PLC第5章可编程序控制器原理.ppt

第5章 可编程序控制器原理 ;5.1 可编程序控制器简介 ; 1987年，国际电工委员会(IEC)在可编程序控制器国际标准草案第三稿中，对可编程序控制器定义如下：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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、模拟式的输入和输出控制各种机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 ; PLC是生产力发展的必然产物。20世纪60年代初，美国的汽车制造业竞争激烈，产品更新换代的周期越来越短，其生产线必须随之频繁地变更。传统的继电器控制对频繁变动的生产线很不适应，因此人们对控制装置提出了更高的要求，即经济、可靠、通用、易变、易修。 自从1969年美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC，并在美国GM公司的汽车自动装配生产线上获得试用成功以来，由于PLC优越的性能，其技术得到了飞速的发展。1971年，日本引进了这项技术并开始生产PLC。1973年，原西德和法国也研制出自己的PLC。随着微电子技术的迅猛发展，到20世纪80年代中期，PLC的处理速度和可靠性大大提高，不仅增加了多种特殊功能，而且体积进一步缩小，成本大幅度下降。到20世纪90年代中期之后，PLC几乎完全计算机化，其速度更快，功能更强，PLC的各种智能化模块不断被开发出来。为了推动PLC的应用，一些厂家还推出了PLC的计算机辅助编程软件。 ; 现在，PLC不仅能进行逻辑控制，还在模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制等方面都得到了广泛的应用。如今大中型，甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及算术运算功能，有的还具有PID功能。这些功能使PLC的应用具有了硬件基础。另外，PLC还具有较强的通信功能，可与计算机或其他智能装置进行通信和联网，从而方便地实现集散控制。 ; 目前，世界上一些著名电器生产厂家几乎都在生产PLC，产品功能日趋完善，换代周期越来越短。为了进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范??，适应大、中、小型企业的不同需要，PLC产品大致向两个方向发展：小型PLC向体积缩小，功能增强，速度加快，价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器控制，更便于实现机电一体化；大、中型PLC向高可靠性、高速度、多功能、网络化的方向发展，将PLC系统的控制功能和信息管理功能融为一体，使之能对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。 ; 我国从20世纪70年代中期开始研制和开发国产PLC，许多企业在PLC的应用方面进行了积极的探索，取得了成功的经验和良好的效益。随着PLC产品性能价格比的不断提高，中小企业普及应用PLC的投资已经完全可以承受。可以预见，PLC技术的推广应用会使我国的工业自动化水平产生极大的飞跃。 ;5.2 可编程序控制器的特点 ; ? 对PLC内部所需的+5 V电源采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以消除由于交流电网的波动引起的过电压、欠电压的影响。 ? 采用光电隔离措施，有效地隔离了内部与外部电路间的直接电联系，以减少故障和误动作。 ? 采用模块式结构的PLC，一旦某一模块有故障，可以迅速更换模块，从而尽可能缩短系统的故障停机时间。 ; 2) 软件方面的抗干扰措施 ?PLC通过监控程序定时地对电源及强干扰信号等进行检测。当检测到故障时，立即转入故障处理程序，保存当前状态，禁止对程序的任何操作，以防存储信息被破坏。待故障排除后，立即恢复到故障前的状态，继续执行程序。 ?PLC设置了监视定时器，如果程序每次循环的执行时间超过了规定值，表明程序已进入死循环，则立即报警。 ? 加强对程序的检查和校验，发现错误立即报警，并停止程序的执行。 ? 利用后备电池对用户程序及动态数据进行保护，确保停电时信息不丢失。 由于采取了以上措施，PLC的抗干扰能力和可靠性得到了提高。 ;3．编程语言简单易学 4．PLC与外部设备的连接简单，使用方便 5．PLC具有完善的功能和较强的扩展能力 ;5.3 可编程序控制器的发展趋势 ;5.4 可编程序控制器的基本组成 ; 组合式PLC组成如图5-2所示。这种结构的PLC是将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有CPU的单元称为CPU模块，其他称为扩展模块。CPU与各扩展模块之间若通过电缆连接，距离一般不超过10