三菱plc第四章.ppt

电气控制与PLC应用 电气控制与PLC应用 第四章 可编程序控制器概述 第一节 可编程序控制器的产生及定义 一、可编程控制器的产生 1968年美国通用汽车公司（GM），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继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。 早期的可编程序控制器只能实现逻辑控制、定时、计数等功能，故称为可编程序控制器（Programmable Logical Controller），简称为PLC 。 20世纪70年代未至80年代初，可编程序控制器的处理速度大大提高，不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。美国电器制造协会（NEMA）命名为可编程序控制器（Programmable Controller）简称PC。 二、可编程控制器的定义 1987年，国际电工委员会（IEC）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的输入和输出，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”。 第二节 可编程序控制器的特点及应用 一、可编程序控制器的特点 可靠性高，抗干扰能力强 控制程序可变，具有很好的柔性 编程简单，容易掌握 功能强，性价比高 体积小，重量轻，能耗低 二、可编程序控制器的应用 开关量控制 运动控制 过程控制 数据处理 通信联网 第三节 可编程序控制器的分类及发展 一、可编程序控制器的分类 按I/O点数分 小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC） 中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC 大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC） 按结构形式分 整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点 模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。 叠装式PLC 还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。 按功能分 低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。 中档PLC 具有低档PLC功能外，增加模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。 高档PLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。 二、可编程序控制器的发展 规模上向小型化和大型化两个方向发展 编程语言向标准化靠拢 输入输出模块智能化和专业化 网络通信功能标准化 第四节 可编程序控制器的基本组成和工作原理 一、PLC的硬件组成 外部设备 现场用户输出设备 微处理器（CPU） 运算器 控制器 输 出 部 件 输 入 部 件 系 统 存 储 器 用 户 存 储 器 I/O 扩 展 接 口 通 讯 及 编 程 接 口 编程设备 计算机 打印机等 传感器 按钮、开关 现场信号 电磁阀 中间继电器 执行器 现场用户输入设备 扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块 电源变换器 ～110V/220V市电 PLC基本单元 PLC硬件结构示意图 1.微处理器（CPU） CPU是可编程序控制器的核心部件。 PLC采用的CPU一般有三大类 通用微处理器，如80286、80386等。 单片机芯片，如8031、8096等。 位处理器，如AMD2900、AMD2903等。 CPU完成的任务： 接收并存储用户程序和数据； 诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误； 接收输入信号，送入数据寄存器并保存； 运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作； 将用户程序的执行结果送至输出端。 2.存储器 系统程序存储器 固化系统各种工作程序。 用户存储器 用户程序存储器 存放用户工作程序； 用户数据存储器 存放工作数据。 3.I/O接口电路 输入接口电路 直流输入 交流输入 交流/直流输入 输出接口电路 输出接口电路 晶体管