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1、第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论第第2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论 2.12.1PLCPLC的开展、分类及应用的开展、分类及应用 2.22.2结构和工作原理结构和工作原理 2.32.3技术性能指标技术性能指标 2.42.4编程语言编程语言 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论本章内容包括：本章内容包括：l l PLCPLC的的开开展展、分分类类及及应用应用l l结构及工作原理结构及工作原理l l主要技术性能指标主要技术性能指标l l常用编程语言常用编程语言返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.1PLC的开展、分
2、类及应用的开展、分类及应用 产生产生 开展开展 特点特点 分类分类 应用应用 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论产生产生 可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器PLC产生于产生于1969年，最初只具备年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。接触器控制。现在所说的可编程序控制器现在所说的可编程序控制器PCProgrammable Controller是是1980年以来，美、日、德等国由先前的年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器PLC进一步开展而来。进一
3、步开展而来。1985年，国际电工委员会年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。子系统，专为工业环境下应用而设计。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论开展开展 1.开展及现状开展及现状 2.开展趋势开展趋势 1与计算机联系密切与计算机联系密切 2开展多样化开展多样化 3模块化模块化 4网络与通信能力增强网络与通信能力增强 5多样化与标准化多样化与标准化 6工业软件开展迅速工业软件开展迅速 返回本节返回本节第第2 2章可
4、编程序控制器概论章可编程序控制器概论特点特点 1.可靠性高可靠性高 2.功能强大功能强大 3.简单方便简单方便 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论分类分类 1.从结构上从结构上可可编编程程序序控控制制器器从从结结构构上上可可分分为为整整体体式式和和模模块块式。式。2.从规模上从规模上按按PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大的输入输出点数可分为小型、中型和大型。型。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论应用应用 1.工业工业1开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；2模模拟拟量量控控制制，局局
5、部部PLC或或功功能能模模块块具具有有PID控控制制功功能，可实现过程控制；能，可实现过程控制；3监控，用监控，用PLC可构成数据采集和处理的监控系统；可构成数据采集和处理的监控系统；4建建立立工工业业网网络络，为为适适应应复复杂杂的的控控制制任任务务且且节节省省资资源源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。可采用单级网络或多级分布式控制系统。2.其他行业其他行业可可编编程程序序控控制制器器在在其其他他行行业业的的应应用用也也日日益益广广泛泛：在在国国防和民用，如建筑，环保，家用电器等。防和民用，如建筑，环保，家用电器等。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2
6、结构和工作原理结构和工作原理 结构结构 工作原理工作原理 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论结构结构 PLC专专为为工工业业场场合合设设计计，采采用用了了典典型型的的计计算算机机结结构构，主主要要是是由由CPU、电电源源、存存储储器器和和专专门门设设计计的的输输入入输输出出接口电路等组成。图接口电路等组成。图2.1为一典型为一典型PLC结构简图。结构简图。图图2.1结构简图结构简图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.中央处理单元中央处理单元 中央处理单元中央处理单元CPU一般由控制器、运算器一般由控制器、运算器和存放器组成，这些电路都集
7、成在一个芯片上。和存放器组成，这些电路都集成在一个芯片上。CPU的主要功能：的主要功能：1从存储器中读取指令从存储器中读取指令 2执行指令执行指令 3顺序取指令顺序取指令 4处理中断处理中断 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.存储器存储器 1只读存储器只读存储器 2随机存储器随机存储器RAM 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3.输入输出单元输入输出单元 1输入接口电路输入接口电路 2输出接口电路输出接口电路 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论通通常常PLC的的输输入入类类型型可可以以是是直直流流、交交流流和和交交直直流流。输输入入电电路路的
8、的电电源源可可由由外外部部供供给给，有有的的也也可可由由PLC内内部部提提供供。图图2.2和和图图2.3分分别别为为一一种种型型号号PLC的的直直流流和和交交流流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。图图2.2描描述述了了一一个个输输入入点点的的接接口口电电路路。其其输输入入电电路路的的一一次次电电路路与与二二次次电电路路用用光光耦耦合合器器相相连连，当当行行程程开开关关闭闭合合时时，输输入入电电路路和和一一次次电电路路接接通通，上上面面的的发发光光管管用用于于对对外外显显示示，同同时时光光耦耦合合器器中中的的发发光光管管使使三三极极管管导导通通，信信
9、号号进进入入内内部部电电路路，此此输输入入点点对对应应的的位位由由0变变为为1。即即输输入映像存放器的对应位由入映像存放器的对应位由0变为变为1。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.2 直流输入电路图直流输入电路图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.3交流输入电路图交流输入电路图返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2输出接口电路。输出接口电路。输出电路有继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型输出电路有继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型3种。种。继电器输出型的工作原理如图继电器输出型的工作原理如图2.4a所示，当内
10、部电路的状态为所示，当内部电路的状态为1时，时，使继电器线圈通电，产生电磁吸力，触点闭合，负载得电，同时点亮使继电器线圈通电，产生电磁吸力，触点闭合，负载得电，同时点亮LED，表示该路输出点有输出；当内部电路的状态为，表示该路输出点有输出；当内部电路的状态为0时，继电器线圈时，继电器线圈断电，触点断开，负载断电，同时断电，触点断开，负载断电，同时LED熄灭，表示该路输出点无输出。熄灭，表示该路输出点无输出。继电器输出型属于有触点输出方式，响应速度慢、动作频率低，适用于继电器输出型属于有触点输出方式，响应速度慢、动作频率低，适用于低频大功率直流或交流负载。低频大功率直流或交流负载。晶体管输出型的
11、工作原理如图晶体管输出型的工作原理如图2.4b所示，当内部电路的状态为所示，当内部电路的状态为1时，时，光电耦合器导通，使晶体管饱和导通，负载得电，同时点亮光电耦合器导通，使晶体管饱和导通，负载得电，同时点亮LED，表示，表示该路输出点有输出；当内部电路的状态为该路输出点有输出；当内部电路的状态为0时，光电耦合器断开，大功时，光电耦合器断开，大功率晶体管截止，负载失电，率晶体管截止，负载失电，LED熄灭，表示该路输出点无输出。晶体管熄灭，表示该路输出点无输出。晶体管输出型属于无触点输出方式，响应速度快、动作频率高，只适用于高频输出型属于无触点输出方式，响应速度快、动作频率高，只适用于高频小功率
12、直流负载。小功率直流负载。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论a b c图2.4 PLC输出接口电路第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论工作原理工作原理 1.循环扫描循环扫描PLC采采用用循循环环扫扫描描工工作作方方式式，这这个个工工作作过过程程一一般般包包括括五五个个阶阶段段：内内部部处处理理、与与编编程程器器等等的的通通信信处处理理、输输入入扫扫描描、用用户户程程序序执执行行、输输出出处处理理，其其工工作作过过程程如如图图2.5所示。所示。图图2.5中中当当PLC方方式式开开关关置置于于RUN运运行行时时，执执行行所所有有阶阶段段；当当方方式式开开关关置置于于S
13、TOP停停止止时时，不不执执行行后后3个个阶阶段段，此此时时可可进进行行通通信信处处理理，如如对对PLC联联机机或或离线编程。离线编程。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.5 工工作作原原理理图图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图2.6 程序执行原理图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2工作特点。工作特点。PLC的工作方式的特点为集中采样和集中输出。的工作方式的特点为集中采样和集中输出。集中采样：在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理集中采样：在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当阶段进行。当PLC进入程序处理
14、阶段后输入端将被封锁，直到下进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。集中输出：在用户程序中如果对输出结果屡次赋值，那么最后一集中输出：在用户程序中如果对输出结果屡次赋值，那么最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映像存放器中输出，对输出接口进行刷新。在其他阶段里输输出映像存放器中输出，对输出接口进行刷新。在其他阶段里输出状态一直保存在输出映像存放器中。出状态一直保存在输出映像存放器中。集中采样和集中输出的循环
15、扫描工作方式使得集中采样和集中输出的循环扫描工作方式使得PLC工作时大多数工作时大多数时间与外部输入时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。但同时也会导致能力，增强了系统的可靠性。但同时也会导致PLC输入输出响应输入输出响应滞后，降低系统的响应速度。滞后，降低系统的响应速度。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.与计算机的异同与计算机的异同 相同点：相同点：1根本结构相同根本结构相同 2程序执行原理相同程序执行原理相同 不同点：不同点：两者的不同点主要表达在工作方式上。两者的不同点主要表达在工作方
16、式上。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3.与继电接触器的异同与继电接触器的异同 相同点：相同点：图形结构和逻辑关系相同。图形结构和逻辑关系相同。不同点：不同点：1实现原理不同实现原理不同2工作方式不同工作方式不同返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3技术性能指标技术性能指标 1.外形尺寸外形尺寸 2.输入输出点数输入输出点数 3.机器字长机器字长 4.速度速度5.指令系统指令系统6.存储器容量存储器容量7.扩展性扩展性8.通信功能通信功能 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.4编程语言编程语言 1.梯形图梯形图 2.语句表语句表 3.逻辑符号图逻辑符号图 4.高级语言高级语言 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！返回本章首页返回本章首页结束放映结束放映