第10章 可编程控制器.ppt

第10章 可编程控制器 本章要点： 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 10.2 S7—200 PLC简介 10.3 可编程控制器的应用举例 第10章 可编程控制器 本章要点：本章首先介绍PLC的产生过程、特点、应用领域及发展， PLC的基本结构、工作方式和常用的编程语言。接着介绍S7-200系列PLC的软元件、基本指令、主要计数指标，根据系统要求正确选择PLC型号及参数。然后介绍S7-200系列PLC的STEP-Micro/WIN编程软件进行程序的编辑、上传、下载程序及运行、监控程序的方法。最后介绍S7-200可编程控制器的应用举例。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 10.1.1 PLC的产生与发展 1.PLC的产生 1968年美国通用汽车公司GM（General Motors）公开招标，要求用新的控制装置生产取代生产线上的继电接触器控制系统。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求首先研制出了世界上第一台可编程序控制器PDP-14，用于通用汽车公司的生产线，取得了满意的效果。由于这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控制，所以人们称这种新的工业控制装置为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 2.PLC的发展 从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。 第一代PLC（1969—1972）：大多用1位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。 第二代（1973—1975）：采用8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具有自诊断功能，初步形成了系列化。 第三代（1976—1983）：随着高性能及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通讯方向发展，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数运算、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 第四代（1983年至今）：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名符其实的多功能控制器。 正是由于PLC具有多种功能，并三电（电控装置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得PLC在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 10.1.2 PLC的应用与特点 1.PLC的应用 PLC具有体积小、可靠性高、功能强、程序设计方便、通用性强、维护方便等优点。目前，PLC在国内外已被广泛应用与钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 （1）开关量路基控制。这是PLC最基本的的控制，可以取代传统的继电器控制系统。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能可实现对机床、自动生产线、电梯等的控制。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 （2）模拟量控制。在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、液位和速度等都是模拟量。为了使用可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 （3）运动控制。PLC可以控制步进电机和伺服电动机，从而控制机件的运动方向、速度和位置。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 （4）过程控制。PLC的模拟量输入输出和PID控制，可构成闭环控制系统，可应用于冶金、化工、热处理等行业。 10.1 PLC的产生、发展、结构与组成 （5）数据处理。现代PLC具有数学运输、数据传送、数据转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统。 （6）通讯及联网。PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其他智能设备间的通讯。PLC与PLC，PLC与上位机之间的联网，可构成工厂自动化网络系统。 2.PLC的特点 （1）PLC控制系统硬件简单。继电器控制系统是由大量的硬件继电器组成，结构复杂。而PLC控制系统主要是由程序（软继电器）组成，在硬件连接上PLC只需要接入输入信号和受控对象。 10.1 P