1、認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)PLCPLC3.1.1 PLC3.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展3.1.2 PLC3.1.2 PLC的定義和分類的定義和分類3.1.3 PLC3.1.3 PLC的功能和特點(diǎn)的功能和特點(diǎn)3.1.4 PLC3.1.4 PLC的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程l傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)控制裝置傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)控制裝置繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、容易操作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、容易操作 。缺點(diǎn)缺點(diǎn)體積龐大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、接線復(fù)雜、故障體積龐大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、接線復(fù)雜、故障率高、可靠性及靈活性差率高、可靠性及靈活性差 。應(yīng)用應(yīng)用比較適用于工作模式固定，控制邏輯簡(jiǎn)單比較適用

2、于工作模式固定，控制邏輯簡(jiǎn)單等工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。等工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。 3.1.1 PLC3.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展l用戶迫切用戶迫切需要需要一種先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置一種先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)先進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)先進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng) 什么時(shí)什么時(shí)間？誰(shuí)提出間？誰(shuí)提出要造要造PLCPLC？ 二十世紀(jì)六十年代末期，美二十世紀(jì)六十年代末期，美國(guó)汽車制造工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，國(guó)汽車制造工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，為了適應(yīng)市場(chǎng)為了適應(yīng)市場(chǎng)從少品種大批量生從少品種大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，為了盡可能減少轉(zhuǎn)變過(guò)程中控制為了盡可能減少轉(zhuǎn)變過(guò)程中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造時(shí)間，

3、減少經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)成本，成本，19681968年美國(guó)通用汽車公司年美國(guó)通用汽車公司GMGM（GenerlMotorsGenerlMotors）公開(kāi)招標(biāo)，）公開(kāi)招標(biāo)，要求用要求用新的控制裝置取代生產(chǎn)線新的控制裝置取代生產(chǎn)線上的繼電接觸器控制系統(tǒng)。上的繼電接觸器控制系統(tǒng)。PLCPLC的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展l可編程序邏輯控制器的可編程序邏輯控制器的產(chǎn)生產(chǎn)生 美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DECDEC）根據(jù)這一設(shè)想，于）根據(jù)這一設(shè)想，于19691969年年研制成功了第一臺(tái)可編程序控制器。由于當(dāng)時(shí)主要用研制成功了第一臺(tái)可編程序控制器。由于當(dāng)時(shí)主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，

4、故稱為于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程序邏可編程序邏輯控制器輯控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。 KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1案例：正反轉(zhuǎn)電路案例：正反轉(zhuǎn)電路QFRFUM3 KM1KM2 M+ 0V M1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 S7-200CPU L N COM0 0.0 0.1 0.2 0.3SB1 SB2 SB3KM1 KM2KM1KM2PLC電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路I0.0Q0.0I0.1I0.2

5、Q0.1Q0.0I0.1Q0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1PLC電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序( )( ) PLC從產(chǎn)生到現(xiàn)在經(jīng)從產(chǎn)生到現(xiàn)在經(jīng)歷了幾代的發(fā)展過(guò)程？歷了幾代的發(fā)展過(guò)程？ 第二代第二代PLC（19731975年）：采用了年）：采用了8位微處理器及位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，增加了數(shù)字運(yùn)算、傳送、比較等功能增加了數(shù)字運(yùn)算、傳送、比較等功能，能實(shí)，能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，開(kāi)始具備自診斷功能，初步形成系列化?，F(xiàn)模擬量的控制，開(kāi)始具備自診斷功能，初步形成系列化。 從從PLC產(chǎn)生到現(xiàn)在，已發(fā)展到第四代產(chǎn)品。其過(guò)程基產(chǎn)生到現(xiàn)在，已發(fā)展到第四代產(chǎn)品。其過(guò)程基本可分為：本可分為： 第一代第一代

6、PLC（19691972年）：大多用一位機(jī)開(kāi)發(fā)，年）：大多用一位機(jī)開(kāi)發(fā)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，只具有單一的邏輯控制功能，機(jī)種單只具有單一的邏輯控制功能，機(jī)種單一，沒(méi)有形成系列化。一，沒(méi)有形成系列化。 第四代第四代PLC（1983年現(xiàn)在）：不僅全面使用年現(xiàn)在）：不僅全面使用16位、位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC(reduced instruction set computer)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)等高級(jí)CPU，而，而且在一臺(tái)且在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)微處理器，進(jìn)行多通道處理，同時(shí)中配置多個(gè)微處理器，進(jìn)行

7、多通道處理，同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模塊，使得第四代生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模塊，使得第四代PLC產(chǎn)品產(chǎn)品成為成為具有邏輯控制功能、過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)具有邏輯控制功能、過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。 第三代第三代PLC（19761983年）：隨著高性能微處理器及年）：隨著高性能微處理器及位片式位片式CPU在在PLC中大量的使用，中大量的使用，PLC的處理的處理速度大大提高速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展，增加了

8、多種特殊增加了多種特殊功能功能，如浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算、三角函數(shù)、表處理、脈寬調(diào)制輸出，如浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算、三角函數(shù)、表處理、脈寬調(diào)制輸出等，自診斷功能及容錯(cuò)技術(shù)發(fā)展迅速。等，自診斷功能及容錯(cuò)技術(shù)發(fā)展迅速。 由于由于PLC的發(fā)展，使其功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控的發(fā)展，使其功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制的范圍，因而用制的范圍，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特點(diǎn)。已不能描述其多功能的特點(diǎn)。1980年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)給它起了一個(gè)新給它起了一個(gè)新的名稱，叫的名稱，叫programmable controller”，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱PC。由于。由于PC這一縮寫(xiě)在我國(guó)早已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)

9、這一縮寫(xiě)在我國(guó)早已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)(personal computer)的代名詞，為避免造成名詞術(shù)語(yǔ)混亂，因此在的代名詞，為避免造成名詞術(shù)語(yǔ)混亂，因此在我國(guó)仍沿用我國(guó)仍沿用PLC表示可編程控制器。表示可編程控制器。 正是由于正是由于PLC具有多種功能，并集三電（電控裝具有多種功能，并集三電（電控裝置、電儀裝置、電氣傳動(dòng)控制裝置）于一體，使得置、電儀裝置、電氣傳動(dòng)控制裝置）于一體，使得PLC在工廠中備受歡迎，用量高居首位，成為在工廠中備受歡迎，用量高居首位，成為現(xiàn)代工現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。之一。3.1.2 PLC3.1.2 PL

10、C的定義和分類的定義和分類lPLCPLC的定義的定義 經(jīng)歷經(jīng)歷：可編程邏輯控制器（：可編程邏輯控制器（PLCPLC）可編程控制器（可編程控制器（PCPC） 通用叫法通用叫法：可編程序控制器（：可編程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它），是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入具有豐富的輸入/ /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但由于但由于PCPC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal ComputerP

11、ersonal Computer）混淆，）混淆，所以人們還沿用所以人們還沿用PLCPLC作為可編程控制器的英文縮寫(xiě)。作為可編程控制器的英文縮寫(xiě)。 國(guó)際電工委員會(huì)（國(guó)際電工委員會(huì)（IECIEC）對(duì)可編程控制器的定義）對(duì)可編程控制器的定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)，專，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，

12、并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/ /輸出輸出控制各種類型的機(jī)械或生控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)過(guò)程?！卑窗惭b結(jié)構(gòu)分模塊式整體式lPLCPLC的分類的分類 整體化緊湊型整體化緊湊型PLC PLC ：電源、：電源、CPUCPU中央處理系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、I/OI/O接口都集成在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)。如接口都集成在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)。如西門(mén)子西門(mén)子S7-200S7-200系列。系列。 CPUCPU（基本單元）（基本單元） + + 擴(kuò)展模塊擴(kuò)展模塊 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)模塊式模塊式PLC PLC ：各種模塊相互獨(dú)立，并安裝在固：各種模塊相互獨(dú)立，并安裝在固定的機(jī)架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個(gè)完整的定的機(jī)架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個(gè)完

13、整的PLCPLC應(yīng)用系應(yīng)用系統(tǒng)。如：統(tǒng)。如：西門(mén)子西門(mén)子S7-300S7-300、S7-400S7-400系列。系列。 PS(電源模塊)CPU IM(接口模塊)SM: DISM: DOSM: AISM: AO CP:- 點(diǎn)-到-點(diǎn)- PROFIBUS- 工業(yè)以太網(wǎng)按點(diǎn)數(shù)功能分中型機(jī)小型機(jī)大型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)：指：指PLC面板面板上連接輸入和輸出信上連接輸入和輸出信號(hào)用的端子的個(gè)數(shù)。號(hào)用的端子的個(gè)數(shù)。用用輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)的和數(shù)的和來(lái)表示。來(lái)表示。分類分類主主 要要 功功 能能應(yīng)應(yīng) 用用 場(chǎng)場(chǎng) 合合低檔低檔PLCPLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位

14、，及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些還有少量模擬量還有少量模擬量I/OI/O功能和算術(shù)運(yùn)功能和算術(shù)運(yùn)算等功能算等功能開(kāi)關(guān)量控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)控開(kāi)關(guān)量控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)控制、順序控制等場(chǎng)合，有模制、順序控制等場(chǎng)合，有模擬量擬量I/OI/O功能的低檔功能的低檔PLCPLC應(yīng)用應(yīng)用更廣更廣中檔中檔PLCPLC除具有上述低檔機(jī)的功能外，還具除具有上述低檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量有較強(qiáng)的模擬量I/OI/O功能、算術(shù)運(yùn)功能、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送，以及遠(yuǎn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送，以及遠(yuǎn)程程I/OI/O通信聯(lián)網(wǎng)等功能通信聯(lián)網(wǎng)等功能適用于既有開(kāi)關(guān)量又有模擬適用于既有開(kāi)關(guān)量又有模

15、擬量的較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，量的較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如過(guò)程控制、位置控制等如過(guò)程控制、位置控制等高檔高檔PLCPLC除具有一般中低檔機(jī)的功能外，還除具有一般中低檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和模擬調(diào)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和模擬調(diào)節(jié)、特殊功能函數(shù)運(yùn)算、監(jiān)視、記節(jié)、特殊功能函數(shù)運(yùn)算、監(jiān)視、記錄、打印等功能，以及更強(qiáng)的通信錄、打印等功能，以及更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能進(jìn)行中斷控制、智能聯(lián)網(wǎng)功能，能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過(guò)程控制等控制、過(guò)程控制等可用于大規(guī)模的過(guò)程控制，可用于大規(guī)模的過(guò)程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，形成構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，形成整個(gè)工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)整個(gè)工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)按生產(chǎn)廠家分類按生

16、產(chǎn)廠家分類：1. 1. 日本立石（日本立石（OMRONOMRON歐姆龍）公司歐姆龍）公司：C C系列；系列；2. 2. 日本三菱（日本三菱（MITSUBISHIMITSUBISHI）公司）公司：F F、F1F1、F2F2、FX2FX2系列；系列；3. 3. 日本松下（日本松下（PANASONICPANASONIC）電工公司）電工公司：FP1FP1系列；系列；4. 4. 美國(guó)通用電氣（美國(guó)通用電氣（GEGE）公司）公司：GEGE系列；系列；5. 5. 美國(guó)艾論美國(guó)艾論布拉德利（布拉德利（A-BA-B）公司）公司：PLC-5PLC-5系列；系列；6. 6. 德國(guó)西門(mén)子（德國(guó)西門(mén)子（SIEMENSS

17、IEMENS）公司）公司：S5S5、S7S7系列。系列。3.1.3 PLC3.1.3 PLC的功能和特點(diǎn)的功能和特點(diǎn)lPLCPLC的功能的功能 控制功能控制功能 邏輯控制邏輯控制 定時(shí)控制定時(shí)控制 計(jì)數(shù)控制計(jì)數(shù)控制 順序控制順序控制1.1.邏輯量控制邏輯量控制 PLCPLC最基本的應(yīng)用，可用最基本的應(yīng)用，可用PLCPLC取代傳統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。如：機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)如：機(jī)床電氣控

18、制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)和包裝機(jī)械的控制、注塑機(jī)的控制、電梯和包裝機(jī)械的控制、注塑機(jī)的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器( (電視電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等) )自動(dòng)裝配線的控制、自動(dòng)裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動(dòng)生產(chǎn)線的控汽車、化工、造紙、軋鋼自動(dòng)生產(chǎn)線的控制等。制等。 2.2.模擬量控制模擬量控制 PLCPLC都具有模擬量處理功能，通過(guò)模擬量都具有模擬量處理功能，通過(guò)模擬量I IO O模塊模塊可對(duì)溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行可對(duì)溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行控制控制，而且編程和使用都很方便。，而且編

19、程和使用都很方便。 PLCPLC的模擬量控制功能已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)的模擬量控制功能已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)行業(yè)，例如自動(dòng)焊機(jī)控制、鍋爐運(yùn)行控制、連軋機(jī)的速行業(yè)，例如自動(dòng)焊機(jī)控制、鍋爐運(yùn)行控制、連軋機(jī)的速度和位置控制等都是典型的閉環(huán)過(guò)程控制的應(yīng)用場(chǎng)合。度和位置控制等都是典型的閉環(huán)過(guò)程控制的應(yīng)用場(chǎng)合。 3.3.運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制 指指PLCPLC對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制，也稱為位置控制。對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制，也稱為位置控制。早期：早期：PLCPLC通過(guò)通過(guò)開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量I/OI/O模塊模塊+ +位置傳感器位置傳感器+ +執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在：使用現(xiàn)在：使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊專用的運(yùn)動(dòng)

20、控制模塊來(lái)完成。來(lái)完成。應(yīng)用：金屬切削機(jī)床、電梯、機(jī)器人等各種機(jī)械設(shè)備上，典應(yīng)用：金屬切削機(jī)床、電梯、機(jī)器人等各種機(jī)械設(shè)備上，典型的如型的如PLCPLC和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)(CNC)組合成一體，構(gòu)成先進(jìn)的組合成一體，構(gòu)成先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床。lPLCPLC的功能的功能 數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理功能數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理功能數(shù)學(xué)運(yùn)算功能數(shù)學(xué)運(yùn)算功能數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理模擬數(shù)據(jù)處理模擬數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理： 現(xiàn)代現(xiàn)代PLCPLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)學(xué)運(yùn)算學(xué)運(yùn)算( (函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯

21、運(yùn)算) )、數(shù)據(jù)的移位、比、數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理通常析和處理。數(shù)據(jù)處理通常用在大、中型控制系統(tǒng)中用在大、中型控制系統(tǒng)中，如柔性，如柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人的控制系統(tǒng)等。制造系統(tǒng)、機(jī)器人的控制系統(tǒng)等。lPLCPLC的功能的功能 輸入輸入/ /輸出接口調(diào)理功能輸出接口調(diào)理功能具有具有A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換功能，通過(guò)通過(guò)I/OI/O模塊完成對(duì)模擬模塊完成對(duì)模擬量 的 控 制 和 調(diào) 節(jié) 。量 的 控 制 和 調(diào) 節(jié) 。lPLCPLC的功能的功能 通信、聯(lián)網(wǎng)功能通信、聯(lián)網(wǎng)功

22、能PROFIBUS DPPROFIBUS PA (Ex)PROFIBUS PA指指PLC與與PLC之間、之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)或其他智能設(shè)備間的與上位計(jì)算機(jī)或其他智能設(shè)備間的通信通信，利用，利用PLC和計(jì)算機(jī)的和計(jì)算機(jī)的RS-232或或RS-422接口、接口、PLC的的專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成可實(shí)現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，建立工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，建立工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。 lPLCPLC的功能的功能 人機(jī)界

23、面功能人機(jī)界面功能lPLCPLC的功能的功能 編程、調(diào)試等編程、調(diào)試等使用復(fù)雜程度不同的手持、使用復(fù)雜程度不同的手持、便攜和桌面式編程器、工作便攜和桌面式編程器、工作站和操作屏，進(jìn)行編程、調(diào)站和操作屏，進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)視、試驗(yàn)和記錄，并試、監(jiān)視、試驗(yàn)和記錄，并通過(guò)打印機(jī)打印出程序文件。通過(guò)打印機(jī)打印出程序文件。 STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有有MPI接口的接口的PG 或或PC傳送帶生產(chǎn)線控制傳送帶生產(chǎn)線控制灌裝及包裝機(jī)械灌裝及包裝機(jī)械木材加工木材加工電梯控制電梯控制空調(diào)控制空調(diào)控制紡織機(jī)械紡織機(jī)械印刷機(jī)械印刷機(jī)械lPLCPLC的特點(diǎn)的特點(diǎn) 高可靠性高可靠

24、性豐富的豐富的I/OI/O接口模塊接口模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)運(yùn)行速度快運(yùn)行速度快功能完善功能完善編程簡(jiǎn)單，易于使用編程簡(jiǎn)單，易于使用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便維修方便，維修工作量小維修方便，維修工作量小體積小、重量輕、能耗低、總價(jià)格低體積小、重量輕、能耗低、總價(jià)格低被被 控控 對(duì)對(duì) 象象輸入設(shè)備輸入設(shè)備（按鈕、行程開(kāi)（按鈕、行程開(kāi)關(guān)等）關(guān)等）輸出設(shè)備輸出設(shè)備（接觸器、電磁（接觸器、電磁閥等）閥等）繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)（由繼電器和連（由繼電器和連接導(dǎo)線組成）接導(dǎo)線組成）PLC（由程序?qū)崿F(xiàn)邏（由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯控制）輯控制）PLC控制與繼電器控制的比較：控制與繼

25、電器控制的比較：硬件存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPUI/OI/O接口接口編程器編程器電源電源系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序用戶程序用戶程序 可編程控制器由哪幾部分組成？可編程控制器由哪幾部分組成？ 相輔相成，缺一不可相輔相成，缺一不可軟件軟件3.1.4 PLC3.1.4 PLC的構(gòu)成和工作原理的構(gòu)成和工作原理PLCPLC硬件系統(tǒng)組硬件系統(tǒng)組成主要包括：成主要包括：主機(jī)主機(jī)輸入輸入/ /輸出擴(kuò)展單元輸出擴(kuò)展單元外部設(shè)備組成外部設(shè)備組成外部設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)用戶輸出設(shè)備微處理器（CPU）運(yùn)算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器I/O擴(kuò)展接口通訊及編程接口編程設(shè)備計(jì)算機(jī)打印機(jī)等傳感器按鈕、開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場(chǎng)用

26、戶輸入設(shè)備擴(kuò)展設(shè)備擴(kuò)展單元通訊模塊功能模塊電源變換器110V/220V市電PLC基本單元基本單元PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖PLC主機(jī)主機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器中央處理器中央處理器CPU輸入輸出電路輸入輸出電路外部設(shè)備接口外部設(shè)備接口總線總線電源電源v中央處理器（中央處理器（CPUCPU）：）：PLCPLC的核心的核心接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；診斷電源、診斷電源、PLCPLC工作狀態(tài)及編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；工作狀態(tài)及編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；接收輸入信號(hào)，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；接收輸入信號(hào)，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；運(yùn)行時(shí)順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成運(yùn)行時(shí)順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，

27、完成用戶程序的各種操作；用戶程序的各種操作；將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 PLCPLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)v系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器+ +系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；存放模塊化應(yīng)用功能子程序；存放模塊化應(yīng)用功能子程序；存放命令解釋程序；存放命令解釋程序；存放功能子程序的調(diào)用管理程序；存放功能子程序的調(diào)用管理程序；存放存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)。存放存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)ROM：ROM中的內(nèi)容只能讀出，不能寫(xiě)入。中的內(nèi)容只能讀出，不能寫(xiě)入。 特

28、點(diǎn)：電源消失后，仍能保持存儲(chǔ)器的內(nèi)容。特點(diǎn)：電源消失后，仍能保持存儲(chǔ)器的內(nèi)容。 應(yīng)用：用來(lái)存放應(yīng)用：用來(lái)存放PLC的系統(tǒng)程序。的系統(tǒng)程序。v用戶存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器RAM /EEPROMRAM /EEPROM存放用戶工作程序；存放用戶工作程序；存放工作數(shù)據(jù)。存放工作數(shù)據(jù)。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)RAM（讀讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器）：寫(xiě)存儲(chǔ)器）：用戶可以讀用戶可以讀/寫(xiě)寫(xiě)RAM中的內(nèi)容。中的內(nèi)容。特點(diǎn)：電源中斷后，存儲(chǔ)的信息將會(huì)丟失。工作速度特點(diǎn)：電源中斷后，存儲(chǔ)的信息將會(huì)丟失。工作速度高、價(jià)格便宜、改寫(xiě)方便。在關(guān)斷高、價(jià)格便宜、改寫(xiě)方便。在關(guān)斷PLC的外部電源后，的外部電源后，可以用鋰電池保

29、存可以用鋰電池保存RAM中的數(shù)據(jù)和程序。中的數(shù)據(jù)和程序。EEPROM：可以用編程裝置對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，兼有可以用編程裝置對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，兼有ROM非易失性和非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)，但是寫(xiě)入數(shù)的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)，但是寫(xiě)入數(shù)據(jù)所需時(shí)間比據(jù)所需時(shí)間比RAM長(zhǎng)的多。長(zhǎng)的多。S7-200用其來(lái)存儲(chǔ)用戶程用其來(lái)存儲(chǔ)用戶程序和需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。序和需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的ON/OFF狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。狀態(tài)、數(shù)值數(shù)據(jù)等。 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)開(kāi)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)開(kāi)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映

30、像寄存器：元件映像寄存器：用來(lái)存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)量輸入用來(lái)存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)以及輸出狀態(tài)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的ON/OFF狀態(tài)。狀態(tài)。數(shù)據(jù)表：數(shù)據(jù)表：用來(lái)存放各種數(shù)據(jù)，它存儲(chǔ)用戶程序執(zhí)行時(shí)用來(lái)存放各種數(shù)據(jù)，它存儲(chǔ)用戶程序執(zhí)行時(shí)的某些可變參數(shù)值及的某些可變參數(shù)值及A-D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)字運(yùn)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量和數(shù)字運(yùn)算的結(jié)果等。算的結(jié)果等。輸入輸出接口（I/O接口）：PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路與被控設(shè)備相連接的接口電路。 用戶設(shè)備需輸入用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位的各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等輸

31、出的開(kāi)開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等輸出的開(kāi)關(guān)量，通過(guò)輸入接口電路關(guān)量，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號(hào)理單元能夠接收和處理的信號(hào)。 輸出接口電路輸出接口電路將中央處理單元送出的弱電控制將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)v輸入接口輸入接口一種典型的輸入接口電路，如下：一種典型的輸入接口電路，如下：PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)

32、光電耦合-隔離輸入接口輸入接口：采用采用光電耦合器、濾波電路，防止強(qiáng)電干擾。光電耦合器、濾波電路，防止強(qiáng)電干擾。無(wú)源式直流輸入無(wú)源式直流輸入交、直流輸入交、直流輸入限流電阻發(fā)光二極管光電三極管濾波電路PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)v輸出接口輸出接口繼電器輸出接口繼電器輸出接口晶體管輸出接口晶體管輸出接口晶閘管輸出接口晶閘管輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)v輸出接口輸出接口繼電器輸出接口繼電器輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)優(yōu)點(diǎn)：電壓范圍寬、導(dǎo)通壓降小、價(jià)格便優(yōu)點(diǎn)：電壓范圍寬、導(dǎo)通壓降小、價(jià)格便宜、適合交直流負(fù)載。宜、適合交直流負(fù)載。缺點(diǎn)：觸點(diǎn)壽命

33、短、觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)有電弧，缺點(diǎn)：觸點(diǎn)壽命短、觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)有電弧，易產(chǎn)生干擾、轉(zhuǎn)換頻率低，響應(yīng)時(shí)間約為易產(chǎn)生干擾、轉(zhuǎn)換頻率低，響應(yīng)時(shí)間約為10ms10ms。繼電器輸出：可帶直流、也可帶交流繼電器輸出：可帶直流、也可帶交流繼電器實(shí)現(xiàn)電氣隔離、功率放大v輸出接口輸出接口晶體管輸出接口晶體管輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高、響優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高、響應(yīng)速度快。應(yīng)速度快。缺點(diǎn)：價(jià)格高、過(guò)載能力差、不適合交缺點(diǎn)：價(jià)格高、過(guò)載能力差、不適合交流負(fù)載。流負(fù)載。晶體管輸出：只可帶直流晶體管輸出：只可帶直流v輸出接口輸出接口晶閘管輸出接口晶閘管輸出接口PLCPL

34、C硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高、可優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、可靠性高、可驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。缺點(diǎn)：價(jià)格高、負(fù)載能力較差。缺點(diǎn)：價(jià)格高、負(fù)載能力較差。光控晶閘管消除瞬間電壓波動(dòng)晶閘管輸出：只可帶交流晶閘管輸出：只可帶交流v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)繼電器線圈及觸點(diǎn)繼電器線圈及觸點(diǎn)繼電器式輸出接口端子接線圖繼電器式輸出接口端子接線圖v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)晶體管式輸出接口端子接線圖晶體管式輸出接口端子接線圖光電隔離器v輸出接口輸出接口PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)晶閘管式輸出接口端子

35、接線圖晶閘管式輸出接口端子接線圖光電隔離CPU226繼電器輸入輸出電路的接線圖v電源部分電源部分電源部分將交流電源轉(zhuǎn)換為供電源部分將交流電源轉(zhuǎn)換為供PLCPLC的的CPUCPU、存儲(chǔ)器等、存儲(chǔ)器等電子電路工作所需的直流電源，使電子電路工作所需的直流電源，使PLCPLC能正常工作。目能正常工作。目前大部分前大部分PLCPLC采用開(kāi)關(guān)電源的形式，對(duì)于外部交流電源采用開(kāi)關(guān)電源的形式，對(duì)于外部交流電源有很寬的電壓調(diào)節(jié)適應(yīng)范圍。有很寬的電壓調(diào)節(jié)適應(yīng)范圍。有些有些PLCPLC的電源部件還能向外提高直流的電源部件還能向外提高直流24V24V電源，用電源，用于外部設(shè)備供電。于外部設(shè)備供電。良好的穩(wěn)壓措施良好的

36、穩(wěn)壓措施PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)PLCPLC硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)- -主機(jī)主機(jī)v通訊及編程接口：通訊及編程接口： 連接專用編程器連接專用編程器；連接個(gè)人電腦（連接個(gè)人電腦（PCPC），實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；），實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊；連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊；連接打印機(jī)等計(jì)算機(jī)外設(shè)。連接打印機(jī)等計(jì)算機(jī)外設(shè)。PLCPLC硬件系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)組成-I/O-I/O擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元vI/OI/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口采用并行通訊方式采用并行通訊方式擴(kuò)展擴(kuò)展I/OI/O模塊模塊

37、；擴(kuò)展位置控制模塊；擴(kuò)展位置控制模塊；擴(kuò)展通訊模塊；擴(kuò)展通訊模塊；擴(kuò)展模擬量控制模塊。擴(kuò)展模擬量控制模塊。PLCPLC硬件系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)組成- -外部設(shè)備外部設(shè)備v編程器：編程器：編程器是編程器是PLCPLC的重要外圍設(shè)備，使用編的重要外圍設(shè)備，使用編程器將用戶編寫(xiě)的程序存入用戶程序存儲(chǔ)區(qū)，程器將用戶編寫(xiě)的程序存入用戶程序存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)現(xiàn)人與實(shí)現(xiàn)人與PLCPLC的對(duì)話。的對(duì)話。簡(jiǎn)易編程器簡(jiǎn)易編程器圖形編程器圖形編程器v外部存儲(chǔ)器、打印機(jī)、外部存儲(chǔ)器、打印機(jī)、EPROMEPROM寫(xiě)入器寫(xiě)入器PLC手持編程器液晶顯示窗工作方式開(kāi)關(guān)指令鍵數(shù)字鍵編輯鍵通信電纜3.1.4 PLC3.1.4 PLC的工作原理與工作過(guò)程的工作原理與工作過(guò)程 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器的工作原理PLCPLC采用采用周期性循環(huán)掃描周期性循環(huán)掃描的工作方式。的工作方式。整個(gè)過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。整個(gè)過(guò)程掃描一次所需的時(shí)