可編程序把握器原理與應用福州大學機械工程及自動化學院吳亦鋒第一章可編程序把握器概述挨次把握系統(tǒng)概述第一節(jié)PLC的定義與進展趨勢其次節(jié)PLC的特點和應用第三節(jié)PLC與其他工業(yè)把握系統(tǒng)的比較挨次把握系統(tǒng)概述可編程序把握器是依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程挨次規(guī)律把握的需要而逐步進展起來的，因此，有必要了解一下挨次把握系統(tǒng)的根本狀況一、挨次把握系統(tǒng)的組成自動把握系統(tǒng)按被控變量的時間特性可分為連續(xù)量把握系統(tǒng)和斷續(xù)量把握系統(tǒng)連續(xù)量把握系統(tǒng)〔以反響把握為主〕定值把握系統(tǒng)隨動系統(tǒng)斷續(xù)量把握系統(tǒng)〔以挨次把握為主〕時間挨次把握系統(tǒng)規(guī)律挨次把握系統(tǒng)條件挨次把握系統(tǒng)1.時間挨次把握系統(tǒng)時間挨次把握系統(tǒng)是固定時間程序的把握系統(tǒng)。它以執(zhí)行時間為依據(jù)，每個設備的運行或停頓與時間有關。例如多級輸送帶輸送系統(tǒng)交通信號燈把握系統(tǒng)時間挨次把握系統(tǒng)的特點是各設備運行時間是事先確定的，一旦挨次執(zhí)行，將按預定的時間執(zhí)行操作命令2.規(guī)律挨次把握系統(tǒng)規(guī)律挨次把握系統(tǒng)依據(jù)規(guī)律的先后挨次執(zhí)行操作命令，它與執(zhí)行的時間無嚴格關系液體混合裝置在規(guī)律挨次把握系統(tǒng)中，執(zhí)行操作命令的規(guī)律挨次關系不變3.條件挨次把握系統(tǒng)條件挨次把握系統(tǒng)是以執(zhí)行操作命令的條件是否滿足為依據(jù)條件滿足時，相應的操作被執(zhí)行不滿足時，將執(zhí)行另外的操作例如電梯把握系統(tǒng)電梯依據(jù)條件運行，可以向上也可以向下運行，所停的樓層也可依據(jù)乘客的所需而定4.挨次把握系統(tǒng)的一般組成把握器接收輸入信號，按確定的把握算法運算后，輸出把握信號給執(zhí)行機構(gòu)輸入接口實現(xiàn)輸入信號的電平轉(zhuǎn)換輸出接口實現(xiàn)輸出信號的功率轉(zhuǎn)換檢測裝置檢測被控對象的狀態(tài)信息顯示報警裝置顯示系統(tǒng)的狀態(tài)和報警信息，便于了解設備運行狀態(tài)以及對設備的操作、調(diào)試和故障處理等挨次把握系統(tǒng)組成框圖顯示報警裝置輸入接口控制器輸出接口執(zhí)行機構(gòu)被控對象檢測裝置輸入信號反饋信號二、挨次把握系統(tǒng)的實現(xiàn)挨次把握系統(tǒng)在工業(yè)把握領域中應用很多，實現(xiàn)挨次把握系統(tǒng)的方案有多種繼電器規(guī)律把握系統(tǒng)晶體管無觸點規(guī)律把握系統(tǒng)可編程把握器把握系統(tǒng)計算機把握系統(tǒng)1.繼電器規(guī)律把握系統(tǒng)承受繼電器的常開常閉觸點、延時通斷觸點和時間繼電器、接觸器等執(zhí)行裝置完成所需挨次規(guī)律功能電動機起停把握電動機正反轉(zhuǎn)把握受繼電器觸點牢靠性影響和使用壽命的限制，這類把握系統(tǒng)使用故障較多，使用壽命不長，而且更改不便利，維護困難2.晶體管無觸點規(guī)律把握系統(tǒng)晶體管組成的無觸點挨次規(guī)律把握系統(tǒng)因削減了觸點的可動部件，牢靠性提高，使用壽命長由于承受硬件組成規(guī)律關系，更改也不便利3.可編程把握器規(guī)律把握系統(tǒng)可編程序把握器承受軟件完成挨次規(guī)律功能，用指令實施操作和把握，因此挨次規(guī)律功能的更改特殊便利可編程序把握器還承受了各種軟硬件抗干擾措施，使其具有高牢靠性，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用4.計算機把握系統(tǒng)由計算機組成的把握系統(tǒng)具有信息處理力氣強的特點，能對整個系統(tǒng)實施有效的治理，必要時可把信息傳送到上一級決策處理機或下送現(xiàn)場把握器第一節(jié)PLC的定義與進展趨勢在可編程序把握器誕生之前，繼電器把握系統(tǒng)已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)繼電器把握系統(tǒng)通常可以看成是由檢測電路、把握電路、執(zhí)行部件和工業(yè)現(xiàn)場四個局部組成繼電器把握系統(tǒng)觸點多牢靠性差把握不準時接線固定，不能適應生產(chǎn)工藝變更的要求檢測電路繼電器控制電路執(zhí)行部件生產(chǎn)現(xiàn)場美國通用汽車公司〔GM〕于1968年提出研制新型工業(yè)把握器的10條設想編程簡潔，可現(xiàn)場修改程序維護便利，最好是插件式牢靠性高于繼電器把握裝置體積小于繼電器把握裝置數(shù)據(jù)可送到治理計算機本錢上可與繼電器把握競爭輸入信號可以是溝通電壓AC110～220V輸出電流可達2A,可直接驅(qū)動電磁閥在系統(tǒng)擴展時，原系統(tǒng)變更較小用戶程序存儲器的容量能擴展其次年，美國數(shù)字設備公司(DEC)領先研制出了滿足GM10條要求的可編程序把握器，引起工業(yè)界的矚目當時，人們將這種可編程序把握器稱為PLC(ProgrammableLogicalController)，即可編程序規(guī)律把握器一、可編程序把握器的命名與定義隨著大規(guī)模集成電路技術的進展，1975年后，可編程序把握器增加了很多功能，不僅可進展規(guī)律把握，而且還可對模擬量進展把握美國電氣制造協(xié)會〔NEMA〕將它正式命名為PC(ProgrammableController)為避開與個人計算機名稱相混淆，人們習慣上仍將可編程序把握器稱為PLC國際電工委員會(IEC)對PLC下的定義可編程序把握器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它承受可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行規(guī)律運算、挨次把握、定時、計數(shù)和算術運算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，把握各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦虬盐掌骷捌溆嘘P的設備，都應按易于與工業(yè)把握系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴大功能的原則設計工業(yè)環(huán)境：電場、磁場干擾，溫度、振動等可編程序：修改程序便利，可適應工藝變更的需要PLC把握系統(tǒng)由于PLC把握系統(tǒng)與繼電器把握系統(tǒng)相比具有無法比較的優(yōu)點，因此，在今后的把握系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的繼電器把握系統(tǒng)被PLC把握系統(tǒng)所替代是大勢所趨檢測電路可編程序控制器執(zhí)行部件生產(chǎn)現(xiàn)場二、PLC的進展趨勢小型化網(wǎng)絡化近年來，加強PLC的聯(lián)網(wǎng)力氣成為PLC的進展趨勢。PLC和計算機等可以構(gòu)成多級分布式網(wǎng)絡把握系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化〔FA〕網(wǎng)絡化的分布式系統(tǒng)使現(xiàn)場設備層的執(zhí)行、車間把握層的監(jiān)控、工廠治理層的信息調(diào)度連成一個整體，進而制造出更高的經(jīng)濟效益HUB中央控制室光纖適配器CS1DControllerLink光纖冗余環(huán)網(wǎng)DeviceNetCS1CS1CS1S……工廠自動化控制網(wǎng)絡系統(tǒng)管理層控制層設備層Ethernet100M光纖以太環(huán)網(wǎng)

模擬屏NTProfibus……兼容性隨著工業(yè)自動化技術的進展，今后將更加留意PLC與其他智能把握系統(tǒng)的兼容性，如PLC與工業(yè)把握計算機、集散把握系統(tǒng)、嵌入式計算機系統(tǒng)、現(xiàn)場總線等的滲透與結(jié)合，不斷拓寬PLC的應用范圍SYSMACBUSPCLinkEthernetHostLinkCompoBus/SControllerLinkInformationNetworkControllerNetworkComponentsNetworkSNTME-NETOMRON專有的開放的SLKCompoBus/DDeviceNetProfibus標準化各公司生產(chǎn)的PLC自成體系，不同公司的產(chǎn)品無法通用，相互間不能通信聯(lián)網(wǎng)，造成用戶在使用上的不便利。因此，制定PLC的國際標準是今后進展的趨勢其次節(jié)PLC的特點和應用通用性強，使用便利PLC產(chǎn)品系列化、模塊化，用戶可便利地配置出滿足不同把握規(guī)模的系統(tǒng)

一、PLC的主要特點可編程序把握器的主要特點有哪些？功能強，適應面廣PLC具有規(guī)律運算、定時、計數(shù)、挨次把握，模擬量輸入/輸出等功能，既可把握開關量，也可把握模擬量可進展單機把握、生產(chǎn)線把握、生產(chǎn)過程把握以及聯(lián)網(wǎng)把握抗干擾力氣強，牢靠性高硬件上承受光耦隔離設置多種濾波電路內(nèi)部承受電磁屏蔽承受開關穩(wěn)壓電源軟件上故障自診斷功能軟件狗(WatchingDog)技術可便利地構(gòu)成雙機冗余熱備系統(tǒng)制造商為提高PLC的牢靠性承受了那些措施？OMRON的CS1D雙機冗余系統(tǒng)DuplicationofCPU,PSandCLKunit編程語言簡潔易學PLC承受梯形圖語言，與繼電器線路相像安裝調(diào)試簡潔，修理便利PLC內(nèi)部不需接線，安裝工作量小I/O配有LED指示燈，調(diào)試修理便利模塊更換便利體積小、重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化PLC體積小，適應環(huán)境力氣強，因此很簡潔安裝在機械設備內(nèi)部，是機電一體化設備中較為抱負的把握裝置二、PLC的應用范圍開關量的規(guī)律把握PLC把握開關量的力氣很強，所把握的輸入/輸出點數(shù)從幾十點到幾千點所把握的規(guī)律可以是：組合的、時序的、延時的、計數(shù)的，都可以把握PLC的應用范圍主要有哪些？運動把握通過PLC的運動把握模塊可把握伺服電機、步進電機的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對機械運動的準確把握回路控制模塊CS1W-LCU001Ｉ／Ｏ模塊CPU電源閉環(huán)過程把握PLC可對連續(xù)過程回路進展把握，實現(xiàn)很高的把握精度數(shù)據(jù)處理PLC能進展算術運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)顯示等。中大型PLC還具有浮點運算、開方、函數(shù)運算等功能通信網(wǎng)絡把握PLC與PLC之間PLC與可編程終端PLC與計算機之間PLC與其他智能設備PLC2-2PLC2-3PLC2-4工程師站Modem光環(huán)快速以太網(wǎng)100M天津咸陽路污水處理廠自控系統(tǒng)操作站OS操作站OSPLC3PLC1-1ModemPLC1-3PLC1-2PLC2-5ModemControllerLink(2M)RS2公共電話網(wǎng)ControllerLink(2M)PLC2-15.7寸觸摸屏10.4寸觸摸屏多屏幕顯示器多屏投影服務器Web服務器初沉泵房201－3第三分控站回流泵房106－5初沉泵房201－2初沉泵房201－1回流泵房106－4回流泵房106－3回流泵房106－2回流泵房106－1RS2PLC4CS1雨水泵房第四分控站出水泵房RS2PLC1第一分控站進水泵房沉砂池計量槽第一分變電站加藥間濃縮池濃縮泵房儲氣罐燃燒器PLC2RS2第二分控站鼓風機房加氯間中央控制室PLC-M密云路泵站PLC-X咸陽路泵站污泥消化系統(tǒng)污泥干化系統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)RS2第三節(jié)PLC與其他工業(yè)把握系統(tǒng)的比較組成的器件不同繼電器系統(tǒng)中使用的是硬件繼電器PLC內(nèi)部是“軟繼電器”，實質(zhì)上是IC觸發(fā)器觸點的數(shù)量不同硬件繼電器觸點少，一般僅4個觸點軟繼電器的觸點在編程中可無限使用一、PLC把握系統(tǒng)與繼電器把握系統(tǒng)的比較把握方法不同硬件繼電器靠觸點的接線規(guī)律實現(xiàn)把握功能PLC是通過軟件編程來實現(xiàn)把握功能，修改便利工作方式不同繼電器把握系統(tǒng)中，繼電器觸點間存在“競爭”PLC承受循環(huán)掃描工作方式，把握更加牢靠PLC把握系統(tǒng)與繼電器把握系統(tǒng)的比較與繼電器把握系統(tǒng)比較，PLC把握系統(tǒng)有什么優(yōu)點？二、PLC把握系統(tǒng)與工業(yè)計算機

把握系統(tǒng)的比較工業(yè)計算機總線標準化程度高、品種兼容性強、軟件資源豐富、有實時操作系統(tǒng)支持，在要求快速、實時性高、模型簡潔的工業(yè)把握中占有優(yōu)勢但工業(yè)計算機尚不能適應惡劣的工作環(huán)境，此外還要求操作人員具有確定的計算機學問，因此不如PLC那樣簡潔維護PLC把握系統(tǒng)與工業(yè)計算機把握系統(tǒng)的比較隨著PLC更多地承受計算機技術，同時工業(yè)計算機向提高牢靠性的方向進展，兩者間相互滲透，差異越來越小。他們將連續(xù)共存，在一個把握系統(tǒng)中，使PLC集中在功能把握上，工業(yè)計算機集中在信息處理上，各顯神通預習其次章思考題PLC主要由哪幾個局部組成？各局部的主要作