第4章PLC的基础知识1PLC概述及结构组成.ppt
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1、电气控制与PLC应用技术, 第4章 PLC的基础知识,Kunming University of Science & Technology,ch.4-2,本章主要内容,4.1 PLC综述 4.2 PLC的硬件组成 4.3 PLC的软件组成 4.4 PLC的工作原理 4.5 编程调试设备 4.6 PLC的编程语言及编程规则 4.7 PLC的软元件 4.8 指令常数及软元件的使用方法 4.9 FX3U/FX3UC系列PLC的基本逻辑指令 4.10 基本指令编程举例,Kunming University of Science & Technology,ch.4-3,4.1 PLC综述,4.1.1 P
2、LC的产生及定义 1、PLC的产生,1969年美国数字设备公司(DEC)根据通用汽车公司(GM)提出的十项功能指标(P76)研制出世界上第一台可编程序控制器PDP-14。,当时生产PC的目标:取代继电器控制。,2、PLC的定义,Kunming University of Science & Technology,ch.4-4,几个名称:,80年代:PC(可编程控制器:Programmable Controller)。指功能上,不仅仅是逻辑功能,进年来:PLC,为了同“个人计算机(Personal Computer)相区别”,早期:PLC(可编程逻辑控制器:Programmable Logic
3、Controller)。指逻辑控制功能,Kunming University of Science & Technology,ch.4-5,IEC 对PLC的定义:,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。 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。 可编程序控制器及其有关外围设备,都按易于与 工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。,Kunming University of Science & Technology,ch.4-6,对PLC定
4、义解释如下:,1)“电子系统”:大规模集成电路,2)“数字运算”:对0和1进行运算,3)专用的工业微机:是进行工业加固后的微机,PLC可 放在现场的一个控制框架里。,工业加固:屏蔽:把一些重要的器件用金属罩起来 隔离:与干扰源隔开 滤波:把电源或信号中的高次谐波过滤掉,4)用户程序:据控制要求,由用户编制的程序。该程序用编程器写入到PLC内部的用户存储器中。,5)其输入、输出接口电路已做好。,Kunming University of Science & Technology,ch.4-7,4.1.2 PLC的特点及分类,PLC的功能特点,主要功能,1)逻辑控制(条件控制):满足一定条件才有输
5、出。 条件即“与”、“或”、“非”等。,1. 基本功能:,2)定时控制:定时范围宽、定时准确。它是利用PLC内部的计时器实现。,3)计数控制:计数范围宽、计数准确。它是利用PLC内 部的计数器实现。,2. 步进控制:对多工序的操作进行分步控制,3. 模拟控制:A/D、D/A转换,带A/D的热电偶(热电 阻)输入模块,Kunming University of Science & Technology,ch.4-8,主要功能(续),4. 定位控制:定位模块、高速计数器等,1)远程I/O之间的通信,5. 网络通信功能:,2)主站与远程站之间的通信,3)PLC与PLC之间的通信:RS485,6. 自
6、诊断,7. 监控:运行时,可监控各有关部分的状态。,5)PLC与人机界面之间的通信:RS422,4)PLC与上位机之间的通信:RS232C,Kunming University of Science & Technology,ch.4-9,PLC的特点,Kunming University of Science & Technology,ch.4-10,值得一提的是:P79 随着PLC功能的不断增强,越来越多地采用了计算机技术;同时计算机也为了适应用户的需要,向提高可靠性、耐用性与便于维修等方面发展,两者相互渗透,使PLC与计算机的差异越来越少,两者之间的界线也越来越模糊。今后PLC与计算机将
7、继续共存。在一个控制系统中,使PLC集中在功能控制上,使计算机集中在信息处理上,两者相辅相成,共同发展。,Kunming University of Science & Technology,ch.4-11,PLC的分类,按结构形式分:,整体式:将PLC的各个单元(CPU、存储器、I/O 等)组装在 一个机壳里,形成一个整体。 优点:结构紧凑、价廉。 缺点:I/O点数固定、使用不够灵活、不便于维修和扩展。,模块式:将各个单元做成模块,通过一个机架,将 它们组合起来。 优点: I/O点数可据需要进行配置,便于功能扩展。 缺点:成本较高。,Kunming University of Science
8、 & Technology,ch.4-12,PLC的分类(续),按应用规模和功能分:,小型机:适合于控制单台设备,开发机电一体化产品. 中型机:适合于有温度控制和开关动作要求复杂的机 械以及连续生产过程控制的场合. 大型机: 适用于设备自动化控制、过程自动化控制和 过程监控系统.,Kunming University of Science & Technology,ch.4-13,I/O点数 用户程序存储器的容量及类型 编程语言 指令种类及条数 软元件的种类及数量 扫描速度 其它指标:自诊断、通信联网、远程监控等,PLC的性能指标:,Kunming University of Science
9、& Technology,ch.4-14,4.1.3 PLC的应用及发展趋势,PLC的应用概况:,开关量逻辑控制: 慢连续量的过程控制:T、P、F等过程变量经A/D、 PID、D/A再作用于过程。 快连续量的运动控制:采用位置控制模块、高速计数模块控制快速运动过程。 数据处理:应用PLC提供的各种功能指令实现数据的采集、分析和处理等。 通信: PLC之间的通信:A-A、A-FX、FX-FX PLC与智能设备之间的通信:条形码、打印机、远程 智能控制设备等。 PLC与上位机之间的通信:DCS(监控、管理等) PLC与人机界面之间的通信:数据设定、监控等,Kunming University of
10、 Science & Technology,ch.4-15,4.1.3 PLC的应用及发展趋势,PLC的发展过程:,1969年美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程序控制器。 在20世纪70年代初期、中期,PLC可以完成顺序控制,有逻辑运算、定时、计数等控制功能。 20世纪70年代末至80年代初,PLC的处理速度大大提高,不仅可以进行逻辑控制,而且可以对模拟量进行控制。 20世纪80年代以来,以16位和32位微处理器为核心的PLC得到 迅速发展。这时的PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。,Kunming University of Science & Tec
11、hnology,ch.4-16,4.1.3 PLC的应用及发展趋势,PLC的发展趋势:,提高处理速度、控制分散、管控一体化、提高可靠性、与现场总线相结合。 小型化:使I/O点数减少,适应简单控制,价廉。 大型、高功能化:大规模复杂控制。,Kunming University of Science & Technology,ch.4-17,4.1.4 PLC控制与继电器控制的区别,继电器控制:接线复杂、触点控制、可靠性差、功能简单。,PLC控制:靠程序控制、不需改变硬件,只需修改程序、可控制模拟量、开关量等。,Kunming University of Science & Technology,
12、ch.4-18,PLC控制与继电器控制的区别:(P82-83), 组成器件不同:继电器控制线路是许多真正的硬件继电器组成,而梯形图则由许多所谓“软继电器”组成。, 触点数量不同:硬继电器的触点数量有限,用于控制的 继电器的触点数一般只有48对;而梯形图中每个“软继电 器”供编程使用的触点数有无限对。, 实施控制的方法不同:在继电器控制线路中,实现某种控制是通过各种继电器之间硬接线解决的。而PLC控制是 通过梯形图即软件编程解决的。, 工作方式不同:在继电器控制线路中,采用并行工作方式;而在梯形图的控制线路中,采用串行工作方式。,Kunming University of Science & T
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