1、2020/7/29，1，可編程控制器原理和編程，2020/7/29，2，本課程主要內(nèi)容概述的一般結(jié)構(gòu)的工作程序階梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)歐姆公司簡(jiǎn)介，2020/7/29，4，1.1.1 PLC的定義1:可編程節(jié)目控制器的生成是PLL可節(jié)目矩陣控制器可編程矩陣控制器(PMC)可節(jié)目順序控制器可編程序列控制器(PSC)可節(jié)目邏輯控制器可編程序列控制器(PLC)，1概述，2020/7/29，5，從用戶角度來(lái)看，下一代控制器應(yīng)簡(jiǎn)化以下10茄子條件(1)編程，并可以現(xiàn)場(chǎng)修改程序。(2)維護(hù)方便，插件更好；(3)比繼電器控制柜可靠性高。(4)體積小于繼電器控制柜；(5)數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送到管理計(jì)算機(jī)。(6)可成本地與

2、繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)。(7)輸入可以是AC 115V(即美國(guó)電網(wǎng)電壓)。(8)輸出到AC 115V，2A或更高，可以直接驅(qū)動(dòng)螺線管閥門。(9)擴(kuò)展時(shí)，現(xiàn)有系統(tǒng)只需要進(jìn)行較小的更改。(10)用戶節(jié)目存儲(chǔ)容量可以擴(kuò)展到至少4KB。2020/7/29，6，1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)投標(biāo)要求開發(fā)了世界上第一個(gè)可編程節(jié)目控制器，并首次成功地應(yīng)用于GM的汽車生產(chǎn)線上。1980年，美國(guó)傳記制造商協(xié)會(huì)(NEMA)正式命名為可編程控制器(PC)。但是，為了區(qū)別于個(gè)人電腦(個(gè)人電腦)的縮寫PC，可編程節(jié)目控制器通常稱為PLC。2020/7/29，7，23360可編程控制器的定義，國(guó)際傳記技術(shù)委員會(huì)(I

3、EC)在1987年將可編程控制器定義為：“可編程可編程控制器是為在產(chǎn)業(yè)環(huán)境中使用而設(shè)計(jì)的數(shù)字計(jì)算電子系統(tǒng)。使用可編程內(nèi)存在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯、順序控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的命令，并通過(guò)數(shù)字和模擬輸入輸出控制各種類型的機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骱拖嚓P(guān)設(shè)備應(yīng)使用易于與產(chǎn)業(yè)控制系統(tǒng)集成、易于擴(kuò)展功能的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。”簡(jiǎn)單地說(shuō)，PLC以嵌入式CPU為核心，具有輸入、輸出等模塊，易于用于產(chǎn)業(yè)控制領(lǐng)域的設(shè)備。PLC與機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造一起被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱。2020/7/29，8，1.1.2 PLC的特性，1。與繼電器控制邏輯比較，2020/7/29，9，2。與微機(jī)相比，1)應(yīng)用范圍微電

4、腦復(fù)蓋范圍2)環(huán)境要求微機(jī)對(duì)環(huán)境要求高，干擾小，溫度、濕度適中。PLC用于產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。3)I/O微電腦I/O端口不需要傳記隔離。PLC I/o端口需要傳記隔離。4)編程微電腦系統(tǒng)具有豐富的編程語(yǔ)言，用戶必須具有一定水平的電腦硬件和軟件知識(shí)，PLC向用戶提供的編程語(yǔ)句較少，邏輯簡(jiǎn)單，易于學(xué)習(xí)和掌握。2020/7/29，10，5)系統(tǒng)功能微機(jī)通常具有功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件，可執(zhí)行設(shè)備管理、檔案管理、存儲(chǔ)管理等，為方便用戶，還配備了大量應(yīng)用軟件。PLC通常只有簡(jiǎn)單的監(jiān)控程序，可以檢查故障、輸入和更正用戶節(jié)目、運(yùn)行和監(jiān)控用戶節(jié)目等。6)計(jì)算速度和存儲(chǔ)容量微機(jī)計(jì)算速度快，現(xiàn)達(dá)到納米初級(jí)，存儲(chǔ)容量大。PLC

5、會(huì)影響數(shù)據(jù)處理速度，因?yàn)榻槊骓憫?yīng)速度慢。典型的介面響應(yīng)速度為2毫秒，PLC的軟件少，編程短，因此內(nèi)存容量小。7)價(jià)錢微機(jī)是通用機(jī)器，功能完善，價(jià)格比較高。PLC是專用機(jī)器，功能少，價(jià)格便宜。2020/7/29，11，簡(jiǎn)而言之，從適應(yīng)范圍來(lái)看，PLC是用于產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的專用微電腦控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，學(xué)習(xí)和掌握方便，價(jià)格比普通微系統(tǒng)便宜。微型計(jì)算機(jī)是通用的。從工業(yè)控制的角度來(lái)看，PLC是控制通用機(jī)，微型計(jì)算機(jī)是制造任何控制設(shè)備的專用機(jī)。長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)，由于PLC的功能不斷提高，更多地采用微電腦技術(shù)，微機(jī)也為了滿足用戶的需求，更耐用、更易于維護(hù)的計(jì)算機(jī)在市場(chǎng)上上市，因此，兩者徐璐滲透，PLC和

6、微機(jī)的界限逐漸模糊，兩者將長(zhǎng)期共存，并各自與所長(zhǎng)共同發(fā)展。2020/7/29，12，1.1.2 PLC功能，1?？煽啃?、抗干擾能力“專為惡劣產(chǎn)業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的電腦”2。功能增強(qiáng)：功能增強(qiáng)、可擴(kuò)展性、價(jià)錢/性能。編程簡(jiǎn)單，使用方便。PLC使用階梯語(yǔ)言編程很容易掌握。4.線上程式設(shè)計(jì)：在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，您可以使用可攜式程式設(shè)計(jì)人員或筆記型電腦對(duì)PLC進(jìn)行程式設(shè)計(jì)，如果PLC連接至網(wǎng)路，則可以在網(wǎng)絡(luò)的任何位置對(duì)PLC進(jìn)行程式設(shè)計(jì)。5.安裝方便，維護(hù)方便。模塊化結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。6.小大小，重量輕，功耗低：是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。7.低成本價(jià)錢，2020/7/29，13，1.1.3 PLC的用

7、途，1邏輯控制可編程控制器具有執(zhí)行“and”、“or”、“not”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。2過(guò)程控制(模擬控制)可編程控制器可以接收持續(xù)變化的模擬(例如溫度、壓力、流量等)，模擬I/0模塊允許在模擬和數(shù)字之間進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。2020/7/29，14，3位置，速度控制(閉環(huán)曹征控制)4數(shù)據(jù)監(jiān)控：PLC具有執(zhí)行數(shù)據(jù)收集、分析和處理的數(shù)學(xué)計(jì)算、資料傳輸、轉(zhuǎn)換、排序和檢查表、比特操作等功能。5構(gòu)成大規(guī)模控制網(wǎng)絡(luò)可編程控制器的通信包括主機(jī)和遠(yuǎn)程I/0之間的通信、多個(gè)可編程控制器之間的通信、可編程控制器和其他智能控制設(shè)備(如電腦、變頻器)之間的通信?？删幊坦?jié)目控制器可以與其他智能控

8、制設(shè)備一起配置“集中管理、分布式控制”分布式控制系統(tǒng)。專用智能I/o單元越來(lái)越多，旨在進(jìn)一步簡(jiǎn)化2020/7/29，15，1.1.4 PLC的發(fā)展、1小型、2小型、超大型3智能化專用控制領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程，這些模塊的特點(diǎn)之一是具有可獨(dú)立運(yùn)行的CPU，與PLC主機(jī)并行工作，在速度、精度、適應(yīng)性、可靠性等各個(gè)方面對(duì)PLC進(jìn)行了完美補(bǔ)充它們與PLC緊密結(jié)合，克服了PLC掃描工作方式的限制，并執(zhí)行了許多PLC本身無(wú)法完成的功能。這些模塊的編程，邊界與PLC一致，使用方便，并根據(jù)需要推出了新的智能設(shè)備。2020/7/29，16，4 CPU功能增強(qiáng)5支持多種產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線的更多產(chǎn)業(yè)總線，使聯(lián)網(wǎng)更容易，配置

9、工程控制網(wǎng)絡(luò)更容易。6編程軟件標(biāo)準(zhǔn)化使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，大大縮短了開發(fā)周期。7人機(jī)交流功能加強(qiáng)了配置操作面板、觸控式屏幕等人機(jī)對(duì)話手段，使應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大和應(yīng)用更加容易。8數(shù)據(jù)處理能力大大提高，2020/7/29，17，1按結(jié)構(gòu)分類(1)整體結(jié)構(gòu)(單位結(jié)構(gòu))得到了顯著提高。一體式結(jié)構(gòu)將CPU、存儲(chǔ)、I/O設(shè)備、電源供應(yīng)設(shè)備和通信等部件安裝在金屬或塑料盤柜中，從而將所有部件安裝在一個(gè)模塊中，形成整體。整體式PLC可直接安裝在機(jī)床或傳記控制柜中。特性：結(jié)構(gòu)緊湊，大小小，成本低，安裝方便，可與受控設(shè)備集成。適用于點(diǎn)數(shù)較少的系統(tǒng)，通常是小型或微型PLC。1.1.5 PLC分類，2020/7/2

10、9，18，一體式結(jié)構(gòu)，圖1一體式結(jié)構(gòu)箱，2020/7/29，19，(2)模塊化結(jié)構(gòu)CPU，電源供應(yīng)設(shè)備，I/O設(shè)備，電源供應(yīng)設(shè)備將CPU、電源供應(yīng)設(shè)備、I/o模塊和特殊功能設(shè)備插入一個(gè)機(jī)架中，以構(gòu)成總I/o點(diǎn)數(shù)較多的大型集成控制系統(tǒng)。大中型PLC。功能：配置非常靈活，您可以根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模選擇不同類別的CPU、不同的I/o模塊和功能模塊。模塊大小均勻，安裝整齊，對(duì)具有大量I/o點(diǎn)的系統(tǒng)選擇、安裝調(diào)試、擴(kuò)展、維修等非常方便。要配置系統(tǒng)，可以配置具有大量I/O點(diǎn)的大型統(tǒng)一控制系統(tǒng)，只需將CPU、電源供應(yīng)設(shè)備、輸入、輸出模塊和其他特殊功能模塊(如通信、模塊轉(zhuǎn)換和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換)插入底板即可。因此，適用于大

11、中型PLC。這種形式的PLC不僅需要各種模塊，還需要使用機(jī)架(主機(jī)機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架)將每個(gè)模塊合并為一個(gè)模塊。如果有多個(gè)機(jī)架，則必須使用纜線連接每個(gè)機(jī)架。2020/7/29，20，模塊化塊圖表，模塊化塊圖表，2020/7/29，21，模塊化，Power in a Small Package！電源模塊，CPU模塊，I/o模塊，底板，2020/7/29，22，(3)混合整個(gè)模塊。特性：將兩種牙齒的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，CPU、電源供應(yīng)設(shè)備和I/O設(shè)備也分別是單獨(dú)的模塊，但互連安裝不需要底板(機(jī)架)，只需使用電纜進(jìn)行設(shè)備到設(shè)備連接，每個(gè)模塊都可以分層。這樣不僅可以靈活地配置系統(tǒng)，而且可以作為較小的尺寸使用。2

12、020/7/29，23，混合PLC結(jié)構(gòu)，混合PLC結(jié)構(gòu)框，2020/7/29，24，1.1.5 PLC分類，2 I/O點(diǎn)(1小型，特別是超小型PLC的I/O不顯示為模塊，與中央處理器、電源供應(yīng)器等一起顯示)(2)中間：128點(diǎn)I/o點(diǎn)512點(diǎn)。所有中等規(guī)模或更大的PLC都是I/o模塊形式，大部分與中央處理器、電源供應(yīng)等模塊分開安裝，因此可以方便地?cái)U(kuò)展I/o容量，提供各種模塊，并可以自由地混合使用，無(wú)需固定安裝位置，從而靈活地配置用戶所需的控制系統(tǒng)。(3)大：I/o點(diǎn)數(shù)512點(diǎn)。按2020/7/29，25，3生產(chǎn)企業(yè)分類，德國(guó)西門子日本奧倫公司美國(guó)洛厄爾公司法國(guó)施耐德公司GE-FANAC日本三菱

13、電機(jī)公司日本日立公司日本東芝日本富士公司，2020/7/29，2020 PLC的性能只需大致了解一下。一般反映5個(gè)茄子方面的可用CPU籌碼、編程語(yǔ)言、用戶節(jié)目容量、掃描速度(ms/k)和I/O點(diǎn)數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，CPU等級(jí)高，編程語(yǔ)言完美，用戶節(jié)目容量大，掃描速度快，I/O點(diǎn)數(shù)多，PLC性能好，功能強(qiáng)，價(jià)格高。2020/7/29，27，1。用戶存儲(chǔ)容量PLC的存儲(chǔ)包括三個(gè)部分：系統(tǒng)節(jié)目存儲(chǔ)、用戶節(jié)目存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。PLC的用戶內(nèi)存由最后兩部分組成。PLC存儲(chǔ)容量通常是用戶節(jié)目?jī)?nèi)存和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的總和，描述系統(tǒng)向用戶提供的可用資源是系統(tǒng)性能的重要技術(shù)指標(biāo)。牙齒存儲(chǔ)容量越大，可編制的程序就越復(fù)雜。一般

14、小型機(jī)型的用戶存儲(chǔ)容量為數(shù)千個(gè)字符，大型機(jī)的用戶存儲(chǔ)容量為數(shù)萬(wàn)個(gè)字符。2020/7/29，28，2。I/O . I/o點(diǎn)數(shù)I/o點(diǎn)數(shù)是PLC可以接受的輸入開關(guān)信號(hào)(外部輸入)和輸出開關(guān)信號(hào)的總和。描述PLC大小的重要參數(shù)。3.模塊和數(shù)字模擬通道的數(shù)量是輸入和輸出的模擬數(shù)量的總和。2020/7/29，29，4。掃描速度PLC以循環(huán)掃描方式工作，完成一次性掃描所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描速度是PLC掃描1K字符用戶程序所需的時(shí)間，通常以ms/K為單位，掃描速度越快越好。通常，1000個(gè)命令的執(zhí)行時(shí)間約為10毫秒。小型或超小型機(jī)器檢查時(shí)間可能大于40毫秒。影響掃描速度的主要因素是用戶程序的長(zhǎng)度和PL

15、C產(chǎn)品類型。PLC的CPU類型、機(jī)器文字長(zhǎng)度等直接影響PLC計(jì)算精度和運(yùn)行速度。5.命令數(shù)和功能命令系統(tǒng)是PLC中所有命令的總和?？删幊炭刂破鞯木幊堂钤蕉啵浖δ茉綇?qiáng)，但熟悉應(yīng)用程序也相對(duì)復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇適合相應(yīng)命令功能的可編程控制器。2020/7/29，30，6。內(nèi)部寄存器的配置和容量7。特殊功能單元8?？蓴U(kuò)展性輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)、存儲(chǔ)容量、網(wǎng)絡(luò)功能和可擴(kuò)展模塊數(shù)等9。診斷功能10。通信介面、2020/7/2020/7/29，32、整體結(jié)構(gòu)將CPU、存儲(chǔ)、ROM、I/O介面、電源供應(yīng)設(shè)備、通信等部件安裝在金屬或塑料盤柜中，從而將所有電路安裝在一個(gè)模塊中，形成整體。單元式PLC

16、可以直接安裝在機(jī)器或傳記控制柜中。小型PLC主要是指I/o點(diǎn)數(shù)較少的系統(tǒng)，所有小型系統(tǒng)均使用這種基于單位的結(jié)構(gòu)。特性：結(jié)構(gòu)緊湊、大小小、成本低、安裝方便、控制設(shè)備集成方便，一般為小型或微型PLC。適用于點(diǎn)數(shù)較少的系統(tǒng)。2020/7/29，33，1.2 PLC的一般結(jié)構(gòu)，2 .模塊化PLC結(jié)構(gòu)，模塊化PLC以使用大廈塊的方式配置系統(tǒng)。將CPU、電源供應(yīng)設(shè)備、I/o模塊和特殊功能設(shè)備插入一個(gè)機(jī)架中，以構(gòu)成總I/o點(diǎn)數(shù)較多的大型集成控制系統(tǒng)。2020/7/29，34，模塊化特性是CPU是獨(dú)立模塊，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備也是獨(dú)立模塊。電源供應(yīng)設(shè)備、通信等都是作為模塊配置的，因此配置非常靈活，您可以根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模選擇不同類別的CPU、不同的I/o模塊和功能模塊。模塊大小均勻，安裝整齊，對(duì)具有大量I/o