电气 1PLC结构及工作原理.ppt

* 1、教材及参考资料 教材：《可编程控制器原理及应用（一分册）》，电气教研室编，石油大学教材科。 参考资料：《可编程控制器原理及应用》，汪晓光等编，机械工业出版社。 《电器与可编程控制器应用技术》，邓则名等编，机械工业出版社。 2、考试形式：闭卷。期末：80%；平时：20%，其中作业10%，考勤10%。 * FP1可编程控制器的工作原理 FP1可编程控制器的指令系统 FP1可编程控制器的编程方法 简介西门子S7-200可编程控制器的工作原理、指令系统、编程方法 本课主要内容 * 第1章 可编程控制器的结构及工作原理 §1-1 概述 可编程控制器的发展历程 以前：在可编程控制器出现以前，工业控制主要由继电器完成。继电器按预先设定的条件或时间顺序地工作，若要改变控制内容往往要改变硬件接线，因此其通用性和灵活性很差。 现在：20 世纪的六十年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 * 1968 年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司 (GM) 为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件： ①编程简单，方便，易学，控制功能设计周期短； ②程序可修改； ④可靠性高于继电器控制装置； ⑤成本低，体积小，可与继电器控制盘竞争； ⑥可与计算机链接。 * 另外，作为提高性要求，最好应具备以下功能： ①输入、输出可为市电，输出容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器等；； ②功能扩展时原系统改变最少； ④用户存储器大于 4KB 。 这些条件实际上希望将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合，将硬接线逻辑变为计算机的软件逻辑。 1969 年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。 * 可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代 第一代 1 位微处理器 ，逻辑控制功能； ? 第二代 8 位微处理器及存储器 ，产品系列化； ? 第三代 高性能 8 位微处理器，处理速度提高，向多功能及联网通信发展； ? 第四代 16 位、 32 位微处理器及高性能位片式微处理器，具有逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能控制器。 ? * PLC名称演变 1969年，美国DEC公司研制成满足GM公司要求的控制器之初，主要用于顺序控制，取名为“可编程序逻辑控制器”。即Programmable Logic Controller，简称为PLC。 80年代后，PLC功能增强，不仅可以进行顺序控制，而且可以进行复杂的模拟控制、联网运行等，在工业控制领域几乎无所不能，所以又开始称为“可编程控制器”，即PC。但为了和Personal Computer相区别，仍然沿用PLC的名称。 * 目前，各种PLC的功能日益增强，可进行数字量、模拟量控制，具有远程通讯功能的集散控制等。 PLC以其超强的可靠性和灵活性，广泛应用于冶金、石油、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的实现。 被称为现代工业控制的三大支柱之一（即PLC，机器人和CAD/CAM）。 * PLC应用举例：电动机的顺序起动控制 M1起动后，M2延时起动。 FU KM2 FR2 A B C FU M 3~ A B C KM1 FR1 M 3~ 主电路 FU2 KM2 A B C FU M 3~ A B C KM1 M 3~ 主电路 A B C FU1 M1 3~ A B C KM1 M2 3~ 主电路 * PLC控制接线示意图 继电接触控制控制接线示意图 PLC编程 * §1-2 PLC的基本结构及工作原理 一．PLC的基本结构 可编程控制器起与计算机的组成十分相似。主要包括CPU、RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、输入 / 输出单元（ I/O ）、接口电路、电源等。 * 中央处理单元CPU（Centre Processing Unit） 常用芯片8031、8051、Z80A、8085等 CPU是整个PLC的核心，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不紊地进行工作，其主要任务有： （1）将输入信号送入PLC中存贮起来； （2）编译用户指令，完成各种操作； （3）将结果