PLC可编程序控制器及应用全套课程课件.ppt

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可编程序控制器及应用可编程序控制器及应用可编程序控制器及应用可编程序控制器及应用一、课程设置一、课程设置v34学时学时实验实验4学分学分2专业方向课专业方向课（选修选修）二、教学内容二、教学内容1.了解了解PLC的硬件结构的硬件结构,工作原理工作原理.2.掌握软件指令系统和控制功能掌握软件指令系统和控制功能,软件编程技巧软件编程技巧.教材教材:

廖常初廖常初.PLC编程及应用编程及应用2版版.机工出版社机工出版社三、教学要求三、教学要求现代工业控制三大支柱（现代工业控制三大支柱（PLC;NC;ROBOT）之一。

v成绩：

平时成绩：

平时20%（作业（作业10%、出勤、出勤10%）期末）期末80%。

目目录录第一章第一章第一章第一章概述概述概述概述第二章第二章第二章第二章PLCPLCPLCPLC硬件结构和工作原理硬件结构和工作原理硬件结构和工作原理硬件结构和工作原理第三章第三章第三章第三章PLCPLCPLCPLC的程序设计基础的程序设计基础的程序设计基础的程序设计基础第四章第四章第四章第四章数字量控制系统梯形图设计方法数字量控制系统梯形图设计方法数字量控制系统梯形图设计方法数字量控制系统梯形图设计方法第五章第五章第五章第五章顺序控制梯形图的设计方法顺序控制梯形图的设计方法顺序控制梯形图的设计方法顺序控制梯形图的设计方法第六章第六章第六章第六章PLCPLCPLCPLC的功能指令的功能指令的功能指令的功能指令第七章第七章第七章第七章PLCPLCPLCPLC的通信与自动化通信网络的通信与自动化通信网络的通信与自动化通信网络的通信与自动化通信网络第八章第八章第八章第八章PLCPLCPLCPLC应用中的一些问题应用中的一些问题应用中的一些问题应用中的一些问题第第1章章概概述述v定义v分类v特点v应用领域v国内外状况v发展趋势第第1章章概概述述11可编程序控制器的定义可编程序控制器的定义v可编程序控制器可编程序控制器（ProgrammableController）简称为简称为PCv可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicCntroller）。

简称为简称为PLCv一一、可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史v20世纪世纪70年代前年代前继电器接触器控制系统继电器接触器控制系统v优点：

结构简单、价格低廉。

优点：

结构简单、价格低廉。

v缺点：

灵活性差、可靠性低。

缺点：

灵活性差、可靠性低。

v1968年年美美国国最最大大的的汽汽车车制制造造厂厂家家通通用用汽汽车车公公司司（GM）为为了了适适应应汽汽车车型型号号不不断断更更新新的的需需要要，提提出出了了十十条条技技术术指指标标在在社社会会上上公公开开招招标标，制制造造一一种种新新型型的的工工业业控控制制装装置置，提提出出了了研研制制可可编编程程序序控控制制器器的的基基本本设设想想，即即v

（1）能用于工业现场。

能用于工业现场。

v

（2）能能改改变变其其控控制制“逻逻辑辑”，而而不不需需要要变变动动组组成成它它的的元件和修改内部接线。

元件和修改内部接线。

v（3）出现故障时易于诊断和维修。

出现故障时易于诊断和维修。

v1969年年，美美国国数数字字设设备备公公司司（DEC）研研制制出出了了世世界界上上第第一一台台PLC。

并并在在GM公公司司汽汽车车生生产产线线上上首首次次应应用用成成功功。

（逻辑、计时、计数）（逻辑、计时、计数）1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（ProgrammableController），简称PC国际电工委员会（IEC）于1982.11月;1985.1和987.2发布了可编程序控制器标准草案的第1，2，3稿。

在第3稿中对可编程序控制器作了如下的定义：

可可编编程程序序控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计。

它它采采用用可可编编程程序序的的存存储储器器，用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指指令令，并并通通过过数数字字式式、模模拟拟式式的的输输入入和和输输出出，控控制制各各种种类类型型的的机机械械或或生生产产过过程程。

可可编编程程序序控控制制器器及及其其有有关关设设备备，都都应应按按易易于于使使工工业业控控制制系系统统形形成成一一个个整整体体，易易于于扩扩充充其功能的原则设计其功能的原则设计。

”v定义强调了PLC是：

v1数字运算操作的电子系统数字运算操作的电子系统也是一种计算也是一种计算机机v2专为在工业环境下应用而设计专为在工业环境下应用而设计v3面向用户指令面向用户指令编程方便编程方便v4逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作v5数字量或模拟量输入输出控制数字量或模拟量输入输出控制v6易与控制系统联成一体易与控制系统联成一体v7易于扩充易于扩充vv1.2PLC的分类v

（1）按）按IO点数分类点数分类vIO点数小于点数小于32为微型为微型PLC；vIO点数在点数在32128为微小型为微小型PLC；vIO点数在点数在128256为为小型小型PLC；vIO点九在点九在2561024为为中型中型PLC；vIO点数大于点数大于1024为为大型大型PLC；vIO点数在点数在4000以上为超大型以上为超大型PLC。

以上划分不包括模拟量以上划分不包括模拟量I0点数，且划分界限不点数，且划分界限不是固定不变的。

是固定不变的。

（2）按结构形式分类）按结构形式分类v整体式整体式PLC：

又称单元式或箱体式。

整体式又称单元式或箱体式。

整体式PLC是将电源、是将电源、CPU、I0部件都集中装在一个机箱部件都集中装在一个机箱内。

一般小型内。

一般小型PLC采用这种结构。

采用这种结构。

v模块式模块式PLC：

将将PLC各部分分成若干个单独的模各部分分成若干个单独的模块，如块，如CPU模块、模块、I0模块、电源模块和各种功模块、电源模块和各种功能模块。

模块式能模块。

模块式PLC由框架和各种模块组成。

模由框架和各种模块组成。

模块插在插座上。

一般大、中型块插在插座上。

一般大、中型PLC采用模块式结采用模块式结构，有的小型构，有的小型PLC也采用这种结构。

也采用这种结构。

v有的有的PLC将整体式和模块式结合起来，称为将整体式和模块式结合起来，称为叠装叠装式式PLC。

电源模块CPU模块底板IO模块模块式模块式1.3PLC的特点优点：

1编程方法简单易学编程方法简单易学2可靠性高可靠性高,抗干扰能力强抗干扰能力强3通用性强通用性强4系统的设计、安装、调试工作量少系统的设计、安装、调试工作量少5维修工作量小，维修方便维修工作量小，维修方便6体积小，能耗低体积小，能耗低vv缺点：

v1.主要是主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：

如专用总线、专家通信网络及协议，开放的：

如专用总线、专家通信网络及协议，I/O模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。

相同。

v2.编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言结构均不一致，因此各公司的言结构均不一致，因此各公司的PLC互不兼容。

互不兼容。

vSIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为基等公司已经开发出以个人计算机为基础，在础，在Windows平台下，结合平台下，结合IEC11313国际国际标准的新一代开放体系结构标准的新一代开放体系结构的PLC。

1.4PLC的应用领域的应用领域PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。

经验表明，80以上的工业控制可以使用PLC来完成。

主要有以下几个方面：

1.数字量逻辑控制数字量逻辑控制2.运动控制运动控制3.闭环过程控制闭环过程控制4.数据处理数据处理5.通信联网通信联网1.4PLC的国内外现状的国内外现状v1969年美国研制出世界上第一台PLC以后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的PLC。

v70年代中期，PLC进入了实用化阶段。

v70年代末和80年代初，PLC进入了成熟阶段。

美国PLC发展得最快：

v1984年有48家，生产150多种PLC；v1987年有63家，生产243种PLC；v1996年有70余家，生产近300种PLC。

v著名厂家有AB（AllenBradley）艾伦一布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GEFSNUC公司，TI（TexasInstrument）德州仪器公司，WESTHOUSEElectric西屋电气公司，IPM（InternationalParallelMachines）国际并行机器公司等。

欧洲PLC的厂家有60余家:

西门子（Siemens）于1973年研制出第一台PLC。

v法国的TE（Telemecanique）（施耐德）v瑞士的Selectron公司等。

1971年，日本从美国引进PLC技术，由日立公司研制成功日本第一台PLC。

日本生产PLC的厂家有40余家：

v三菱电机（MITSUBISHI）,欧姆龙（OMRON）,v富士电机（FujiElectric）,东芝（TOSHIBA）,v光洋（KOYO）,松下电工（MEW）,v和泉（IDEC）,夏普（SHARP）,v安川等公司。

我国在70年代末和80年代初开始引进PLC。

我国早期独立研制PLC的单位有：

v北京机械工业自动化研究所，v上海工业自动化仪表研究所，v大连组合机床研究所，v成都机床电器研究所，v中科院北京计算机所及自动化所，v长春一汽，v上海起重电器厂，v上海香岛机电公司，v上海自力电子设备厂等单位。

v以上诸单位都没有形成规模化生产v辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产PLC；v无锡电器和日本光洋合资生产的PLC;v中美合资的厦门AB公司生产的PLC；v上海香岛机电公司引进技术生产的PLC;v上海OMRON公司;v西安Siemens公司等。

1.5PLC的发展趋势v

（1）向高速度、大存储容量方向发展（CPU处理速度nS级；内存2M字节）v

（2）向多品种方向发展和提高可靠性（超大型和超小型）v（3）产品更加规范化、标准化（硬件、软件兼容的PLC）v（4）分散型、智能型、与现场总线兼容的I0v（5）加强联网和通信的能力v（6）控制的开放和模块化的体系结构OMAC（openModularArchitectureforControlvvPLCPLC著名品牌著名品牌1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家：

v美国AB公司（AllenBradley）v德国西门子公司（Siemens）v美国GEFanuc公司v美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司v日本欧姆公司（OMRON）v日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）v日本富士电机株式会社（FujiElectric）v日本东芝公司（TOSHIBA）v日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子（CKE）v日本松下电工株式会社（MEW）：

MatsushitaElectricWorksLtd）根据美国AutomationResearchCo（ARC）的商情调查，在1994年PLC市场上，最大的5家PLC制造商是:

SIEMENS，AllenBradly，（Rockwell）AEGSchneider，三菱电机,OMRON（立石电机）（1996年中国PLC市场）第二章第二章PLCPLC基本组成和工作原理基本组成和工作原理PLC的基本组成PLC的工作原理的工作原理2.1PLC的基本组成的基本组成v1.中央处理单元（中央处理单元（CPU）：

）：

（1）从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令

（2）将各种输入信号取入将各种输入信号取