概述、第二章.ppt

1、可编程序控制器 天津大学 李刚1A.可编程序控制器的历史与发展可编程序控制器的历史与发展20 世纪世纪60年代以前年代以前继电接触控制系统继电接触控制系统优点：简单优点：简单 易懂易懂 价格便宜价格便宜缺点：硬设备多缺点：硬设备多 接线复杂接线复杂 改变设计困难改变设计困难。一一.可编程序控制器的历史可编程序控制器的历史可编程序控制器概述可编程序控制器概述可编程序控制器 天津大学 李刚21968年，美国最大的汽车制造商年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（通用汽车公司（GM），），为了适应为了适应汽车型号不断更新的需要，在社会汽车型号不断更新的需要，在社会上公开招标制造一种新型的工业控上公开招

2、标制造一种新型的工业控制装置制装置。为此提出了十条技术指标：为此提出了十条技术指标：可编程序控制器 天津大学 李刚3（1）容易编程容易编程（2）采用模块式结构采用模块式结构（3）成本可与继电器控制系统相竞争成本可与继电器控制系统相竞争（4）具有数据通讯功能具有数据通讯功能（5）输入输出电源使用市电输入输出电源使用市电（6）能在恶劣环境下工作能在恶劣环境下工作（7）存储设备可扩充至存储设备可扩充至4K个存储字节个存储字节（8）系统扩展时原系统只需很小的改动系统扩展时原系统只需很小的改动（9）可靠性高于继电器控制系统可靠性高于继电器控制系统（10）设备体积小于继电器控制柜）设备体积小于继电器控制柜

3、（10）设备体积小于继电器控制柜）设备体积小于继电器控制柜可编程序控制器 天津大学 李刚4 计算机计算机 继电器控制柜继电器控制柜设计灵活设计灵活功能完善功能完善通用性强通用性强简单易懂简单易懂操作方便操作方便价格便宜价格便宜+PLC的基本设计思想的基本设计思想+可编程序控制器 天津大学 李刚5 1969年美国数字设备公司（年美国数字设备公司（DEC）根根据招标的要求，研制出世界上第一台可编据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在程序控制器，并在GM公司汽车生产线上首公司汽车生产线上首次应用成功。次应用成功。1980年，美国电气制造商协年，美国电气制造商协会（会（NEMA）正式将其

4、命名为可编程序控正式将其命名为可编程序控制器（制器（Programmable Controller）简称简称 PC或（或（Programmable Logic Controller）简称简称 PLC可编程序控制器 天津大学 李刚61969年美国研制出世界上第一台年美国研制出世界上第一台PLC以以后，日本、德国、法国等国相继研制了后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的各自的PLC产品。产品。70年代中期，年代中期，PLC进入了实用化阶段。进入了实用化阶段。70年代末和年代末和 80年代初，年代初，PLC进入了成熟进入了成熟阶段。阶段。二二.可编程序控制器的发展可编程序控制器的发展可编程序控制器

5、 天津大学 李刚71.PLC的国外状况 美国美国PLC发展得最快：发展得最快：1984年有年有48家，生产家，生产150多种多种PLC；1987年有年有63家，生产家，生产243种种PLC；1996年有年有70余家，生产近余家，生产近300种种PLC。著名厂家有著名厂家有AB（AllenBradley）艾伦一布艾伦一布拉德利公司，拉德利公司，MODICON莫迪康公司，莫迪康公司，GEFANUC公司，公司，TI（Texas Instrument）德州仪德州仪器公司，器公司，WESTHOUSE Electric西屋电气公司，西屋电气公司，IPM（International Parallel Mac

6、hines）国际国际并行机器公司等。并行机器公司等。可编程序控制器 天津大学 李刚8欧洲欧洲PLC厂家有厂家有60余家，著名的有：余家，著名的有：德国的西门子（德国的西门子（Siemens）于于1973年研制出年研制出第一台第一台PLC。金钟默勒金钟默勒（Klockner Moeller Gmbh），），AEG，法国的法国的TE(Telemecanique）(施耐德）施耐德）瑞士的瑞士的Selectron公司等。公司等。可编程序控制器 天津大学 李刚9日本，日本，1971年从美国引进年从美国引进PLC技术，由日立公技术，由日立公司研制成功日本第一台司研制成功日本第一台PLC。日本生产日本生产P

7、LC的厂家有的厂家有40余家：余家：三菱电机三菱电机(MITSUBISHI)，欧姆龙欧姆龙(OMRON),富士电机（富士电机（Fuji Electric）,东芝（东芝（TOSHIBA）,光洋（光洋（KOYO)，松下电工（松下电工（MEW）,和泉（和泉（IDEC）,夏普夏普(SHARP）,安川等公司。安川等公司。102.PLC生产的国内状况 我国在我国在 70年代末和年代末和 80年代初开始引进年代初开始引进PLC。我。我国早期独立研制国早期独立研制PLC的单位有：的单位有：北京机械工业自动化研究所，上海工业自动化仪北京机械工业自动化研究所，上海工业自动化仪表研究所，大连组合机床研究所，成都机床

8、电器表研究所，大连组合机床研究所，成都机床电器研究所，中科院北京计算机所及自动化所，研究所，中科院北京计算机所及自动化所，长春一汽，上海起重电器厂，上海香岛机电公司，长春一汽，上海起重电器厂，上海香岛机电公司，上海自力电子设备厂等单位。上海自力电子设备厂等单位。以上诸单位都没有形成规模化生产。以上诸单位都没有形成规模化生产。可编程序控制器 天津大学 李刚11国内国内PLC生产厂家有生产厂家有：辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产的；辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产的；无锡电器和日本光洋合资生产的无锡电器和日本光洋合资生产的 PLC;中美合资的厦门中美合资的厦门 AB公司生产的公司生产的PL

9、C；上海香岛机电公司引进技术生产的上海香岛机电公司引进技术生产的PLC;上海上海OMRON公司公司;西安西安Siemens公司等。公司等。12 3.中国中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家市场排行榜上的世界十大厂家：美国美国 AB公司公司（AllenBradley）德国西门子公司（德国西门子公司（Siemens）美国美国GEFanuc公司公司美国的莫迪康（美国的莫迪康（Modicon）和法国的和法国的TE电器公司电器公司日本欧姆公司（日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）日本富士电机株式会社（日本富士电机株式会社（Fuji Electric

10、）日本东芝公司（日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子和中国的华光电子(CKE）日本松下电工株式会社（日本松下电工株式会社（MEW）：）：Matsushita Electric Works Ltd）13一、一、PLC的定义的定义国际电工委员会（国际电工委员会（IEC）于于 1982年年11月和月和 1985年年1月对可编程月对可编程序控制器作了如下的定义：序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种可编程序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，用来应用而

11、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、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命令，并通过数字式计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计扩充功能的原则而设计”。B.可编程序控制器的基本结构及特点可编程序控制器的基本结构及特点14二、二、PLCPLC的分类的分类（1）按）按 IO

12、点数分类点数分类IO点数小于点数小于 32为微型为微型PLC；IO点数在点数在32128为微小型为微小型PLC；IO点数在点数在128256为为小型小型PLC；IO点数在点数在2561024为为中型中型PLC；IO点数大于点数大于1024为为大型大型PLC；IO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，且划分界限点数，且划分界限不是固定不变的。不是固定不变的。15（2）按结构形式分类）按结构形式分类整体式整体式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部部件都集中装在件都集中装在

13、一个机箱内。一个机箱内。一般小型一般小型PLC采用这种结构。采用这种结构。16将将PLC各部分各部分分成若干个单分成若干个单独的模块，如独的模块，如 CPU模块、模块、I0模块、电源模块和各种功能模块。模块式模块、电源模块和各种功能模块。模块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型一般大、中型PLC采用模块式结构，有的小型采用模块式结构，有的小型PLC也采用这种结构。也采用这种结构。模块式模块式PLC：可编程序控制器 天津大学 李刚17叠装式叠装式PLC：把整体式与模块式结合起来，除了把整体式与模块式结合起来，除了整体式的基本单元和扩展单

14、元之外，又有模块式整体式的基本单元和扩展单元之外，又有模块式结构的扩展模块和特殊功能模块，使应用更为灵结构的扩展模块和特殊功能模块，使应用更为灵活、方便。活、方便。关于关于“单元单元”与与“模块模块”概念的区分：概念的区分：单元：包含有电源的模块；单元：包含有电源的模块；模块：只具有单一功能的模块：只具有单一功能的PLC部件。部件。可编程序控制器 天津大学 李刚18 1.软件简单易学软件简单易学 2.使用简便使用简便 3.抗干扰能力强，运行稳定可靠抗干扰能力强，运行稳定可靠 4.体积小、结构紧凑、安装、维护方便体积小、结构紧凑、安装、维护方便 5.设计、施工周期短设计、施工周期短三、PLC的优

15、点19PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的：如专用总线、专用通信网络及协议，如专用总线、专用通信网络及协议，I/O模板不模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。通用，甚至连机柜、电源模板亦各不相同。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。SIEMENS等公司已经开发出以个人计算机为等公司已经开发出以个人计算机为基础，在基础，在Windows平台下，结合平台下，结合IEC11313国国际标准的新一代开放体系结构的际标准的新一代

16、开放体系结构的PLC。四、四、PLCPLC的缺点的缺点20PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应国内外已广泛应 用于机械、冶金、石油、化工、用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。交通等行业。经验表明，经验表明，80 以上的工业控制可以使用以上的工业控制可以使用PLC来完成。来完成。在日本，凡在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系个以上中间继电器组成的控制系统都已采用统都已采用PLC来取代。来取代。C.可编程序控制器的应用领域和发展趋势可编程序控制器的应用领域和发展趋势一、一、PLCPLC的应用领域的应用领域可编程序控制器 天津大学 李刚21PLCPLC能完成的工作：能完成的工作：顺序控制：各种机床、装配生产线、电梯等的控制各种机床、装配生产线、电梯等的控制各种机床、装配生产线、电梯等的控制各种机床、装配生产线、电梯等的控制过程控制：通过通过通过通过A/DA/D、D/AD/A，对过程参数进行控制对过程参数进行控制对过程参数进行控制对过程参数进行控制数据处理：数据采集、处理