第1章可编程序控制器基础cxj.ppt

第一章 可编程序控制器 1.1 可编程序控制器的基本概念与硬件结构 1.2 可编程序控制器的特点、功能 及性能指标 1.3 可编程控制器的工作原理与编程语言 1.4 可编程序控制器的应用及发展 1.1 可编程序控制器的基本概念与硬件结构 可编程序控制器的基本概念 可编程序控制器的发展历史 可编程序控制器的硬件结构 1.1.1可编程序控制器的基本概念 什么是可编程序控制器？ 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程序控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程序控制器定义如下： 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式是输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 英文名：Programmable Logic Controller 简 称：PLC PLC的生产厂家 德国生产PLC的主要厂商有：西门子（SIEMENS）公司，它生产S系列的PLC。1996年推出S7-400系列新产品、自带人机界面的C7系列PLC等多种新产品。 日本的三菱公司生产的F1系列PLC，近年来又推出了FX系列，如FX2、FX1、FX2N等等。 东芝公司（EX系列PLC）、富士电机公司（NB、NJ、NS系列PLC）、松下公司（EP系列）、日本的立石（欧姆龙）公司。 1.1.2 可编程序控制器的发展历史 60年代中期，通用汽车公司（GM）提出设想 1969年，第一台诞生于数字设备公司（DEC） 1977年，我国第一台 我国最早广泛用的企业：宝钢、 已有四代产品，功能逐步增强。 世界第一台PLC 1969年由美国设备公司（DEC)根据 美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功 背景： 1968年美国通用汽车公司，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 设计思想： 吸取继电器和计算机两者的优点 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜； 计算机功能强大，灵活（可编程）、通用性好，但编程困难； 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用（梯形图）。 总之，可编程控制器是一台计算机，它是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。 但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制（通用控制器）。 可编程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是在传统顺序控制器的基础上引入微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术等形成的新型工业控制装置。 它具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点，是当代工业自动化技术领域中应用场合最多的工业控制装置之一，也被公认为是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一 。  1.1.3 可编程序控制器的硬件结构 主机 输入/输出（I/O）接口 电源 编程器 输入/输出（I/O）扩展接口 外部I/O接口 PLC系统的基本结构 主机 CPU（运算器、控制器） 系统程序存储器 用户程序及数据存储器 CPU 是PLC的控制中枢，CPU一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 主要功能：运行用户程序、监控输入/输出接口状态、做出逻辑判断和进行数据处理，即读入输入变量；执行用户指令，将结果送到输出端；相应外部设备（打印机、条码扫面仪等）；内部诊断。 存储器 存储器的作用：PLC的存储器主要用于系统程序、用户程序、数据的存放。 存放系统软件——系统程序存储器 存放应用软件——用户程序存储器 存储器的类型： 可读/可写的随机存储器RAM 只读存储器ROM、PROM、EPROM等 输入/输出（I/O）接口 输入/输出接口通常也称为I/O单元后I/O模块，是PLC与输入/输出设备连接的部件。 PLC输入接口——用来接收和收集输入信号，分为开关量输入模块和模拟量输入模块。