《可編程控制器應(yīng)用》教學(xué)輔導(dǎo)2-PLC概述.ppt

第3章PLC概述及構(gòu)成原理 3 1PLC的產(chǎn)生及定義 一 PLC的產(chǎn)生 傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)控制裝置 繼電器控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 價(jià)格低廉 容易操作 缺點(diǎn) 體積龐大 生產(chǎn)周期長(zhǎng) 接線復(fù)雜 故障率高 可靠性及靈活性差 應(yīng)用 比較適用于工作模式固定 控制邏輯簡(jiǎn)單等工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合 用戶迫切需要一種先進(jìn)的自動(dòng)控制裝置 繼電器控制系統(tǒng) 先進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng) 一 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器 ProgrammableController 簡(jiǎn)稱PC或PLC是一種工業(yè)控制裝置PLC是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的 并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心 將自動(dòng)化技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置 一 PLC的產(chǎn)生 70年代初期 僅有邏輯運(yùn)算 定時(shí) 計(jì)數(shù)等順序控制功能 只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制 通常稱為可編程邏輯控制器 ProgrammableLogicController 70年代中期 微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中 使PLC不僅具有邏輯控制功能 還增加了算術(shù)運(yùn)算 數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能80年代以后 隨著大規(guī)模 超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展 16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中 使PLC得到迅速發(fā)展 PLC不僅控制功能增強(qiáng) 同時(shí)可靠性提高 功耗 體積減小 成本降低 編程和故障檢測(cè)更加靈活方便 而且具有通信和聯(lián)網(wǎng) 數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能 一 PLC的產(chǎn)生 近年來PLC發(fā)展迅速PLC集三電 電控 電儀 電傳 為一體 性能價(jià)格比高 高可靠性的特點(diǎn) 已成為自動(dòng)化工程的核心設(shè)備 PLC成為具備計(jì)算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置 其使用量高居首位 PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大技術(shù)支柱 PLC 機(jī)器人 CAD CAM 之一 一 PLC的產(chǎn)生 世界上第一臺(tái)PLC1969年由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司 DEC 根據(jù)美國(guó)通用汽車公司 GM 的要求研制成功背景1968年美國(guó)通用汽車公司 GM 為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新 生產(chǎn)工藝不斷變化的需要 實(shí)現(xiàn)小批量 多品種生產(chǎn) 希望能有一種新型工業(yè)控制器 它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線 以降低成本 縮短周期 一 PLC的定義 設(shè)計(jì)思想 吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn) 繼電器控制系統(tǒng)體積大 可靠性低 接線復(fù)雜 不易更改 查找和排除故障困難 對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差 但簡(jiǎn)單易懂 價(jià)格便宜 計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大 靈活 可編程 通用性好 但編程困難 采用面向控制過程 面向問題的 自然語言 進(jìn)行編程 使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用 梯形圖 一 PLC的產(chǎn)生 1968年 GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1 編程簡(jiǎn)單方便 可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序 2 硬件維護(hù)方便 最好是插件式結(jié)構(gòu) 3 可靠性要高于繼電器控制裝置 4 體積小于繼電器控制裝置 5 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī) 6 成本上可與繼電器柜競(jìng)爭(zhēng) 7 輸入可以是交流115V 8 輸出為交流115V 2A以上 能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥 9 擴(kuò)展時(shí) 原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng) 10 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到4KB 一 PLC的產(chǎn)生 PLC三大流派自從第一臺(tái)PLC出現(xiàn)以后 日本 德國(guó) 法國(guó)等也相繼開始研制PLC 并得到了迅速的發(fā)展 各國(guó)PLC都有自己的特色 歐洲 西門子 Siemens 法國(guó)的TE Telemecanique 美國(guó) A B Allen Bradly GE GeneralElectric 日本 三菱 MitsubishiElectric 歐姆龍 OMRON FUJI 日本主要發(fā)展中小型PLC 其小型機(jī)性能先進(jìn) 結(jié)構(gòu)緊湊 價(jià)格便宜 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有韓國(guó) 臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品 一 PLC的產(chǎn)生 我國(guó)PLC發(fā)展情況在70年代末和80年代初 我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備 專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的PLC 我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC 如遼寧無線電二廠 無錫華光電子公司 上海香島電機(jī)制造公司 廈門A B公司等 在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中 PLC的應(yīng)用逐年增多 取得良好效果 PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來越廣泛 二 PLC的定義 定義國(guó)際電工委員會(huì) IEC 于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿 在草案中對(duì)可編程控制器定義如下 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) 它采用可編程序的存儲(chǔ)器 用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算 順序控制 定時(shí) 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令 并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出 控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備 都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體 易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) 區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)控制裝置 3 2PLC的特點(diǎn)及分類 一 PLC的特點(diǎn)可靠性高 抗干擾能力強(qiáng)編程簡(jiǎn)單 易于掌握配套齊全 功能完善 適用性強(qiáng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 安裝容易體積小 重量輕 能耗低 使用方便 PLC一般可從其結(jié)構(gòu)形式 I O點(diǎn)數(shù)和功能三方面進(jìn)行分類 按結(jié)構(gòu)型式分類整體式 整體式PLC將電源 CPU I O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi) 具有結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 價(jià)格低的特點(diǎn) 整體式PLC由不同I O點(diǎn)數(shù)的基本單元 又稱主機(jī) 和擴(kuò)展單元組成 基本單元內(nèi)有CPU I O接口 與I O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口 以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等 擴(kuò)展單元內(nèi)只有I O和電源等 沒有CPU 基本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接 整體式PLC一般還可配備特殊功能單元 如模擬量單元 位置控制單元等 使其功能得以擴(kuò)展 小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu) 二 PLC分類 PLC一般可從其結(jié)構(gòu)形式 I O點(diǎn)數(shù)和功能三方面進(jìn)行分類 按結(jié)構(gòu)型式分類模塊式 模塊式PLC將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊 如CPU模塊 I O模塊 電源模塊 有的含在CPU模塊中 以及各種功能模塊 模塊式由框架或基板和各種模塊組成 模塊裝在框架或基板的插座上 這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活 可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個(gè)系統(tǒng) 而且裝配方便 便于擴(kuò)展和維修 大 中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu) PLC一般可從其結(jié)構(gòu)形式 I O點(diǎn)數(shù)和功能三方面進(jìn)行分類 按結(jié)構(gòu)型式分類疊裝式 疊裝式PLC還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來 疊裝式PLC其CPU 電源 I O接口等也是各自獨(dú)立的模塊 但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接 并且各模塊可以一層層地疊裝 這樣 不但系統(tǒng)可以靈活配置 還可做得體積小巧 PLC一般可從其結(jié)構(gòu)形式 I O點(diǎn)數(shù)和功能三方面進(jìn)行分類 按I O點(diǎn)數(shù)分類小型I O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下 其中小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC 中型I O點(diǎn)數(shù)在256 2048點(diǎn)之間的為中型PLC 大型I O點(diǎn)數(shù)在2048以上 其中I O點(diǎn)數(shù)超過8192點(diǎn)為超大型PLC 這個(gè)分類界限不是固定不變的 它隨PLC的發(fā)展而變化 第五節(jié)PLC的分類 PLC一般可從其結(jié)構(gòu)形式 I O點(diǎn)數(shù)和功能三方面進(jìn)行分類 按功能分類低檔具有邏輯運(yùn)算 定時(shí) 計(jì)數(shù) 移位以及自診斷 監(jiān)控等基本功能 還可有少量模擬量輸入 輸出 算術(shù)運(yùn)算 數(shù)據(jù)傳送和比較 通信等功能 主要用于邏輯控制 順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)系統(tǒng) 中檔具有低檔PLC功能外 具有較強(qiáng)的模擬量輸入 輸出 算術(shù)運(yùn)算 數(shù)據(jù)傳送和比較 數(shù)制轉(zhuǎn)換 遠(yuǎn)程I O 子程序 通信聯(lián)網(wǎng)等功能 有些還增設(shè)中斷 PID控制等功能 高檔具有中檔機(jī)功能外 增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算 矩陣運(yùn)算 位邏輯運(yùn)算 平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算 制表及表格傳送等 高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能 可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化 PLC基本功能邏輯控制定時(shí)控制計(jì)數(shù)控制步進(jìn)控制A D D A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理通信與聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控控制 3 3PLC的應(yīng)用范