第3章 可编程控制器概述

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第三章 可编程序控制器概述

第三章

可编程序控制器概述

3.1 可编程序控制器的产生与定义3.1.1可编程控制器的产生——GM10条 (1)编程简单，可现场修改程序； (2)维修方便，最好是插件式结构； (3)可靠性高于继电器控制装置； (4)体积小于继电器控制装置； (5)数据可以直接输入管理计算机； (6)可以直接用交流115V; (7)输出为交流115V,容量要求2A以上,可直接驱动电磁阀、接触器 等负载； (8)通用性强，易扩展，扩展时原系统只需很少变更； (9)用户存贮器容量大于4KB; (10)性能价格比可与继电器控制装置竞争。 1969年，美国数字设备公司根据以上要求，研制出了第一台可编程 控制器,型号为:PDP-141

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第三章 可编程序控制器概述

3.1.2

可编程控制器的定义：

早期的可编程控制器主要是用来替代继电器控制系统的，因此 功能较为简单，只能进行开关量逻辑控制，称为可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller),简称PLC。

1982年2月国际电工委员会(IEC)对可编程控制器的定义是： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而 设计.它采用了可编程序的存储器，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,控制各种类型机械的生产过程。而有关 的外围设备,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.” 可以认为PLC实质是一台工业控制用计算机。

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3.2

PLC的特点

(一) PLC的功能

1. 逻辑控制(开关量控制):2.定时控制： 3.计数控制： 4. 步进控制: 5.模拟量控制： 6.数据处理： 7.通信与联网： 8. 对控制系统监控：

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(二)PLC的特点

1. 编程简单,易于使用 2.可靠性高，抗干扰能力强 硬件方面措施： (1)隔离 (2)滤波 (3)在PLC内部对CPU供电电源采取屏蔽、稳压、保护等措施.

(4)内部设置连锁、故障检测与诊断等电路，一旦发生故障就报警。(5)外部采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构，以适应恶劣环境。 软件方面措施：设置数字滤波、故障检测与诊断程序，发现错误立即处理 (封锁输出、报警、保护数据). 3. 控制系统结构简单，通用性强： 4. 功能完善; 5.设计、施工和调试的周期短 6.体积小、重量轻、功耗低，维护操作方便。4

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3.33.3.1 PLC的发展状况 3.3.2 PLC的发展趋势

PLC的应用与发展

1.向小型化、专业

化、低成本方向发展;2.向大容量,高速度方向发展; 3.智能型I/O模块的发展; 4.基于PC的编程软件取代编程器; 5.PLC编程语言的标准化;

6.PLC通信的易用化;7.组态软件与PLC的软件化; 8.PLC与现场总线相结合5

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国产P111G-MC2型PLC

国产SOC-48NE2型PLC

国产JH120H型PLC

合资产品欧姆龙PLC

日本松下PLC

美国通用PLC

日本FX型PLC

德国西门子PLC

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3.3.3 PLC的应用领域PLC已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽 车、装卸、纺织、环保和娱乐等行业。PLC的应用范围可分成5种类型。 (1)顺序控制 如印刷机械、包装机械、机床装配生产线及电梯控制等。 (2)运动控制 PLC把描述目标位置的数据送给模块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。 (3)过程控制 PLC还能控制大量的过程参数，如温度、流量、压力和液位。一个具有PID控 制能力的PLC可用于过程控制。 (4)数据处理 在机械加工中,PLC作为主要的控制与管理系统可以完成大量的数据处理工作。 (5)通信网络7

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3.4

PLC的分类

1. 按结构形式分 根据PLC结构形式的不同,PLC主要可分为整体式和模块式两类

(1)整体式结构:特点：体积小、成本低、安装方便。 (2)模块式结构：PLC由一些标准模块单元构成，将这些单元插在框架上 或基板上即可。可根据需要灵活配置。 2. 按输入、输出点数和存储容量分 按输入、输出点数和存储容量PLC大致可分大、中、小型三种： 小型机：I/O点数在256点以下，用户存储器容量在4K字左右。 中型机：I/O点数在256～2048之间，用户存储器容量在8K字左右。 大型机：I/O点数在2048以上，用户存储器容量在16K字以上。

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3.5

PLC的系统组成

PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构， 它主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入/输出接口 电路等组成。PLC的结构框图如图所示：按 钮 继电器触点 输 入 单 元 接触器 输 出 单 元 电磁阀

CPU

存 器 储

行程开关

电 部 源 分 指示灯 编程器或其他设备

图3.1 PLC结构框图9

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1. 中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都 集成在一个芯片上。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单 元、输入/输出接口电路相连接。 它的主要功能有以下几点： ①接收从编程器输入的用户程序和数据，送入存储器存储； ②用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区；

③监

测和诊断电源、PLC内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语 法错误；④执行用户程序，完成各种数据的运算、传递和存储等功能；

⑤根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的 内容，以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。PLC常用的CPU芯片有通用微处理器、单片机和位片式微处理器。 PLC的 档次越高，所用的CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能越强。10

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2. 存储器

PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。 系统存储器存放系统程序，并固化到ROM内，用户不能直接更改。它使 PLC具有基本功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。其内容主要 包括三部分。 第一部分为系统管理程序； 第二部分为用户指令解释程序； 第三部分为标准程序模块与系统调用。 用户存储器用来存放用户编制的控制程序。它包括用户程序存储器 (程序区)和数据存储器(数据区)两部分。 PLC常用的存储器类型三种： (1)随机存取存储器(RAM) (2)只读存储器(ROM) (3)可电擦除可编程只读存储器EPROM、EEPROM11

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3. 输入/输出单元

PLC的输入/输出信号类型可以是开关量和模拟量。 输入单元接收来自用户设备的各种控制信号，通过接口电路 …… 此处隐藏：2738字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……