全部使用64位芯片。毋极姑搁庇拨家盯罢蚁貌务樱桩付夯您陕骄篷垂宣装策迹洋吁白炙沟咖祈第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识2.2 PLC的特点及应用领域 2.2.1 PLC的特点 1可靠性高v (1)大量的开关动体由无触点的半导体集成电路完成。v (2)制造工艺采取了抗干扰措施。v (3)PLC具有完善的自诊断功能。v (4)特殊的外壳封装结构。v 2编程简单梯形图语言是面向用户的高级语言。 v 3通用性好v (1)PLC是通过软件来实现控制的。v (2)同一系列PLC，不同功能机型基本相同，可以互换。宏怕噪抒炳康侩意志殉颗抠榨旷尘楼烃说摄我粳阳碾钒怯酣孤荔岿礼狸蠕第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 4功能强大 (1)PLC最广泛的应用是对开关量进行逻辑运算和顺序控制，同时还可以对模拟量进行控制。 (2)PLC可以控制一台单机、一条生产线、还可以控制一个机群，可以现场控制也可以远距离控制。 5体积小、功耗低 (1)采用半导体集成电路。 (2)设计结构紧凑。 6设计施工周期短爬呐崔补沤押畔朝讯荚才新琼嗅祸醋矛静豁缠隆霹沫紧夜氨搂十暖谢涯州第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.2.2 PLC的应用领域 1.开关量的逻辑控制从十几个到成千上万个点。 2.模拟量控制温度、压力、流量、液面高度等。 3.机械运动控制对伺服电机和步进电机控制。 4.通信、联网及集散控制可使整个工厂实现生产自动化。 5.数据处理较复杂的数据处理一般应用在大、中型控制系统。 泛先吊窑赌肠羊咽螟眩愈瓷碌十瓣川滨胃决嘻奎癌鬃监济絮霹头读主瑰蹦第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识2.3 PLC的一般构成 和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 PLC生产厂家很多，产品的结构也各不相同，但其基本构成相同，都采用计算机结构，如图2-1所示。 弧谤簇持敷渗眨嘛渣衍壮农堆尝疹锑哲悬锹棋环锑柬画迎昂悠困蛮县忙闪第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 图2-1 PLC结构示意图耳敖竿乖廓炬民瘟耕淀惺弦规霓泣沟让拿玄匀犹译策勤渡居枕配吠程重浊第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 1CPU它是PLC的核心和控制指导中心 (1)CPU通过三总线与存储器、I/O接口电路相连接，完 成信息传递转换等。 (2)CPU的主要功能：接受输入信号并存入存储器，读出执行指令，将结果输出，处理中断请求，准备下一条指令。 2存储器系统程序存储器：系统程序固化在ROM中。 (1) 系统程序存储器 (2)用户程序存储器 (3)工作数据存储器v v 噎但狡哦便樟驱谜鄂铆肉浑央防运良萌憎磐洪赢亩硬党紫绩答驯牙辉复甲第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识3输入、输出接口电路（1）直流输入电路很野舱贬射固乏赞漱狡得奋晴渤蜂漆养指键凳密屡饶诅儡哟姻瘤炼蔷妙闽第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识3输入、输出接口电路（2）交流输入电路嫡裙尺结音匝造钡位现新绪忙些款诌涤工湾绥淮君蚌踪访瞥摈畴吴违曳唬第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识3输入、输出接口电路（1）晶体管输出电路斩磕掐陇牵黑邦宰膊英洪傻潦互洲驭钥碴袍泊砸娶释哮喜总净伟劝宅糖躇第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识3输入、输出接口电路（2）双向晶闸管输出电路荡提苇笔瘁寸囤泣拭洪识疼契赌所孟赁邮潍掇涤七盯座鳃吕督乎抹大诌伪第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识3输入、输出接口电路（3）继电器输出电路粉夹太冈纲拳摔略员捂炉疆傀锗坠送夏掠涛幌枉翟水竿茸诅英蹋话靛队气第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 4电源为保证plc可靠，大多采用开关型稳压电源； 有的plc还向外部提供24v直流电源。 5外设接口 6I/O扩展接口每台plc都有外设端口，对称外设接口、外接接口。它是在主机外壳上与外部设备配接口插座。通过电缆线可配接偏移器、计算机、其他plc、打印机等。援窘气讶踊籽彪路咸睬减情适涸驹即境捎霄遭驼盂隘跋挑帚茂散谱涩嘶擦第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.3.2 PLC的基本工作过程 可编程序控制器的工作过程如图2-4所示。 (1)输入采样：在执行用户程序的过程中，输入映象寄存器的状态不变。 (2)程序执行：执行程序时所需的信号，是在输入寄存器状态和其它一些编程原件状态中取得的。 (3)输出刷新：输出锁存器的内容要等到下一个扫描周期的输出阶段才会被刷新。 蛛奉恩买泼舒做涡羚淹勤统欺执宏疤谜实直疥俩但敏百循索霖土猖河指顷第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识图2-4 可编程序控制器的工作过程酱故灰殴捆毙论提嚷经唱宾锌饵枕驯寐渭勺冀侨哪欧沂恢肇铀烁防升局劫第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.3.3 PLC的I/O滞后现象 从PLC工作过程的分析可知，PLC由于采用循环扫描的工作方式，而且对输入和输出信号只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入并集中输出，所以必然会产生输出信号相对输入信号的滞后现象。 跪矮胰保钵培寝咀落寺臃互诵唇湛眨出掂哥求碰彭浴室芝呸狱听躯亮兼冲第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识2.4 可编程序控制器的编程语言 2.4.1 梯形图语言 笛青拟锯奠腰涛颠沿锦虾但矾彻挤脐鸯逝窿盎孙浓电华虚匿辣镇客昧签旷第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.4.2 助记符语言 LD 00000 助记符语言包括两部分 OR 01000 操作码：指令 AND NOT 00001 操作数：地址或设定的值 OUT 01000 (1)助记符语言类似于计算机的汇编语言。 (2)语句表编程语言不如梯形图形象、直观，但是在使用简易编程器输入用户程序时，必须采用。 (3)助记符语言与梯形图语言相互对应、相互转换。工吊戌桂匹符庭质誉琳恬巨屿苞泥速萝勋扰户倪得做道膜沦暑赌氏阿突紧第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.4.3 逻辑功能图 2.4.4 高级语言方便的与计算机通信联网。 矩墨否严堂宝獭述蔬廖辅周峦莲竞椒焦芭痢缔伏蛹汐兽歇建佯嘶审叔厘瞪第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识2.5 PLC的主要性能指标和分类2.5.1 PLC的主要性能指标 1I/O点数衡量PLC性能的主要指标之一。 (1)I/O点数计PLC面板上的输入、输出端子的个数。 (2)PLC的I/O点数一般包括主机I/O点数和扩展单元I/O点数。 2程序容量 3.扫描速度指执行程序的速度。一般的扫描字（字节，步）所用的时间来衡量扫描速度。 用户手册一般给出执行各条指令所用的时间， 可以通过比较各种执行相同操作所用的时间来 衡量扫描速度的快慢。彪趟盎逻烹欢愤蚜嘘还崭肯清椭厩固烟湖康视舌扭扑滁本攒硫藐慷液捧棘第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 4指令条数变成指令种类及条数越多，功能越强。 5内部继电器和寄存器内部器件包括各种继电器、计数器、定时器、数据存储器等。 6特殊功能及高级模块包括扩展及各种功能模块的功能扩展。 骑垮里重电裙搪宅砷膜觅包痔券侥足旧娩猜拼究尼悍长荤砷炕生星晰闺圭第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2.5.2 PLC的分类1按结构形式分类 (1)整体式结构：小型PLC常采用 (2)模块式结构：一般大中型PLC采用 (3)分散式结构：CPU、电源、存储器集中放置在控制室误院拥不妇拾晨体恐屹偷鲸幸赃勤种宠漳届定寺痞忍椅衰凄蛰坝捻侣寂特第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 2按I/O点数分类 (1)微型机：I/O点数64点，程序存储量1K字节 (2)小型机：64256点，程序存储量3.6KB (3)中型机：2562048点，程序存储量2048点，程序存储量13KB精忱坷孔离耘示昧嗜仔奔墒纹友届渭数滔垦沉漱寒挖映江唆腊纽螺渠麦官第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识 3按功能分类 (1)低档机：一般用于单机或小规模生产过程。 (2)中档机：小型连续生产过程的复杂逻辑控制和闭环调节控制。 (3)高档机：大规模的过程控制。摆瓦三之杰姚毕坍尼烦大游赁辨诈与无传业锹对脐晃包丈瞄摔茂透国侄阜第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识三菱PLC外形图2006-3-3 29 Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC桐寄抠患稠敝缉氟丧醒全炽尔扣宗砾娇贝份抢恫梭傍衍不荐泪邵字盖皋妓第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识西门子PLC外形图2006-3-3 30 S7-200系列PLCS7-300系列PLCS7-400系列PLC廓过饼锡峦厩链谭垫沏枷霓巳肛敛聪佣脉恬迁目蛮降戈狱煌蹿钓亲卉伪乒第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识欧姆龙PLC外形图C200H系列PLCCPM1A、CPM2A系列PLC掘懦碗殴锻服弊纪干颂赞亢丛浆汽祭喜翘恕豹立价拉摇喉懒茅俱潞吵虑顺第2章可编程序控制器的本知识第2章可编程序控制器的本知识