08-PLC基础知识.ppt

1、8 8、PLC(PLC(可编程控制器可编程控制器)基本内容：基本内容：PLCPLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。难点：难点：工作方式、扫描时间。工作方式、扫描时间。重点：重点：定义、基本功能、工作方式。定义、基本功能、工作方式。8.8.1.11.1 PLCPLC的产生与历史的产生与历史8.1.28.1.2 可编程控制器的定义可编程控制器的定义8.1.3 8.1.3 PLCPLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势8.1.4 8.1.4 PLCPLC的特点的特点8.1.5 8.1.5 PLCPLC的基本功能的基本功能8.1.68.1.6 PLCPL

2、C与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较8.1 PLC基础知识8.1.1 PLC的产生与历史n世界上第一台世界上第一台PLCPLC 19691969年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（DECDEC）根据美国通用汽车根据美国通用汽车公司（公司（G GE E）的要求研制成功的要求研制成功。n背景：背景：19681968年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（G GE E），），为了适应汽车型号的为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能种生产，希望能有一种

3、新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。缩短周期。n n 设计思想：设计思想：吸取继电器和计算机两者的优点吸取继电器和计算机两者的优点 继电器继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜；简单易懂、价格便宜；计算机计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困难；难；采用采用面向控制

4、过程、面向问题的面向控制过程、面向问题的“自然语言自然语言”进行编程，进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）7070年代初期：年代初期：仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制通常称为可编程逻辑控制器（器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller）7070年代中期：年代中期：微处理器技术应用到微处理器技术应用到PLCPLC中，使中，使PL

5、CPLC不仅具有不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能功能 8080年代以后：年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，的迅速发展，1616位和位和3232位微处理器应用于位微处理器应用于PLCPLC中，使中，使PLCPLC得到得到迅速发展。迅速发展。PLCPLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网

6、、数据处理和图象显示等功能。具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。n近年来近年来PLCPLC发展迅速发展迅速 PLCPLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。程的核心设备。PLCPLC成为具备计算机功能的一种成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。通用工业控制装置，其使用量高居首位。PLCPLC成为现代工业自动化的三大技术支柱成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLCPLC、机器人、机器人、CAD/CAMCAD/CAM）之一。之一。n n定

7、义：定义：定义：定义：国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）于于19871987年颁布了可编程控制器年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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，运算等操作的指令，并通

8、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功能的原则设计”。8.1.2 可编程控制器的定义8.1.3 PLC的现状及发展趋势 19691969年美国数据设备公司（年美国数据设备公司（DECDEC）研制了第一台）研制了第一台PLCPLC，从此，从此PLCPLC发展迅猛。发展迅猛。我国改革开放后，美国我国改革开放后，美国ABAB、GEGE、MODICONMODICON、TITI，日本，日本O

9、MRONOMRON、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位在各行各业的工控系统中占据重要地位.PLCPLCPLCPLC三大流派三大流派三大流派三大流派 欧洲：德国的西门子欧洲：德国的西门子(SIEMENS)(SIEMENS)、AEGAEG及法国的及法国的TITI公司公司 美国：美国：A-BA-B（Allen-BradlyAllen-Bradly）(其产品约占美国其产品约占美国PLCPLC市场市场5050的份额的份额)、GEGE（General ElectricGeneral Electric）、莫迪

10、康）、莫迪康(MODICON)(MODICON)公司、德州仪器公司、德州仪器(T1)(T1)公司、公司、歌德歌德(Gould)(Gould)公司、西屋公公司、西屋公司司 日本：三菱电机（日本：三菱电机（MitsubishiMitsubishi Electric Electric）、）、欧姆龙欧姆龙（OMRONOMRON）、）、FUJI FUJI（日本主要发展中小型（日本主要发展中小型PLCPLC，在世界小，在世界小型型PLCPLC市场上，日本产品约占有市场上，日本产品约占有7070的份额。在中国，的份额。在中国，OMRONOMRON产品的销量居首位。）产品的销量居首位。）目前国内市场还有韩国、

11、台湾等目前国内市场还有韩国、台湾等PLCPLC产品；现在市场上出产品；现在市场上出现了系列化的国产现了系列化的国产PLCPLC，其价格相对低廉，性价比较高。，其价格相对低廉，性价比较高。西门子西门子PLCPLC外形图外形图2006-3-3 10 S7-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC三菱三菱PLCPLC外形图外形图2006-3-3 11 Q系列系列PLCFX2N系列系列PLCFX1N系列系列PLCFX1S系列系列PLC欧姆龙欧姆龙PLCPLC外形图外形图C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLCPLCPLC的国内外状况的国内外状况 19

12、741974年我国开始仿制美国的第二代年我国开始仿制美国的第二代PLCPLC产品，但因元器件产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到质量和技术问题等原因未能推广。直到19771977年，我国才研制年，我国才研制出第一台具有实用价值的出第一台具有实用价值的PLCPLC，并开始批量生产和应用于工业，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。过程的控制。主要厂家有：主要厂家有：北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，恒日等。恒日等。(1 1)向高速度、大存

13、储容量方向发展向高速度、大存储容量方向发展 (2 2)向多品种方向发展和提高可靠性（超大型和超小型）向多品种方向发展和提高可靠性（超大型和超小型）(3)(3)产品更加规范化、标准化（硬件、软件兼容的产品更加规范化、标准化（硬件、软件兼容的PLCPLC）(4)(4)分散型、智能型、与现场总线兼容的分散型、智能型、与现场总线兼容的I I0 0(5)(5)加强联网和通信的能力加强联网和通信的能力(6)(6)控制的开放和模块化的体系结构控制的开放和模块化的体系结构OMACOMAC（openopen Modular Modular Architecture for ControlArchitecture

14、 for Control）PLCPLC的发展趋势的发展趋势 就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLCPLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨有关探讨PLCPLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLCPLC的未来发展有着许多不同的意见。的未来发展有着许多不同的意见。近年来近年来PLCPLC的市场销售一直坚挺；的市场销售一直坚挺；PCPC控制有了引人注目的进控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的展，但

15、毕竟只能对高端的PLCPLC产品形成竞争；小型、超小型产品形成竞争；小型、超小型PLCPLC的发展势头令人刮目相看；的发展势头令人刮目相看；PLCPLC和和PCPC控制在今后可能相互融合。控制在今后可能相互融合。8.1.4 PLC的特点 通用性强，使用方便通用性强，使用方便 功能强，适应面广功能强，适应面广 可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强 控制程序可变具有很好的柔性控制程序可变具有很好的柔性 编程方法简单，容易掌握编程方法简单，容易掌握 PLCPLC控制系统的设计、安装、控制系统的设计、安装、调试和维修工作少，极为方调试和维修工作少，极为方便。控制程序变化方便便。控制程序变化方便

16、.具有很好的柔性。具有很好的柔性。体积小、重量轻、功耗低体积小、重量轻、功耗低 8.1.5 PLC的基本功能(1)1)逻辑控制功能逻辑控制功能(2)2)定时控制功能定时控制功能(3)3)计数控制功能计数控制功能(4)(4)步进控制功能步进控制功能(5)5)数据处理功能数据处理功能(6)(6)回路控制功能回路控制功能(7)(7)通讯联网功能通讯联网功能(8)8)监控功能监控功能(9)9)停电记忆功能停电记忆功能(10)10)故障诊断功能故障诊断功能PLC应用于步进电机控制(1)(1)逻辑控制功能逻辑控制功能 逻辑控制功能是逻辑控制功能是PLCPLC最基本功能之一最基本功能之一,是是PLCPLC最基本的应用领域，可取代传统的继电最基本的应用领域，可取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例。制方面都有很多成功的应用实例。例如：机床电气控制、起重机、皮带运例如：机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机控制、电梯输机和包装机械的控制、注塑机