《西门子S7300PLC第1章.ppt

第1章 PLC概述 §1.1 PLC的产生 §1.2 PLC的定义和分类 §1.3 PLC的功能和特点 §1.4 PLC的结构与工作过程 §1.5 思考与练习 §1.1 PLC的产生 传统的生产机械自动控制装置→继电器控制系统 优点→结构简单、价格低廉、容易操作 。 缺点→体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差 。 应用→比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。 用户迫切需要一种先进的自动控制装置 对先进自动控制装置提出设想： 把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。 可编程序逻辑控制器的产生 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。 §1.2 PLC的定义和分类 PLC的定义 经历：可编程逻辑控制器（PLC）→可编程控制器（PC） 通用叫法：可编程序控制器（Programmable Controller，PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。 国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” PLC的分类 一体化紧凑型PLC ：电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。 标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。 §1.3 PLC的功能和特点 PLC的功能 控制功能 PLC的功能 数据采集、存储与处理功能 PLC的功能 输入/输出接口调理功能 PLC的功能 通信、联网功能 PLC的功能 人机界面功能 PLC的功能 编程、调试等 PLC的特点 高可靠性 丰富的I/O接口模块 采用模块化结构 运行速度快 功能完善 编程简单，易于使用 系统设计、安装、调试方便 维修方便，维修工作量小 总价格低 §1.4 PLC的结构和工作过程 PLC的基本结构 PLC的扫描过程 PLC的中断处理过程 响应问题： 一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。 PLC的中断处理过程 中断源先后顺序及中断嵌套问题： 在PLC中，中断源的信息是通过输入点而进入系统的，PLC扫描输入点是按输入点编号的先后顺序进行的，因此中断源的先后顺序只要按输入点编号的顺序排列即可。 多中断源可以有优先顺序，但无嵌套关系。 PLC的中断处理过程 中断服务程序执行结果的信息输出问题： PLC按巡回扫描方式工作，正常的输入/输出在扫描周期的一定阶段进行，这给外设希望及时响应带来了困难。采用中断输入可解决对输入信号的高速响应问题。当中断申请被响应且中断子程序被执行后，有关信息应当尽早送到相关外设，而不希望等到扫描周期的输出传送阶段，就是说对部分信息的输入或输出要与系统CPU的扫描周期脱离。 PLC的I/O系统 §1.5 思考与练习 一、填空题 1. 美国数字设备公司于______年研制出世界第一台PLC。 2. PLC从组成结构形式上可以分为______和_______两类。 3. PLC是由___________逻辑控制系统发展而来的，它在____________、___________方面具有一定优势。 4. PLC主要由____、____、_____、_____几部分组成。 5. PLC所用存储器基本上由________、___、_____等组成。 6.