电器与可编程控制3.ppt

第二篇 可编程序控制器 应用技术 第四章 可编程序控制器的概论与基本工作原理 第一节 PLC的概论 可编程序控制器的产生 继电接触器控制系统的缺点：设备体积大，开关动作慢，功能较少，接线复杂，触点易损坏，改接麻烦，灵活性较差等。 PLC的产生：1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标为汽车生产的新型控制器，一年后美国数字设备公司（DEC）应标研制成第一台可编程序控制器。将继电接触控制的硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想变为现实，用来取代继电接触控制，仅有执行继电器逻辑、定时、计数等较少的功能。 PLC的发展：20世纪70年代中期出现了微处理器和微型计算机，把微机技术应用到PLC中，使PLC增加了运算、数据传送与处理、对模拟量进行控制等功能，使之成为一种电子计算机工业控制设备。 PLC的定义：（注意PC与PLC的命名）美国电气制造协会对PLC的定义，可编程序控制器是一种带有指令存储器和数字或模拟I/O接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。 PLC的主要功能 近年来PLC把自动化技术、计算机技术和通信技术融为一体，功能如下： （1）逻辑控制： （2）定时控制： （3）计数控制： （4）步进控制：步进控制是指在完成一道工序以后，再进行下一步工序，也就是顺序控制。 （5）A/D、D/A转换： （6）数据处理：具有并行运算指令，能进行数据并行传送、比较和逻辑运算，BCD码的加、减、乘、除等运算 （7）通信与联网：可进行远程I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，还可与计算机进行上位链接。典型情况：由一台计算机和若干台PLC可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂的控制。 （8）对控制系统监控： PLC的主要优点 （1）编程简单：常用于编程的梯形图与传统的继电接触控制线路图有许多相似之处 （2）可靠性高：PLC是专门为工业控制而设计的，采用了诸如屏蔽、滤波、隔离等多层次有效的抗干扰措施。 （3）通用性好：PLC品种多，档次多；同一台PLC要实现不同的控制只要改变软件；构成不同的控制系统时，只需在输入输出端子上接上不同的输入输出信号。 （4）功能强：能进行逻辑、定时、计数和步进等控制，能完成A/D与D/A转换、数据处理和通信联网等功能。技术还在发展，功能不断增强。 （5）使用方便：体积小，重量轻，编程简单，自诊断能力强，维护方便 （6）设计、施工和调试周期短：靠软件编程实现控制功能，硬件配置也灵活方便 PLC也有其缺点：目前价格还比较高；工作速度比计算机慢；使用中高档PLC，要求使用者具有相当的计算机知识；制造厂家和品种类型很多，而指令系统和使用方法不尽相同，给用户带来不便。 4. PLC的应用与发展概况 早期的PLC 为改造原有的继电接触器控制系统。 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统。在多品种、小批量、高质量的产品生产中得到广泛的应用，PLC控制已成为工业控制的重要手段之一，与CAD/CAM，机器人技术一起成为实现现代自动化生产的三大支柱。 发展方向分小型化和大型化两个发展趋势。小型PLC有两个发展方向，即小（微）型化和专业化。大型化指的是大中型PLC向着大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。 当前流行的可编程控制器系统 5. PLC可靠性高的原因 PLC的可靠性高，主要由于PLC采用了下述措施： 控制由软件实现，硬连接大为减少 设置滤波：在输入输出接口处设置滤波器，不仅可滤除来自外界的高频干扰，而且还可减少内部模块之间信号的相互干扰 设置隔离：CPU和各I/O回路设有光耦合器件作隔离，以防止干扰 设置屏蔽：根据需要采用能屏蔽磁场或电场的屏蔽层 采用模块式结构：便于检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障指示器来显示它的状态 设有联锁功能：各输出通道之间设有联锁功能，以防止各被控对象之间误动作可能造成的事故 设置环境检测和诊断电路：负责对PLC的运行环境（例如电网电压、工作温度、环境的湿度等）进行检测，同时也完成对PLC中各模块工作状态的监测。与软件配合，实现故障自动动诊断和预报 PLC的电源具有很强的抗电网电压波动和高频干扰的能力，同时还具有过电压过电流保护措施 设置Watchdog电路：如果CPU不能按预定顺序（预定时间间隔）工作而报警 PLC的输入、输出控制简单：PLC以扫描方式进行工作，即PLC对信号的输入、数据的处理和控制信号的输出，分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里，以批处理方式进行。 第二节 PLC的基本结构 与工作原理 一 PLC