机床电器与可编程序控制器课件作者姚永刚第4章节可编程序控制器.pptVIP

第四章 可编程控制器及其工作原理第一节 概论 一. 可编程控制器的产生与发展 1、PLC的产生及定义 1968年由美国通用汽车公司（GE）提出，1969年有美国数字设备公司（DEC）研制成功，有逻辑运算、定时、计算功能称为PLC（programmable logic controller）。 80年代，由于计算机技术的发展，PLC采用通用微处理器为核心，功能扩展到各种算术运算，PLC运算过程控制并可与上位机通讯、实现远程控制。被称为PC（programmable controller）即可编程控制器。 2、PLC的产生及定义 国际电工委员会（IEC）1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下： “可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计”。 二. 可编程控制器的用途与特点 1、使用于工业环境，抗干扰能力强。 2、可靠性高。无故障工作时间（平均）数十万小时并可构成多机冗余系统。 3、控制能力极强。算术、逻辑运算、定时、计数、PID运算、过程控制、通讯等。 4、使用、编程方便。（LAD）梯形图、语句表（STL）、功能图（FBD）、控制系统流程图等编程语言通俗易懂，使用方便。 5、组成灵活。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统。中大型PLC采用分体模块式结构，设有各种专用功能模块（开关量、模拟量输入输出模块，位控模块，伺服、步进驱动模块等）供选用和组合，由各种模块组成大小和要求不同的控制系统。 所以可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。 三. 可编程控制器的分类 1、? 分类 按I/O点数可分为大、中、小型三大类，通常可以定义为： 小型：I/O点数在256点以下； 中型：I/O点数在256～1024点之间； 大型：I/O点数在1024点以上。 2、应用 可编程控制器在多品种、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。 通常可以认为，只要有控制要求的地方，都可以用到可编程控制器。 3、发展方向 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。 四、 可编程控制器的性能指标 PLC的技术性能指标有一般指标和技术指标两种。 1、 一般性能规格是指使用PLC时应注意的问题，主要包括电源电压、允许电压波动范围、耗电情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压情况、抗噪声性能、耐机械振动及冲击情况、使用环境温度和湿度、接地要求、外形尺寸、质量等。 2、具体性能规格是指PLC所具有的技术能力，如果只是一般地了解PLC的性能，了解如下的基本技术性能指标即可。如： I/O点数、扫描速度、内存容量、指令系统、内部寄存器、特殊功能模块。 第二节 可编程控制器结构和工作原理 可编程控制器硬件系统：可编程控制器系统由输入部分、运算控制部分和输出部分组成。 输入部分：将被控对象各种开关信息和操作台上的操作命令转换成可编程控制器的标准输入信号，然后送到PLC的输入端点。 运算控制部分（CPU）：由可编程控制器内部CPU按照用户程序的设定，完成对输入信息的处理，并可以实现算术、逻辑运算等操作功能。 输出部分：由PLC输出接口及外围现场设备构成。CPU的运算结果通过PLC的输出电路，提供给被控制装置。 一、 可编程控制器的结构 可编程控制器主机的硬件电路： 由CPU，存储器，基本I/O接口电路，外设接口，电源等五大部分组成。  可编程控制器的基本组成 基本I/O接口电路 可编程控制器输入电路原理图  PLC内部输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。输入接点分为干接点式，直流输入式和交流输入式三大类。 可编程控制器输出电路原理图 PLC输出电路用来驱动被控负载（电磁铁、继电、接触器线圈等）。PLC输出电路结构形式分为继电器式，双极型和晶闸管式等三种。 二、 可编程控制器的工作原理 可编程控制器通过循环扫描输入端口的状