现代电气控制技术任振辉电子课件现代电气控制技术第4章节.ppt

尚辅网 / 第四章 PLC概述 4.1 PLC的产生与发展 4.2 PLC的主要功能与特点 4.3 PLC的分类与发展趋势 4.4 PLC的硬件结构与工作原理 4.5 PLC的基本性能指标 PLC技术是目前工业自动化的三大技术支柱（CAD/CAM、机器人技术、PLC技术）之一，应用领域非常广泛。 PLC是60年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它将传统的继电控制技术和计算机控制技术融为一体，被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。 传统的继电接触器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中广泛应用。但这类控制装置体积大，耗电较多，功能少，特别是靠硬件连接构成系统，接线复杂，通用性和灵活性差。 1987年2月国际电工委员会（IEC）对PLC作了如下定义： 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。 一、PLC的产生 可编程控制器（简称PLC）的设计规范于1968年由美国通用汽车公司提出，当时的目的是设计一种新的控制装置以取代继电器盘。要求简单易懂、操作方便、价格便宜，并且时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等。 4.1 PLC的产生与发展 对外公开招标，提出了10项具体要求（GM十条）： (1) 编程简单，可在现场修改和调试程序； (2) 价格便宜，性价比高于继电器控制系统； (3) 可靠性高于继电器控制系统； (4) 体积小于有继电器控制柜的体积，能耗少； (5) 能与计算机系统数据通信； (6) 输入可为市电； (7) 输出可为市电，要求输出电流2 A 以上，能直接 驱动电磁阀等； (8) 具有灵活的扩展能力； (9) 硬件维护方便，采用插入式模块结构； (10) 用户存储器容量至少在 4 kB 以上。 （1）用计算机代替继电控制盘； （2）用程序代替硬接线； （3）I/O电平可与外部装置直接相连； （4）结构易于扩展。 其核心是以下四个方面： 1969年，美国数字设备公司（DEC公司）研制出世界上公认的第一台可编程控制器PDP-14，并在美国通用汽车公司的自动生产线上安装调试成功。 1971年，日本从美国引进技术。 1973年，西欧国家也研制出了第一台可编程控制器。 1974年我国开始研制可编程控制器，1977年开始工业应用。 早期的可编程控制器是为取代继电器控制，功能有限，常常用于开关量控制。所以早期的可编程控制器被称为可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller ，简称PLC。 二、PLC的发展 70年代可编程控制器采用通用微处理器后，功能得到大大的加强，不仅仅局限于逻辑控制。1980年，正式命名为可编程控制器，简称PC（Programmable Controller) 。但是，PC已成为个人计算机（Personal Computer）的简称，为了区别仍把可编程控制器简称为PLC（PLC/PC/PLC）。 目前，以16位和32位微处理器构成的PLC，体积小、功能强、价格低，且编程方便，具有远程I/O和通信网络、数据处理和图像显示，已用于连续生产过程的控制，成为实现工厂自动化的一大支柱。 世界上有200多家PLC厂商，400多种PLC产品，按地域可分成美国、欧洲国家和日本三个流派。各流派各具特色，如日本主要发展中小型PLC，其小型PLC性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。 4.2 PLC的主要功能与特点 一、PLC的主要功能 从PLC诞生以来，已迅速渗透到工业控制的各个领域，包括从单机控制到工厂自动化；从机器人、柔性制造系统到工业局部网络。当前，PLC已广泛用于冶金、机械、汽车制造、电力、石油、化工、交通、运输、纺织、建材、采矿以及家用电器等领域，并取得了明显的技术经济效益。 1．开关逻辑和顺序控制 PLC具有逻辑控制功能，特别适用于开关量控制系统、它可以实现各种通断控制。 从PLC的功能来看，它的应用范围大致可分为以下几个大类： 2．模拟控制 （A/D 和 D/A 控制）