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南 通 职 业 大 学 南 通 职 业 大 学 南 通 职 业 大 学 * 机电传动与PLC技术 机电教研室 * PLC应用技术 第二单元 认识S7-200PLC * 本 章 主 要 内 容 2.1 PLC的产生和发展 2.2 PLC的组成和基本工作原理 2.3 PLC的性能、特点及分类 2.4 PLC的应用领域 * 本 章 学 习 目 标 掌握内容： PLC的定义、基本组成及工作原理 了解内容： PLC产生、发展及分类 理解内容： PLC的性能规格、结构类型及控制功能 * 继电器控制特点分析 2.1 PLC的产生和发展 继电器电气控制时代，具有的优点： 结构简单、价格低廉、容易操作、技术难度较小，因此被长期使用在工业控制的各种领域中 继电器电气控制时代，存在的缺点： 必须确保逻辑设计方案准确无误，一旦出 现问题，需要改变接线 稍微复杂的逻辑控制，需要较多的逻辑节点资 源，需增加大量的硬件资源满足逻辑组态 设备专用，工艺变化需重新设计、安装 可靠性差，故障查找、排除需要花费大量时间 体积庞大，能耗高 设计调试改造 烦 * 可编程序控制器（PLC）的产生 1968年美国通用公司要求其制造商为其汽车装配线提供新型程序控制器以代替继电器电气控制，满足汽车发展的要求，具体要求如下（10条）： 1、编程方便，现场可修改程序 2、维修方便，采用模块化结构 3、可靠性高于继电器控制装置 4、体积小于继电器控制装置 5、数据可直接送入管理计算机 2.1 PLC的产生和发展 * 可编程序控制器（PLC）的产生 6、成本可于继电器控制装置 7、输入可以是交流市电 8、输出为交流市电，2A以上能直接驱动电磁 阀、接触器 9、在扩展时，原系统只要很小变更 10、用户程序存储器容量至少能扩展到4K 1969年，美国数字设备公司制成了第一台PLC，并在通用的汽车生产线上取得成功，从此开创了PLC的新时代。 2.1 PLC的产生和发展 * PLC的定义 PLC是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字量或模拟量输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其外部设备都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则来设计的。 PLC 英文全称：programmable logic controller 中文全称：可编程序逻辑控制器 西门子S7-200PLC 三菱 FX2N PLC 欧姆龙CPM1A PLC 艾默生EC20PLC 2.1 PLC的产生和发展 * 可编程控制器的发展历程 20世纪60年代末—70年代中期 由中小规模数字电路构成 只能完成逻辑控制、定时，计数等简单功能 软件上采用梯形图并沿用至今 20世纪70年代中期—70年代末期 1977年出现了带逻辑处理器、基于微处理器（如Z80，8086）的PLC 存储器（如EPROM）容量扩大，软元件资源大大丰富，数据寄存器出现 增加了算术运算、函数处理、通讯、自诊断等功能 硬件则增加了模拟量模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块 2.1 PLC的产生和发展 * 可编程控制器的发展历程 20世纪70年代末期—80年代末期 超大规模集成电路技术的迅速发展以及专用逻辑处理芯片（如CPLD）的研发，进一步提高了PLC的处理速度 PLC的通讯功能获得极大的发展（PLC与PLC通信，与外部设备通信） 制造商各自为战比较封闭，产品自成系统 20世纪80年代末期—90年代末期 高速处理器的发展进一步提升PLC的性能 PLC的通讯功能获得极大的发展，总线通讯协议逐渐标准化，支持互通 增加高级语言编程 （如汇编C语言编程） 产品规模逐渐增大 （从控制几点的小型到几千点的大型） 2.1 PLC的产生和发展 * 可编程控制器的发展趋势 功能模块智能化 网络通信标准化 控制技术冗余化 控制管理一体化 嵌入总线协议 总线通信模块 总线远程I/O模块 GSM模块 智能通信模块 语音处理模块 智能PID模块 智能位置控制模块 专用数控模块 专用CPU模块 信息层冗余 控制层冗余 现场层冗余 WEB 服务器功能等 2.1 PLC的产生和发展 * 按钮 行程开关 继电器触点 接触器 电磁阀 指示灯 输 入 单 元 输 出 单 元 电源部分 存储器 EEPROM （用户程序） SRAM （运行用户程序） I/O 扩 展