1、Date: * Page: 1CH3 可編程序控制器概述第第3 3章章 可編程序控制器概述可編程序控制器概述Date: * Page: 2CH3 可編程序控制器概述 可編程控制器可編程控制器(PLC)(PLC)是以中央處理器為核心，綜合了計(jì)算是以中央處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)控制器。專門(mén)用機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)控制器。專門(mén)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)控制裝置。于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)控制裝置。 PLC PLC 具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡(jiǎn)單以及具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡(jiǎn)單以及功耗低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。早期的可編程控制器只是用來(lái)取代繼功

2、耗低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。早期的可編程控制器只是用來(lái)取代繼電器控制執(zhí)行邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，如今已電器控制執(zhí)行邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個(gè)領(lǐng)域。經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個(gè)領(lǐng)域。 繼電接觸控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但由于它的機(jī)繼電接觸控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但由于它的機(jī)械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性差，因此已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜多變的控制要求。不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜多變的控制要求。Date: * Page: 3CH3 可編程序控制器概述主要內(nèi)容主要內(nèi)容Date: *

3、 Page: 4CH3 可編程序控制器概述Date: * Page: 5CH3 可編程序控制器概述v什么是什么是PLCPLC？一、可編程控制器的定義一、可編程控制器的定義 PLCPLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置工業(yè)控制裝置 ； 是在是在電器控制技術(shù)電器控制技術(shù)和和計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制融為一體的新型工

4、業(yè)控制裝置。裝置。v通用叫法通用叫法中文名稱為中文名稱為可編程控制器可編程控制器；英文名稱為英文名稱為Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱PLCPLC。Date: * Page: 6CH3 可編程序控制器概述一、可編程控制器的定義一、可編程控制器的定義v 19871987年，國(guó)際電工委員會(huì)（年，國(guó)際電工委員會(huì)（IECIEC）定義定義： “ “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用

5、而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)計(jì)”。 v 19691969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DECCompaqHPDECCompaqHP）研制第一

6、臺(tái)可編程控）研制第一臺(tái)可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。v 19801980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)（NEMANEMA）正式將其命名為編程序控制器）正式將其命名為編程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱 PCPC（該稱為首先由（該稱為首先由A-BA-B公司提出）公司提出）。Date: * Page: 7CH3 可編程序控制器概述二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生v因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜因?yàn)槔^電器邏輯電路配線復(fù)雜, ,功能改變、配線改變。功能改變、配線改變。v在

7、制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）和過(guò)程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成和過(guò)程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，存在大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，產(chǎn)品為特征）中，存在大量的開(kāi)關(guān)量順序控制， Date: * Page: 8CH3 可編程序控制器概述PLC的產(chǎn)生與發(fā)展輸入電路輸入電路繼電器控制電路繼電器控制電路輸出電路輸出電路生生 產(chǎn)產(chǎn) 現(xiàn)現(xiàn) 場(chǎng)場(chǎng)繼電器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器接觸器電磁閥信號(hào)信號(hào)Date: * Page: 9CH3 可編程序控制器概述繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 可進(jìn)行邏

8、輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)可進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù) 針對(duì)某種固定的動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì)針對(duì)某種固定的動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：動(dòng)作順序或工藝發(fā)生變化后，必須動(dòng)作順序或工藝發(fā)生變化后，必須重新設(shè)計(jì)、布線、裝配、調(diào)試重新設(shè)計(jì)、布線、裝配、調(diào)試Date: * Page: 10CH3 可編程序控制器概述二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生v背景：背景：19681968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GMGM），），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有量、多品種生產(chǎn)，希望

9、能有它能做到盡可能減它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。及接線，以降低成本，縮短周期。提出研制提出研制PLCPLC的基本設(shè)想：能用于的基本設(shè)想：能用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；能改變其控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；能改變其控制“邏輯邏輯”，而不需要變動(dòng)組成它的元件和修改而不需要變動(dòng)組成它的元件和修改內(nèi)部接線；出現(xiàn)故障時(shí)易于診斷和內(nèi)部接線；出現(xiàn)故障時(shí)易于診斷和維修。維修。 Date: * Page: 11CH3 可編程序控制器概述v 背景：背景：19681968年，年，GMGM公司提出公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；編程簡(jiǎn)單，

10、可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； 維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； 可靠性高于繼電器控制柜；可靠性高于繼電器控制柜； 體積小于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜； 成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； 可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)； 可直接使用可直接使用115V115V交流輸入電壓；交流輸入電壓； 輸出采用輸出采用115V115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等； 通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便; ; 能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到4KB4KB。二、可編程控制器的產(chǎn)

11、生二、可編程控制器的產(chǎn)生Date: * Page: 12CH3 可編程序控制器概述二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生第一代：從第一臺(tái)第一代：從第一臺(tái)PLC誕生到上個(gè)世紀(jì)誕生到上個(gè)世紀(jì)70年代初。年代初。第二代：第二代： 70年代初至年代初至70年代末。年代末。 CPU使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲(chǔ)器。 CPU使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器EPROM。與繼電器控制相比，可靠性有一定提高；與繼電器控制相比，可靠性有一定提高； 機(jī)種單一，沒(méi)形成系列。機(jī)種單一，沒(méi)形成系列。 有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能。有了計(jì)算機(jī)接口

12、和模擬量控制功能。 可靠性提高。可靠性提高。 整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用方向過(guò)渡。整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用方向過(guò)渡。 功能簡(jiǎn)單（只有計(jì)數(shù)功能簡(jiǎn)單（只有計(jì)數(shù)/定時(shí)功能）定時(shí)功能）,主要是邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)主要是邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù) 。 功能增強(qiáng)（增加邏輯功能增強(qiáng)（增加邏輯/數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。Date: * Page: 13CH3 可編程序控制器概述二、可編程控制器的產(chǎn)生二、可編程控制器的產(chǎn)生第三代：第三代：70年代末到年代末到80年代中期。年代中期。 CPU使用使用8或或16位微處理器甚至多微處理器，采

13、用半導(dǎo)體位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器EPROM、CMOSRAM等。等。 增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。 增加查表、列表功能。增加查表、列表功能。 自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。自診斷及容錯(cuò)技術(shù)提高。 梯形圖語(yǔ)言及語(yǔ)句表成熟。梯形圖語(yǔ)言及語(yǔ)句表成熟。 小型小型PLC體積減小、可靠性提高、成本下降。體積減小、可靠性提高、成本下降。 大型大型PLC向模塊化、多功能方向發(fā)展。向模塊化、多功能方向發(fā)展。Date: * Page: 14CH3 可編程序控制器概述 第四代：第四代：80年代中期到年代中期到90年代中期。年代中期。第五代：第五代： 90

14、年代中期之后。年代中期之后。 增加高速計(jì)數(shù)、中斷、增加高速計(jì)數(shù)、中斷、A/D、D/A、PID等功能。等功能。 處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1 s/步步）。）。 連網(wǎng)功能增強(qiáng)。連網(wǎng)功能增強(qiáng)。 編程語(yǔ)言進(jìn)一步完善，開(kāi)發(fā)了編程軟件。編程語(yǔ)言進(jìn)一步完善，開(kāi)發(fā)了編程軟件。 CPU使用使用16位或位或32位微處理器。位微處理器。 PLC的的I/O點(diǎn)增加，最多可達(dá)點(diǎn)增加，最多可達(dá)32K個(gè)個(gè)I/O點(diǎn)。點(diǎn)。 處理速度進(jìn)一步提高（處理速度進(jìn)一步提高（1ns/步步）。）。 PLC都可以與計(jì)算機(jī)通信。都可以與計(jì)算機(jī)通信。 具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大

15、批量數(shù)據(jù)處理的功能。 開(kāi)發(fā)了大量的特殊功能模塊。開(kāi)發(fā)了大量的特殊功能模塊。 編程軟件功能更強(qiáng)大。編程軟件功能更強(qiáng)大。 不斷開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。不斷開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。Date: * Page: 15CH3 可編程序控制器概述三、三、 可編程控制器的可編程控制器的功能功能與特點(diǎn)與特點(diǎn)v 開(kāi)關(guān)量邏輯控制開(kāi)關(guān)量邏輯控制; ;v 模擬量控制；模擬量控制；v PIDPID閉環(huán)控制閉環(huán)控制; ;v 定時(shí)控制；定時(shí)控制；v 計(jì)數(shù)控制；計(jì)數(shù)控制；v 順序（步進(jìn)）控制；順序（步進(jìn)）控制；v 數(shù)據(jù)處理（運(yùn)算、邏輯、傳送、轉(zhuǎn)換、顯示等）；數(shù)據(jù)處理（運(yùn)算、邏輯、傳送、轉(zhuǎn)換、顯示等）；v 通信與聯(lián)網(wǎng)。通信與

16、聯(lián)網(wǎng)。Date: * Page: 16CH3 可編程序控制器概述三、三、 可編程控制器的功能與可編程控制器的功能與特點(diǎn)特點(diǎn)v 以微處理器作為運(yùn)算和控制中心以微處理器作為運(yùn)算和控制中心; ;v 無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；電源范圍寬，抗瞬間斷電、脈沖干擾，器件耐惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，濾電源范圍寬，抗瞬間斷電、脈沖干擾，器件耐惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，濾波、隔離、自診斷等保護(hù)措施，設(shè)計(jì)運(yùn)行十萬(wàn)小時(shí)無(wú)故障。波、隔離、自診斷等保護(hù)措施，設(shè)計(jì)運(yùn)行十萬(wàn)小時(shí)無(wú)故障。v 通用性強(qiáng)、靈活性好，控制程序可變，使用方便通用性強(qiáng)、靈活性好，控制程序可變，使用方便; ;v 硬件配套齊全，功能

17、完善硬件配套齊全，功能完善; ;v 編程簡(jiǎn)單，容易掌握編程簡(jiǎn)單，容易掌握; ;v 模塊化結(jié)構(gòu)，與外部設(shè)備的連線簡(jiǎn)單、使用方便；模塊化結(jié)構(gòu)，與外部設(shè)備的連線簡(jiǎn)單、使用方便；v 安裝簡(jiǎn)便，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方便、周期短安裝簡(jiǎn)便，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方便、周期短; ;v 具備網(wǎng)絡(luò)通信功能具備網(wǎng)絡(luò)通信功能; ;v 體積小、重量輕、能耗低、易于機(jī)電一體化。體積小、重量輕、能耗低、易于機(jī)電一體化。Date: * Page: 17CH3 可編程序控制器概述三、三、 可編程控制器的功能與可編程控制器的功能與特點(diǎn)特點(diǎn)vPLCPLC的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)主要是主要是PLCPLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的：的軟、硬件體系

18、結(jié)構(gòu)是封閉而不是開(kāi)放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/OI/O模板不通用，模板不通用，甚至連機(jī)柜、電源模板亦各不相同。甚至連機(jī)柜、電源模板亦各不相同。編程語(yǔ)言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)編程語(yǔ)言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的均不一致，因此各公司的 PLCPLC互不兼容?；ゲ患嫒?。1.1.SIEMENSSIEMENS等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在WindowsWindows平臺(tái)下，結(jié)合平臺(tái)下，結(jié)合IEC1131IEC11313 3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新一代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)

19、的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的PLCPLC。Date: * Page: 18CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域在日本，凡在日本，凡8 8個(gè)以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用個(gè)以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用PLCPLC來(lái)取代。來(lái)取代。經(jīng)驗(yàn)證明，經(jīng)驗(yàn)證明，80 80 以上的工業(yè)控制可以使用以上的工業(yè)控制可以使用PLCPLC來(lái)完成。來(lái)完成。Date: * Page: 19CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用在汽車(chē)（主要應(yīng)用在汽車(chē)（23%23%）、糧食加工）、糧食加工（16.4%16.4%）、化學(xué)）、化學(xué)/ /制藥

20、（制藥（14.6%14.6%）、金）、金屬屬/ /礦山（礦山（11.5%11.5%）、紙漿）、紙漿/ /造紙（造紙（11.3%11.3%）等行業(yè)。等行業(yè)。 Date: * Page: 20CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 21CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 22CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 23CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Da

21、te: * Page: 24CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 25CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 26CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 27CH3 可編程序控制器概述四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域四、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域Date: * Page: 28CH3 可編程序控制器概述五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展v高性能、高速度、大容量發(fā)展高性能、高速度、大容量發(fā)展為了提高

22、為了提高PLCPLC的處理能力，要求的處理能力，要求PLCPLC具有更好的響應(yīng)速具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLCPLC的掃描速度可的掃描速度可達(dá)達(dá)0.1ms/k0.1ms/k步左右。步左右。PLCPLC的掃描速度已成為很重要的一的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。個(gè)性能指標(biāo)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量。在存儲(chǔ)容量方面，有的為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量。在存儲(chǔ)容量方面，有的PLCPLC最高最高可達(dá)幾十兆字節(jié)?？蛇_(dá)幾十兆字節(jié)。Date: * Page: 29CH3 可編程序控制器概述v向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展小型小型PLC:PLC:更小

23、、更快、更強(qiáng)、更便宜，取代繼電器控更小、更快、更強(qiáng)、更便宜，取代繼電器控制制。由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，已開(kāi)發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型已開(kāi)發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLCPLC，最小配置的，最小配置的I/OI/O點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)數(shù)為8 81616點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。大型化是指大中型大型化是指大中型PLC PLC 向向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)發(fā)展。展。使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合

24、性的自動(dòng)控制。現(xiàn)已有系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制?，F(xiàn)已有I/OI/O點(diǎn)數(shù)達(dá)點(diǎn)數(shù)達(dá)1433614336點(diǎn)的點(diǎn)的超大型超大型PLCPLC，其使用，其使用3232位微處理器，多位微處理器，多CPUCPU并行工作和大容并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: * Page: 30CH3 可編程序控制器概述v大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程

25、I/OI/O模塊、模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。通信和人機(jī)接口模塊等。PLCPLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類(lèi)：的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類(lèi)： PLC PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLCPLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段； PLC PLC與計(jì)與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLCPLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: * Page: 31CH3 可編程序控制器概述v增強(qiáng)外

26、部故障的檢測(cè)與處理能力增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLCPLC控制系統(tǒng)的故障中，控制系統(tǒng)的故障中，CPUCPU占占5%5%，I/OI/O接口占接口占15%15%，輸入設(shè)備占，輸入設(shè)備占45%45%，輸出設(shè)備占，輸出設(shè)備占30%30%，線，線路占路占5%5%。前二項(xiàng)共前二項(xiàng)共20%20%故障屬于故障屬于PLCPLC的內(nèi)部故障，它可通過(guò)的內(nèi)部故障，它可通過(guò)PLCPLC本本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理。而其余而其余80%80%的故障屬于的故障屬于PLCPLC的外部故障。的外部故障。PLCPLC生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外

27、部故障的專用智能模塊，致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: * Page: 32CH3 可編程序控制器概述v編程語(yǔ)言多樣化編程語(yǔ)言多樣化在在PLCPLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLCPLC的編程語(yǔ)言也越的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)除了大多數(shù)PLCPLC使用的使用的梯形圖梯形圖、語(yǔ)句表語(yǔ)句表語(yǔ)言外，為了適語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程步進(jìn)編程語(yǔ)語(yǔ)言

28、、面向過(guò)程控制的言、面向過(guò)程控制的流程圖流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（級(jí)語(yǔ)言（BASICBASIC、C C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是互補(bǔ)與發(fā)展是PLCPLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。進(jìn)步的一種趨勢(shì)。五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展Date: * Page: 33CH3 可編程序控制器概述五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展n人機(jī)界面更加友好：人機(jī)界面更加友好：應(yīng)用組態(tài)軟件、應(yīng)用組態(tài)軟件、HMIHMI設(shè)備等，而設(shè)備等，而PLCPLC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)IPCIPCCRTCRT的模式被廣泛應(yīng)用。的模式被廣泛應(yīng)用。n網(wǎng)絡(luò)通訊能力

29、大大加強(qiáng)：網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)：PLCPLC廠家在原來(lái)廠家在原來(lái)CPUCPU模板上提供模板上提供物理層物理層RS232/422/485RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，因?yàn)橛脩魧?duì)開(kāi)放接口的基礎(chǔ)上，因?yàn)橛脩魧?duì)開(kāi)放性要求很強(qiáng)烈，所以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)性要求很強(qiáng)烈，所以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。展。nPLCPLC的角色：的角色：PLCPLC的網(wǎng)絡(luò)能力、模擬量處理能力、運(yùn)算速的網(wǎng)絡(luò)能力、模擬量處理能力、運(yùn)算速度、內(nèi)存、復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控度、內(nèi)存、復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控制的應(yīng)用，而越來(lái)越應(yīng)用于過(guò)程控制方面，取代了昂貴的制的應(yīng)用，而越來(lái)

30、越應(yīng)用于過(guò)程控制方面，取代了昂貴的DCS (Distributed Control System)DCS (Distributed Control System)系統(tǒng)，從而使原來(lái)系統(tǒng)，從而使原來(lái)PLCPLC（順序控制）（順序控制）DCS DCS 的模式變成的模式變成PLCPLCIPCIPC模式。模式。Date: * Page: 34CH3 可編程序控制器概述五、可編程控制器的發(fā)展五、可編程控制器的發(fā)展n開(kāi)放性和互操作性大大發(fā)展：開(kāi)放性和互操作性大大發(fā)展：PLCPLC制造商為制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，各自發(fā)展自己的了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性很差。發(fā)展將體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)總標(biāo)準(zhǔn)，

31、兼容性很差。發(fā)展將體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用、編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用、編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、OPCOPC（OLE for Process ControlOLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)等）標(biāo)準(zhǔn)等方面。方面。 Date: * Page: 35CH3 可編程序控制器概述v作為最傳統(tǒng)性的產(chǎn)品，作為最傳統(tǒng)性的產(chǎn)品，PLCPLC按按I/OI/O點(diǎn)數(shù)分點(diǎn)數(shù)分: :小型小型PLCPLC I/O I/O點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)數(shù)為256256點(diǎn)以下的為小型點(diǎn)以下的為小型PLCPLC （其中（其中I/OI/O點(diǎn)數(shù)小于點(diǎn)數(shù)小于6464點(diǎn)的為超小型或微型點(diǎn)的為超小型或微型PLCPLC）中型中型PL

32、CPLC I/O I/O點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)數(shù)為256256點(diǎn)以上、點(diǎn)以上、20482048點(diǎn)以下的為中型點(diǎn)以下的為中型PLCPLC大型大型PLCPLC I/O I/O點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)數(shù)為20482048以上的為大型以上的為大型PLCPLC （其中（其中I/OI/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)點(diǎn)數(shù)超過(guò)81928192點(diǎn)的為超大型點(diǎn)的為超大型PLCPLC，以上均不含模擬量，以上均不含模擬量I/O I/O ）六、可編程控制器的類(lèi)型六、可編程控制器的類(lèi)型各個(gè)各個(gè)I/OI/O段的競(jìng)爭(zhēng)格局又有所不同。小型段的競(jìng)爭(zhēng)格局又有所不同。小型PLCPLC在所有在所有PLCPLC中所中所占份額是最大（占占份額是最大（占90%90%以上），應(yīng)用最廣泛的，幾

33、乎已經(jīng)應(yīng)以上），應(yīng)用最廣泛的，幾乎已經(jīng)應(yīng)用在了中國(guó)的各個(gè)行業(yè)，無(wú)論是離散生產(chǎn)還是過(guò)程行業(yè)。用在了中國(guó)的各個(gè)行業(yè)，無(wú)論是離散生產(chǎn)還是過(guò)程行業(yè)。 Date: * Page: 36CH3 可編程序控制器概述v按結(jié)構(gòu)形式分按結(jié)構(gòu)形式分整體式整體式PLCPLC 將電源、將電源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中裝在接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。六、可編程控制器的類(lèi)型六、可編程控制器的類(lèi)型模塊式模塊式PLCPLC 將將PLCPLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如模塊，如CPUC

34、PU模塊、模塊、I/OI/O模塊、電源模塊（有的含在模塊、電源模塊（有的含在CPUCPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式緊湊式PLCPLC 還有一些還有一些PLCPLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。合起來(lái)。模塊式模塊式PLCPLC 將將PLCPLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如模塊，如CPUCPU模塊、模塊、I/OI/O模塊、電源模塊（有的含在模塊、電源模塊（有的含在CPUCPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊中）以及各種功能模塊。緊湊式緊湊式PLCPLC 還有一些還有一些PLCPLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)

35、結(jié)將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)（也稱合起來(lái)（也稱疊裝式疊裝式）。）。整體式整體式PLCPLC 將電源、將電源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中裝在接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。電源模塊CPU模塊IO模塊底 板Date: * Page: 37CH3 可編程序控制器概述v 按功能分按功能分 低檔低檔PLCPLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送

36、和比較、通信等功能。算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 中檔中檔PLCPLC 具有低檔具有低檔PLCPLC功能外，功能外，增加模擬量輸入增加模擬量輸入/ /輸出、算輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/OI/O、子程序、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PIDPID控制等功能?？刂频裙δ?。 高檔高檔PLCPLC 具有中檔機(jī)功能外，具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、制表及表格傳送等

37、。高檔算、制表及表格傳送等。高檔PLCPLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。能。 六、可編程控制器的類(lèi)型六、可編程控制器的類(lèi)型Date: * Page: 38CH3 可編程序控制器概述PLC著名品牌根據(jù)美國(guó)根據(jù)美國(guó) Automation Research CoAutomation Research Co（ARCARC）的商情調(diào)）的商情調(diào)查查(1994)(1994)，最大的，最大的5 5家家PLCPLC制造商是制造商是: : SIEMENSSIEMENS（德國(guó)）（德國(guó)） AllenAllenBradlyBradly（RockwellRockwell之之A-BA-B子公司子公司)

38、)（美國(guó)）（美國(guó)） AEG SchneiderAEG Schneider（AEG-MODICONAEG-MODICON） （法國(guó)）（法國(guó)） 三菱電機(jī)三菱電機(jī)（日本）（日本） OMRON(OMRON(立石電機(jī)）立石電機(jī)）（日本）（日本）七、可編程控制器的品牌七、可編程控制器的品牌其他品牌如富士電機(jī)、臺(tái)達(dá)、其他品牌如富士電機(jī)、臺(tái)達(dá)、LGLG則以小型和微型產(chǎn)品為主，則以小型和微型產(chǎn)品為主，GE-FanucGE-Fanuc和和SchneiderSchneider以中大型產(chǎn)品為主。以中大型產(chǎn)品為主。 目前，世界上有目前，世界上有200200多家多家PLCPLC廠商，廠商，400400多品種的多品種的PL

39、CPLC產(chǎn)品，產(chǎn)品，PLCPLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：美國(guó)、歐洲、日本。產(chǎn)品可按地域分成三大流派：美國(guó)、歐洲、日本。Date: * Page: 39CH3 可編程序控制器概述PLC市場(chǎng)份額七、可編程控制器的品牌七、可編程控制器的品牌 小型小型PLCPLC：西門(mén)子憑借其著名的：西門(mén)子憑借其著名的S7-200S7-200產(chǎn)品（本地化產(chǎn)產(chǎn)品（本地化產(chǎn)品品S7-200CNS7-200CN）名列前茅，排名靠前的幾乎都是日本）名列前茅，排名靠前的幾乎都是日本PLCPLC廠商（包括三菱、歐姆龍、廠商（包括三菱、歐姆龍、KoyoKoyo、日立、松下電工等），、日立、松下電工等），以及臺(tái)灣的品牌臺(tái)達(dá)電子，在

40、中國(guó)大陸開(kāi)始全面與日系品以及臺(tái)灣的品牌臺(tái)達(dá)電子，在中國(guó)大陸開(kāi)始全面與日系品牌相抗衡。牌相抗衡。 大中型大中型PLCPLC：歐美品牌的天下，例如西門(mén)子、羅克韋爾自：歐美品牌的天下，例如西門(mén)子、羅克韋爾自動(dòng)化、施耐德電氣、動(dòng)化、施耐德電氣、GE-FanucGE-Fanuc等。來(lái)自這些供應(yīng)商的產(chǎn)等。來(lái)自這些供應(yīng)商的產(chǎn)品，如西門(mén)子的品，如西門(mén)子的S7-300/400S7-300/400、羅克韋爾的、羅克韋爾的ControlLogixControlLogix、施耐德電氣的、施耐德電氣的Premium/QuamtumPremium/Quamtum系系列，已經(jīng)成了電力、冶金、汽車(chē)等一些行業(yè)內(nèi)大型列，已經(jīng)成了

41、電力、冶金、汽車(chē)等一些行業(yè)內(nèi)大型PLCPLC應(yīng)應(yīng)用的代名詞，而且發(fā)展比小型用的代名詞，而且發(fā)展比小型PLCPLC更迅速。更迅速。Date: * Page: 40CH3 可編程序控制器概述我國(guó)PLC發(fā)展概況七、可編程控制器的品牌七、可編程控制器的品牌用用PLCPLC改造設(shè)備改造設(shè)備國(guó)產(chǎn)的小型國(guó)產(chǎn)的小型PLCPLC（I/OI/O點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)256256）已形成一定的批量，）已形成一定的批量，但無(wú)主流產(chǎn)品但無(wú)主流產(chǎn)品中型中型PLCPLC的開(kāi)發(fā)才剛剛起步的開(kāi)發(fā)才剛剛起步國(guó)產(chǎn)小型國(guó)產(chǎn)小型PLCPLC廠家及其產(chǎn)品有廠家及其產(chǎn)品有上海東屋電器有限公司生產(chǎn)的上海東屋電器有限公司生產(chǎn)的CFCF系列系列上海工業(yè)自動(dòng)化

42、研究所生產(chǎn)的上海工業(yè)自動(dòng)化研究所生產(chǎn)的TCMS-300/DTCMS-300/D杭州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的杭州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZYZ系列系列蘇州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的蘇州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的CYK/KBCYK/KB系列等系列等大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S S系列系列 Date: * Page: 41CH3 可編程序控制器概述 OMRON 公司的整體式公司的整體式 PLCC28PDate: * Page: 42CH3 可編程序控制器概述CPM2A OMRON 公司的整體式公司的整體式 PLCDate: * Page: 43CH3 可編程序控制器概述CPM1A OMRON 公司的整體式公

43、司的整體式 PLCDate: * Page: 44CH3 可編程序控制器概述 SIEMENS 公司的整體式公司的整體式 PLCS7-200系列系列Date: * Page: 45CH3 可編程序控制器概述CQM1 OMRON 公司的緊湊式公司的緊湊式 PLCDate: * Page: 46CH3 可編程序控制器概述C200HE OMRON 公司的模塊式公司的模塊式 PLCDate: * Page: 47CH3 可編程序控制器概述CVM1底版底版 OMRON 公司的模塊式公司的模塊式 PLCDate: * Page: 48CH3 可編程序控制器概述計(jì)數(shù)器功計(jì)數(shù)器功能模塊能模塊 S7-300CPU

44、模塊模塊 SIEMENS 公司的模塊式公司的模塊式 PLCDate: * Page: 49CH3 可編程序控制器概述背板總線背板總線連接插口連接插口 S7-300CPU模塊模塊 SIEMENS 公司的模塊式公司的模塊式 PLCDate: * Page: 50CH3 可編程序控制器概述 SIEMENS 公司的模塊式公司的模塊式 PLC PS(DC24v 負(fù)載電源模塊，可選)CPU IM(接口模塊，負(fù)責(zé)多機(jī)架連接可選)SM: DISM: DOSM: AISM: AO CP:- 點(diǎn)-到-點(diǎn)- PROFIBUS- 工業(yè)以太網(wǎng)S7-300: 模塊Date: * Page: 51CH3 可編程序控制器概述

45、S7-400機(jī)架機(jī)架 SIEMENS 公司的模塊式公司的模塊式 PLCDate: * Page: 52CH3 可編程序控制器概述 本節(jié)主要介紹了可編程控制器的定義、可編程控制器本節(jié)主要介紹了可編程控制器的定義、可編程控制器產(chǎn)生的背景、可編程控制器的特點(diǎn)、可編程控制器的應(yīng)用產(chǎn)生的背景、可編程控制器的特點(diǎn)、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域、主要類(lèi)型、發(fā)展趨勢(shì)及概況。領(lǐng)域、主要類(lèi)型、發(fā)展趨勢(shì)及概況。本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)20110926Date: * Page: 53CH3 可編程序控制器概述3.2 可編程序控制器的組成可編程序控制器的組成 組成組成 CPU 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 I/O接口單元接口單元 外部設(shè)備外部設(shè)備D

46、ate: * Page: 54CH3 可編程序控制器概述3.2 可編程序控制器的組成可編程序控制器的組成 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC 可分為可分為整體式整體式和和組合式組合式兩類(lèi)。兩類(lèi)。 整體式整體式PLC：是將是將CPU單元、存儲(chǔ)器、輸入單元、存儲(chǔ)器、輸入/輸出輸出單元、單元、(I/O)擴(kuò)展接口及電源組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)擴(kuò)展接口及電源組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。成主機(jī)。 整體式整體式PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，小型機(jī)常采用這種的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，小型機(jī)常采用這種結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 組合式組合式PLC：是將是將CPU單元、輸入單元、輸入/輸出單元、智能輸出單元、智能單元、通信單元做成相

47、應(yīng)的電路板或模塊，各個(gè)單元、通信單元做成相應(yīng)的電路板或模塊，各個(gè)模塊可以插裝在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的模塊可以插裝在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的總線相互聯(lián)系?？偩€相互聯(lián)系。Date: * Page: 55CH3 可編程序控制器概述輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備 I/OI/O擴(kuò)展擴(kuò)展 單元單元 特殊功特殊功 能單元能單元主機(jī)主機(jī)輸出單元輸出單元輸入單元輸入單元 電電 源源外設(shè)接口外設(shè)接口I/O/O擴(kuò)擴(kuò)展展口口存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 C P U 用戶程序用戶程序 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器盒式磁帶機(jī)盒式磁帶機(jī)打印機(jī)打印機(jī)EPROMEPROM寫(xiě)入器寫(xiě)入器 上位計(jì)算機(jī)上位計(jì)算機(jī) PL

48、CPLC編程器編程器可編程終端可編程終端PTPT整體式整體式 PLC的基本組成框圖的基本組成框圖Date: * Page: 56CH3 可編程序控制器概述l 組合式組合式PLC：是將是將CPU單元、輸入單元、輸入/輸出單元、智能單元、通輸出單元、智能單元、通信單元做成相應(yīng)的電路板或模塊，各個(gè)模塊可以插裝在底信單元做成相應(yīng)的電路板或模塊，各個(gè)模塊可以插裝在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的總線相互聯(lián)系。板上，模塊之間通過(guò)底板上的總線相互聯(lián)系。通信單元通信單元智能智能I/OI/O單元單元輸出單元輸出單元輸入單元輸入單元CPUCPU單元單元編程器編程器PLCPLC或上或上位計(jì)算機(jī)位計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控

49、制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線組合式組合式PLCPLC 的組成示意圖的組成示意圖Date: * Page: 57CH3 可編程序控制器概述v CPU能指揮能指揮PLC按照預(yù)先編好的系統(tǒng)程序，完成各種任按照預(yù)先編好的系統(tǒng)程序，完成各種任務(wù)。務(wù)。v 中央處理單元（中央處理單元（CPUCPU）的作用：）的作用：接收、存儲(chǔ)由編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并可通接收、存儲(chǔ)由編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并可通過(guò)顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。過(guò)顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。檢查、校驗(yàn)用戶程序。對(duì)正在輸入和執(zhí)行的用戶程序進(jìn)檢查、校驗(yàn)用戶程序。對(duì)正在輸入和執(zhí)行的用戶程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即報(bào)

50、警。行檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即報(bào)警。接收、調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)信息。接收并保存現(xiàn)場(chǎng)信息；調(diào)用運(yùn)行接收、調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)信息。接收并保存現(xiàn)場(chǎng)信息；調(diào)用運(yùn)行所需信息數(shù)據(jù)。所需信息數(shù)據(jù)。執(zhí)行用戶程序。讀取執(zhí)行用戶程序。讀取解釋解釋執(zhí)行執(zhí)行1. 故障診斷。故障診斷。一、一、CPUCPUDate: * Page: 58CH3 可編程序控制器概述vCPUCPU的類(lèi)型：的類(lèi)型：通用處理器：通用處理器：如80868086、8028680286、8038680386 。單片機(jī)芯片：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片：如80318031、80968096 。位片式微處理器：如位片式微處理器：如AMD-2900 AMD-2900 。小型小型PLCPLC多采用多采

51、用8 8位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPUCPU中型中型PLCPLC多采用多采用1616位微處理器或單片機(jī)作為位微處理器或單片機(jī)作為CPUCPU大型大型PLCPLC多采用高速位片式微處理器多采用高速位片式微處理器Date: * Page: 59CH3 可編程序控制器概述v 三大區(qū)域：三大區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)（ROMROM）：存放監(jiān)控程序。系統(tǒng)程序：存放監(jiān)控程序。系統(tǒng)程序由廠家編寫(xiě)。它決定了由廠家編寫(xiě)。它決定了PLCPLC的功能，是只讀存儲(chǔ)器，的功能，是只讀存儲(chǔ)器，用戶不能修改其內(nèi)容。用戶不能修改其內(nèi)容。工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（RAMRAM）：存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，

52、有：存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，有I/OI/O映映像區(qū)，各類(lèi)軟設(shè)備（如：各種邏輯線圈、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、像區(qū)，各類(lèi)軟設(shè)備（如：各種邏輯線圈、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、累加器、變址寄存器等）存儲(chǔ)區(qū)。計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、累加器、變址寄存器等）存儲(chǔ)區(qū)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)用戶程序存儲(chǔ)區(qū)（RAMRAM）：存放用戶程序，完成后可：存放用戶程序，完成后可存入存入ROMROM。它是根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序，為。它是根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序，為讀寫(xiě)存儲(chǔ)器。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)可分為三部分：用戶程讀寫(xiě)存儲(chǔ)器。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)可分為三部分：用戶程序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、參數(shù)區(qū)。序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、參數(shù)區(qū)。 二、存儲(chǔ)器二、存儲(chǔ)器Date: * Page: 6

53、0CH3 可編程序控制器概述三、三、 I/OI/O接口單元接口單元（與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁）v 輸入輸入/ /輸出單元輸出單元(I/O)(I/O)：是是PLCPLC與外部設(shè)備聯(lián)系的接口。采用與外部設(shè)備聯(lián)系的接口。采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLCPLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。接口單元的類(lèi)型有數(shù)字式、模擬式及智能減小了電磁干擾。接口單元的類(lèi)型有數(shù)字式、模擬式及智能式等。式等。v 輸入單元輸入單元(INPUT)(INPUT)：接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向PLCPLC提供的信號(hào)。提供的信號(hào)。v 輸出單元輸出單元(OUT

54、PUT)(OUTPUT)：將將PLCPLC運(yùn)行的結(jié)果傳送給外部設(shè)備。運(yùn)行的結(jié)果傳送給外部設(shè)備。v 輸出三種形式：輸出三種形式：繼電器繼電器 交、直流輸出，低速大功率。交、直流輸出，低速大功率?？煽毓杩煽毓?交流輸出，高速大功率。交流輸出，高速大功率。晶體管晶體管 直流輸出，高速小功率。直流輸出，高速小功率。Date: * Page: 61CH3 可編程序控制器概述幾種常用的I/O單元：主要分為：主要分為： 直流輸入單元直流輸入單元 圖圖3.3 交流輸入單元交流輸入單元 圖圖3.4Date: * Page: 62CH3 可編程序控制器概述三、三、 I/O接口單元接口單元 開(kāi)關(guān)量輸入單元開(kāi)關(guān)量輸入

55、單元 開(kāi)關(guān)量輸出單元開(kāi)關(guān)量輸出單元 直流輸入單元直流輸入單元 交流輸入單元交流輸入單元晶體管輸出單元晶體管輸出單元晶閘管輸出單元晶閘管輸出單元繼電器輸出單元繼電器輸出單元內(nèi)內(nèi)部部電電路路濾波濾波R3+5VR2TCR1LEDCOMS圖圖3.3 直流輸入單元（直流輸入單元（1點(diǎn)）點(diǎn)）電源極性電源極性可任意可任意用戶接線用戶接線內(nèi)部輸內(nèi)部輸入電路入電路顯示輸入顯示輸入點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)光電耦合器光電耦合器限流電阻限流電阻濾波電路濾波電路映像映像寄存寄存器器PLCT公共端公共端 Date: * Page: 64CH3 可編程序控制器概述工作原理工作原理S閉合閉合 光電耦合器導(dǎo)通光電耦合器導(dǎo)通 LEDLED點(diǎn)

56、亮點(diǎn)亮AA點(diǎn)高電平點(diǎn)高電平濾波器濾波器內(nèi)部電路內(nèi)部電路輸入映像輸入映像寄存器置寄存器置1 1CPU訪問(wèn)S斷開(kāi)斷開(kāi) 光電耦合器不導(dǎo)通 LED不亮A A點(diǎn)低電平點(diǎn)低電平濾波器內(nèi)部電路輸入映像寄存器置0CPU訪問(wèn)Date: * Page: 65CH3 可編程序控制器概述v 數(shù)字量輸數(shù)字量輸入入單元：交流輸入電路單元：交流輸入電路三、三、 I/O接口單元接口單元LED+5VAR2TCOMSBCR1 內(nèi)內(nèi) 部部 電電 路路R3濾波濾波 光電耦合光電耦合 輸入點(diǎn)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 外部開(kāi)關(guān)外部開(kāi)關(guān) 輸入點(diǎn)輸入點(diǎn) 隔直電容分壓電路分壓電路Date: * Page: 66CH3 可編程序控制器概述PL

57、C的輸入電路 類(lèi)型：類(lèi)型：共點(diǎn)式、分組式和隔離共點(diǎn)式、分組式和隔離式輸入式輸入 共點(diǎn)式的輸入單元共點(diǎn)式的輸入單元：只有一：只有一個(gè)公共端子，外部各輸入元件個(gè)公共端子，外部各輸入元件均有一個(gè)端子與均有一個(gè)端子與COM相接，如相接，如圖所示；圖所示； 共點(diǎn)式輸入接線方式，可用于共點(diǎn)式輸入接線方式，可用于直流輸入模板，也可以用于交直流輸入模板，也可以用于交流輸入模板。直流輸入模板的流輸入模板。直流輸入模板的電源一般可由電源一般可由PLC內(nèi)部的內(nèi)部的24VDC電源提供；交流輸入單電源提供；交流輸入單元的電源，一般都是由現(xiàn)場(chǎng)供元的電源，一般都是由現(xiàn)場(chǎng)供給。給。 00000000010000200003。

58、Date: * Page: 67CH3 可編程序控制器概述 分組式分組式是將全部輸是將全部輸入點(diǎn)分為幾組，每入點(diǎn)分為幾組，每組有一個(gè)單獨(dú)的電組有一個(gè)單獨(dú)的電源和公共端。源和公共端。Date: * Page: 68CH3 可編程序控制器概述 隔離式輸入接線方式隔離式輸入接線方式中，每一個(gè)輸入回路中，每一個(gè)輸入回路有兩個(gè)接線端子，由有兩個(gè)接線端子，由單獨(dú)的一個(gè)電源供電。單獨(dú)的一個(gè)電源供電。 相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，各相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，各個(gè)輸入點(diǎn)之間是相互個(gè)輸入點(diǎn)之間是相互隔離的。隔離的。 隔離式輸入接線方式隔離式輸入接線方式一般用于交流輸入單一般用于交流輸入單元，其電源也應(yīng)由用元，其電源也應(yīng)由用戶提供。戶提

59、供。 圖2-7 隔離式輸入接線方式Date: * Page: 69CH3 可編程序控制器概述2. 開(kāi)關(guān)量輸出單元按照輸出電路所用開(kāi)關(guān)器件的不同，按照輸出電路所用開(kāi)關(guān)器件的不同，PLC的開(kāi)關(guān)量的開(kāi)關(guān)量輸出單元分為：輸出單元分為：p 晶體管輸出單元晶體管輸出單元；適用直流負(fù)載或；適用直流負(fù)載或TTL電路。電路。p 晶閘管輸出單元晶閘管輸出單元；雙向晶閘管輸出型適用于交流負(fù)載。；雙向晶閘管輸出型適用于交流負(fù)載。p 繼電器輸出單元繼電器輸出單元；既可用于直流負(fù)載，又可用于交流；既可用于直流負(fù)載，又可用于交流負(fù)載。使用時(shí)，只要外接一個(gè)與負(fù)載要求相符的電源負(fù)載。使用時(shí)，只要外接一個(gè)與負(fù)載要求相符的電源即可

60、，因而采用繼電器輸出型，對(duì)用戶顯得方便和靈即可，因而采用繼電器輸出型，對(duì)用戶顯得方便和靈活，但由于它是有觸點(diǎn)輸出，所以它的工作頻率不能活，但由于它是有觸點(diǎn)輸出，所以它的工作頻率不能很高，工作壽命不如無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體元件長(zhǎng)。很高，工作壽命不如無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體元件長(zhǎng)。Date: * Page: 70CH3 可編程序控制器概述v 數(shù)字量輸數(shù)字量輸出出單元：晶體管輸出電路單元：晶體管輸出電路三、三、 I/O接口單元接口單元光電耦合光電耦合 輸出點(diǎn)的輸出點(diǎn)的狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示 NPN型公共端型公共端輸出點(diǎn)輸出點(diǎn) 特點(diǎn)：直流無(wú)觸點(diǎn)特點(diǎn)：直流無(wú)觸點(diǎn)/ /壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)/ /響應(yīng)速度快（響應(yīng)速度快（0.2ms0.2m