自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)PPT課件

.,1,自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)劉艷艷,.,2,主要內(nèi)容,1、自動(dòng)控制2、計(jì)算機(jī)3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4、可編程控制器（plc),.,一、什么是自動(dòng)化,1、自動(dòng)化定義自動(dòng)化是指在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過(guò)程。研究?jī)?nèi)容：自動(dòng)化是一門涉及學(xué)科較多應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。數(shù)學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)等是該學(xué)科的重要基礎(chǔ)它的研究?jī)?nèi)容主要有自動(dòng)控制和信息處理兩個(gè)方面包括理論方法硬件和軟件等。,.,2、什么是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是指綜合運(yùn)用控制理論、電子裝備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和相關(guān)工藝技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)省能耗、降低消耗、減少污染、確保安全等目的的一種綜合性技術(shù)。,.,5,3、自動(dòng)控制,概念所謂自動(dòng)控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（統(tǒng)稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)上述控制目的，由相互制約的各部分按一定規(guī)律組成的具有特定功能的整體。,.,4、自動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)容,自動(dòng)控制技術(shù)包含了自動(dòng)控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能，以及控制對(duì)象或被控過(guò)程的特性等方面的知識(shí)；自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與綜合；控制用計(jì)算機(jī)(能作數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的控制機(jī))的構(gòu)造原理和實(shí)現(xiàn)方法。,.,5、自動(dòng)控制技術(shù)的原理和方法,自動(dòng)控制技術(shù)是自動(dòng)化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制及各行業(yè)、各部門的自動(dòng)化。它具有“控(制)管(理)結(jié)合，強(qiáng)(電)弱(電)并重，軟(件)硬(件)兼施”等鮮明的特點(diǎn)，,.,二、自動(dòng)化系統(tǒng)分類,1、從應(yīng)用角度分a、過(guò)程自動(dòng)化石油煉制和化工等工業(yè)中流體或粉體的化學(xué)處理自動(dòng)化。一般采用由檢測(cè)儀表調(diào)節(jié)器和計(jì)算器等組成的過(guò)程控制系統(tǒng)對(duì)加熱爐蒸餾塔等設(shè)備或整個(gè)工廠進(jìn)行最優(yōu)控制。,.,b、機(jī)械制造自動(dòng)化這是機(jī)械化電氣化與自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果處理的對(duì)象是離散工件。c、管理自動(dòng)化工廠或事業(yè)單位的人財(cái)物生產(chǎn)辦公等業(yè)務(wù)管理自動(dòng)化是以信息處理為核心的綜合性技術(shù)涉及電子計(jì)算器通信系統(tǒng)與控制等學(xué)科。d、其它：實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化,.,2、按測(cè)控形式分a、SCADA（SupervisorControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它可以實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，對(duì)工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)視，并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、本地和遠(yuǎn)程控制、多種通訊介質(zhì)聯(lián)接、易于重新配置及本地和遠(yuǎn)程診斷。,.,b、DCS（DistributedControlSystem）系統(tǒng)DCS是一種分布式控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過(guò)程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。,.,DCS系統(tǒng)的基本思想是：利用分散控制、集中操作、分而自制、綜合協(xié)調(diào)的原則，將測(cè)控系統(tǒng)分為分散過(guò)程控制級(jí)、集中操作監(jiān)控級(jí)和綜合信息管理級(jí)，構(gòu)成一分級(jí)分布式控制系統(tǒng)。因此，DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。,.,c、直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)d、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制（簡(jiǎn)稱SCC）系統(tǒng)e、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱FCS）系統(tǒng),.,三、自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成,1、SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用于水利、石油、供電等行業(yè)中，用于地理環(huán)境惡劣無(wú)人值守的環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。它的主要結(jié)構(gòu)包括遠(yuǎn)程控制單元RTU（RemoteTerminalUnit）、通訊網(wǎng)絡(luò)及中心站。,.,1)遠(yuǎn)程終端RTURTU主要作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制，進(jìn)行本地控制時(shí)作為系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的工作站，這時(shí)RTU可以獨(dú)立的完成連鎖控制、前饋控制、反饋控制、PID(比例、微分、積分）控制等工業(yè)上常用的控制調(diào)節(jié)功能；進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)作為一個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊單元，完成或響應(yīng)本站與中心站或其它站的通訊和遙控任務(wù)。,.,2)系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)主要用于RTU與中心站通訊及與其它RTU通訊。通訊鏈路種類有無(wú)線、有線、微波、光纖。RTU可支持的通訊方式有中心站觸發(fā)的通訊方式和RTU觸發(fā)的通訊方式。,.,中心站觸發(fā)的通訊方式包括：輪詢方式由系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)時(shí)間周期，每隔一個(gè)時(shí)間段系統(tǒng)進(jìn)行一次查詢，接收中心站所需要的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。廣播方式由中心站向所有RTU或某分組內(nèi)的RTU下發(fā)命令?？刂泼钕掳l(fā)方式如下發(fā)開、關(guān)控制命令，修改報(bào)警及控制權(quán)限。RTU觸發(fā)的通訊方式：RTU可以在程序中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置條件，以便在非常情況下向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)。,.,3）中心站它可包含多個(gè)工作站和支持網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備，以完成不同的工作。它通過(guò)中心站軟件管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)工作站通過(guò)組態(tài)畫面監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)，下發(fā)控制命令進(jìn)行控制，并完成工況圖、統(tǒng)計(jì)曲線、報(bào)表等功能。,.,2、DCS系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。1）過(guò)程級(jí)主要由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。2）操作級(jí)包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。3）管理級(jí)主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），它是DCS更高層次的應(yīng)用。,.,DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,.,四、自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理,1、系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)1）現(xiàn)在作一個(gè)游戲，讓張三和李四分別去拿放在一張桌子上的杯子，張三把自己的雙眼蒙上，而李四卻不用蒙上雙眼?？纯此麄冋l(shuí)能順利地拿到杯子？2）人打算拿桌子上的杯子時(shí)，首先要看一下杯子的位置與自己手的距離有多少，然后人的大腦會(huì)指揮自己的手做出動(dòng)作，向減少這個(gè)距離的方向移動(dòng)，同時(shí)不斷的觀察兩者之間的距離還有多少，直到人的手碰到了杯子，大腦就命令手停止運(yùn)動(dòng)，杯子也就拿到了。這個(gè)過(guò)程可以用下邊的圖來(lái)表示。,由于沒有了眼睛所以圖中的反饋就無(wú)法形成人這個(gè)“機(jī)器”也就工作不正常了,.,自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的關(guān)鍵就在于反饋系統(tǒng)的存在，正是有了反饋的存在，才使自動(dòng)化成為可能。反饋：反饋控制是這樣一種控制過(guò)程，它能夠在存在擾動(dòng)的情況下，力圖減小系統(tǒng)的輸出量與參考輸入量（也稱參據(jù)量）（或者任意變化的希望的狀態(tài)）之間的偏差，而且其工作正是基于這一偏差基礎(chǔ)之上的。反饋控制系統(tǒng)是一種能對(duì)輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，并力圖保持兩者之間的既定關(guān)系的系統(tǒng)，它利用輸出量與輸入量的偏差來(lái)進(jìn)行控制。,.,1、自動(dòng)化系統(tǒng)組成：檢測(cè)比較裝置所起作用相當(dāng)于人眼在上面例子中的作用，主要是獲得反饋，并且計(jì)算我們要達(dá)到的目的與現(xiàn)在的實(shí)際情況之間的差值控制器所起作用相當(dāng)于大腦在上面例子中的作用，主要是用來(lái)決定應(yīng)該怎樣做執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要所起作用相當(dāng)于人手在上面例子中的作用，完成控制器下達(dá)的決定控制量也就是所要達(dá)到的目的，相當(dāng)于手和杯子之間的距離?？刂屏渴俏覀冏詣?dòng)化機(jī)器所要達(dá)到的最終目的,.,2、自動(dòng)化各構(gòu)成部分的作用及實(shí)現(xiàn)1）檢測(cè)（測(cè)量）裝置檢測(cè)（測(cè)量）裝置主要是傳感器。傳感器是一種能把物理量化學(xué)量生物量等轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。輸出的電信號(hào)有不同形式，如電壓電流頻率脈沖等，能滿足信息傳輸處理記錄顯示控制的要求。,.,通常傳感器由感應(yīng)組件和轉(zhuǎn)換組件組成。感應(yīng)組件(SensingElement)能直接感受被測(cè)量的的量;轉(zhuǎn)換組件(TransductionElement)則將感應(yīng)組件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)。,.,與人類五大感覺器官相比對(duì)應(yīng)的傳感器眼睛（視覺）光傳感器影像傳感器等耳朵（聽覺）壓力傳感器電容麥克風(fēng)等皮膚（觸覺）力學(xué)傳感器溫度傳感器濕度傳感器等舌頭（味覺）等離子傳感器化學(xué)傳感器等鼻子（嗅覺）半導(dǎo)體氣體傳感器燃燒式氣體傳感器等,除了以上和五感相比擬的傳感器外還有紅外線傳感器、接近傳感器速度和加速度傳感器、磁性傳感器等,.,一般測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量類型(根據(jù)采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后接入控制器的種類劃分）：,.,2）控制器控制器（一般是RTU、PLC等設(shè)備）的主要作用是進(jìn)行信號(hào)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、處理、發(fā)送及本地控制。,.,由傳感器測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)量被轉(zhuǎn)換為與其成比例的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后輸入到控制器，控制器將接收到的電流信號(hào)按相同的比例反算回被測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值，同時(shí)將該數(shù)據(jù)應(yīng)用到其他相關(guān)的計(jì)算、控制過(guò)程并按需要將數(shù)據(jù)傳送至其他位置（如監(jiān)控機(jī)）。,.,3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）執(zhí)行機(jī)構(gòu)是按控制器輸出的指令驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化，從而達(dá)到控制被控設(shè)備的目的的裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以電為動(dòng)力源的儀表，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣為動(dòng)力源的儀表。,.,自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用,煉鋼、化工、石油、電力、造紙、紡織、食品等工業(yè)航空、航海、汽車、鐵路運(yùn)輸和國(guó)防工業(yè)。圖書資料的管理、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星、原子能、空氣動(dòng)力等領(lǐng)域。,.,自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)農(nóng)業(yè)軍事科學(xué)研究交通運(yùn)輸商業(yè)醫(yī)療服務(wù)和家庭等方面采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)部分腦力勞動(dòng)以及惡劣危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)而且能擴(kuò)展人的器官功能極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此自動(dòng)化是工業(yè)農(nóng)業(yè)國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。,.,33,計(jì)算機(jī),概念系統(tǒng)用途分類發(fā)展,.,34,概念（ElectronicDigitalComputer）,計(jì)算機(jī)是一種能夠按照程序運(yùn)行，自動(dòng)、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)由硬件和軟件組成計(jì)算機(jī)是完成信息處理的工具計(jì)算機(jī)通過(guò)預(yù)先編好的存儲(chǔ)程序來(lái)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的加工處理計(jì)算機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非常明顯它人類生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,.,35,硬件系統(tǒng)（Hardware）組成計(jì)算機(jī)的任何機(jī)械的、電子的、磁性的部件整個(gè)計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)基本功能：運(yùn)行由預(yù)先設(shè)計(jì)好的指令編制的各種程序計(jì)算機(jī)的主機(jī)(由運(yùn)算器、控制器和存儲(chǔ)器組成)、顯示器、打印機(jī)、通訊設(shè)備等,系統(tǒng)組成,.,36,軟件系統(tǒng)（Software）計(jì)算機(jī)軟件是指為了更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的效能和方便用戶使用計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)的各種程序和數(shù)據(jù)的總和。系統(tǒng)軟件（SystemSoftware）用于管理機(jī)器各種資源的程序及協(xié)調(diào)各裝置工作的程序和為用戶編制程序服務(wù)的程序如操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等應(yīng)用軟件（ApplicationSoftware）與用戶具體用途關(guān)系密切,應(yīng)用針對(duì)性強(qiáng)的軟件單項(xiàng)業(yè)務(wù)處理系統(tǒng),如學(xué)籍管理和師資管理、文件檔案管理、財(cái)會(huì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理等功能較強(qiáng)的系統(tǒng),如庫(kù)存管理系統(tǒng),綜合情報(bào)檢索系統(tǒng),會(huì)計(jì)信息系統(tǒng)等,系統(tǒng),.,37,硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的關(guān)系軟硬件之間的界面不是固定不變的軟硬件在功能上具有等效性，軟硬件能提供同樣的邏輯運(yùn)算能力硬件實(shí)現(xiàn)成本高,但速度快軟件實(shí)現(xiàn)成本低,但速度慢,系統(tǒng),.,38,數(shù)值計(jì)算科學(xué)計(jì)算，應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理科學(xué)研究和工程技術(shù)中所遇到的數(shù)學(xué)計(jì)算如衛(wèi)星運(yùn)行軌跡,水壩應(yīng)力,氣象預(yù)報(bào),油田布局,潮汐規(guī)律等等信息處理信息處理是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分類、選擇、存儲(chǔ)、制表、檢索、輸出等的加工過(guò)程如自動(dòng)閱卷、圖書檢索、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理、醫(yī)療診斷、編輯排版、情報(bào)分析等等實(shí)時(shí)控制及時(shí)搜集檢測(cè)數(shù)據(jù),按最佳值對(duì)事物進(jìn)程的調(diào)節(jié)控制如工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制,用途,.,39,輔助設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)的制圖功能,實(shí)現(xiàn)各種工程的設(shè)計(jì)工作如橋梁設(shè)計(jì)、船舶設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等等智能模擬人工智能，利用計(jì)算機(jī)模擬人類智力活動(dòng),以替代人類部分腦力勞動(dòng)具有一定“學(xué)習(xí)、推理和聯(lián)想”能力的機(jī)器人,用途,.,40,按功能和用途通用計(jì)算機(jī)解決諸如科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制、輔助設(shè)計(jì)等多方面問(wèn)題功能多,用途廣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因而價(jià)格也偏高專用計(jì)算機(jī)解決專門問(wèn)題而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),如用于彈道控制、地震監(jiān)測(cè)等方面的計(jì)算機(jī)功能專一,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格較低按計(jì)算機(jī)硬、軟件的配套規(guī)模及功能大小等綜合指標(biāo)巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)因存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度的不同而用途各異,分類,.,41,發(fā)展,.,42,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),概念功能分類協(xié)議和模型,.,43,概念,定義：把分布在不同地點(diǎn)且具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)備和線路連接起來(lái)，在功能完善的軟件和協(xié)議的管理下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享的系統(tǒng)。地理位置上分布的計(jì)算機(jī)的集合用傳輸介質(zhì)互聯(lián)起來(lái)遵守共同的協(xié)議相互通信使用戶隨時(shí)隨地能共享信息資源和交換信息,.,由定義可知：(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是“通信技術(shù)”與“計(jì)算機(jī)技術(shù)”的結(jié)合產(chǎn)物(2)以數(shù)據(jù)交換為基礎(chǔ)，以共享資源為目的,.,45,功能,信息交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的系統(tǒng)通信傳送電子郵件、發(fā)布新聞消息、進(jìn)行電子購(gòu)物、電子貿(mào)易、遠(yuǎn)程電子教育等資源共享資源是指構(gòu)成系統(tǒng)的所有要素,包括軟、硬件資源增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)的處理能力,提高了計(jì)算機(jī)軟硬件的利用率分布式處理一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)可以劃分成許多部分,.,46,分類,按地理范圍分類局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）按傳輸速率分類高速網(wǎng)、低速網(wǎng)按傳輸介質(zhì)分類有線網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),.,47,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),.,48,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),.,49,協(xié)議和模型,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊的交換數(shù)據(jù)，各計(jì)算機(jī)之間就必須遵守事先約定好的規(guī)則，這些規(guī)則、約定在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一系列的通信規(guī)則,.,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常采用高度民主結(jié)構(gòu)化的分層設(shè)計(jì)方法，將網(wǎng)絡(luò)劃分為一組功能分明、相對(duì)獨(dú)立和易于操作的層次，依靠各層次之間的功能組合提供網(wǎng)絡(luò)的通信服務(wù)。如數(shù)據(jù)的格式是怎樣的,以什么樣的控制信號(hào)聯(lián)絡(luò),具體傳送方式是什么,發(fā)送方怎樣保證數(shù)據(jù)的完整性、正確性,接收方如何應(yīng)答等等常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有IPX/SPX,TCP/IP等目前Internet使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是TCP/IP模型，包括網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。,.,51,協(xié)議和模型,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)結(jié)構(gòu)模型（OSI）不是一個(gè)實(shí)際的物理模型,而是一個(gè)將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范化了的邏輯參考模型OSI七層模型應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng),.,52,協(xié)議和模型,通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)的范疇：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層資源子網(wǎng)的范疇：會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層傳輸層起著承上啟下的作用,.,53,可編程控制器(plc),.,54,PLC基礎(chǔ)知識(shí),一、PLC的產(chǎn)生與歷史二、可編程控制器的定義三、PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)四、PLC的特點(diǎn)五、PLC的基本功能六、PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較,.,55,一、PLC的產(chǎn)生與歷史,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（GE）的要求研制成功。背景：1968年美國(guó)通用汽車公司（GE），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。,.,56,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(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)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）,.,57,70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(lái)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。,.,58,近年來(lái)PLC發(fā)展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。,.,59,二、可編程控制器的定義,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(lái)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(guò)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(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(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)”。,.,60,三、PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1969年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制了第一臺(tái)PLC，從此PLC發(fā)展迅猛。我國(guó)改革開放后，美國(guó)AB、GE、MODICON、TI，日本OMRON、三菱、富士，德國(guó)西門子等廠家的產(chǎn)品不斷進(jìn)入我國(guó)，并在各行各業(yè)的工控系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。,.,PLC三大流派歐洲：德國(guó)的西門子(SIEMENS)、AEG及法國(guó)的TI公司美國(guó)：A-B（Allen-Bradly）(其產(chǎn)品約占美國(guó)PLC市場(chǎng)50的份額。)、GE（GeneralElectric）、莫迪康(MODICON)公司、德州儀器(T1)公司、歌德(Gould)公司、西屋公司日本：三菱電機(jī)（MitsubishiElectric）、歐姆龍（OMRON）FUJI（日本主要發(fā)展中小型PLC，在世界小型PLC市場(chǎng)上，日本產(chǎn)品約占有70的份額。在中國(guó)，OMRON產(chǎn)品的銷量居首位）目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有韓國(guó)、臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了系列化的國(guó)產(chǎn)PLC，其價(jià)格相對(duì)低廉，性價(jià)比較高。,.,西門子PLC外形圖,S7-200系列PLC,S7-300系列PLC,S7-400系列PLC,.,歐姆龍PLC外形圖,C200H系列PLC,CPM1A、CPM2A系列PLC,.,PLC的國(guó)內(nèi)外狀況,1974年我國(guó)開始仿制美國(guó)的第二代PLC產(chǎn)品，但因元器件質(zhì)量和技術(shù)問(wèn)題等原因未能推廣。直到1977年，我國(guó)才研制出第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的PLC，并開始批量生產(chǎn)和應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程的控制。主要廠家有：北京和利時(shí)，科迪納，張前蘇。洛陽(yáng)易達(dá)，無(wú)錫信捷，南京嘉華，蘭州全志，廣州科賽恩，中山智達(dá)，恒日等。,.,.,PLC的發(fā)展趨勢(shì),（1）向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展（CPU處理速度nS級(jí)；內(nèi)存2M字節(jié)）（2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型)（3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的PLC）（4）分散型、智能型、與現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的I0（5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力（6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（openModularArchitectureforControl）,.,四、PLC的特點(diǎn),可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣通用性強(qiáng)，使用方便編程方法簡(jiǎn)單，容易掌握安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試和維修方便。,.,五、PLC的基本功能,1邏輯控制功能2定時(shí)控制功能3計(jì)數(shù)控制功能4步進(jìn)控制功能5數(shù)據(jù)處理功能6回路控制功能7通訊聯(lián)網(wǎng)功能8監(jiān)控功能9停電記憶功能10故障診斷功能,.,1邏輯控制功能,邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。例如：機(jī)床電氣控制、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)和包裝機(jī)械的控制、注塑機(jī)控制、電梯控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器(電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等)自動(dòng)裝配線控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動(dòng)生產(chǎn)線控制等。,.,2定時(shí)控制功能,定時(shí)控制功能是PLC的最基本功能之一。PLC中有許多可供用戶使用的定時(shí)器，功能類似于繼電器線路中的時(shí)間繼電器。定時(shí)器的設(shè)定值(定時(shí)時(shí)間)可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。同時(shí)PLC還提供了高精度的時(shí)鐘脈沖，用于準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制。,.,3計(jì)數(shù)控制功能,計(jì)數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一。PLC為用戶提供許多計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到某一數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)(計(jì)數(shù)值到)，利用該狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作的計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改。,.,4數(shù)據(jù)處理功能,PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換譯碼編碼等操作。中、大型PLC數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可完成開方、PID運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算等操作，還可以和CRT、打印機(jī)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。,.,5監(jiān)控功能,PLC設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能。利用編程器或監(jiān)視器，操作人員可以對(duì)PLC有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。利用編程器，可以調(diào)整定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可以根據(jù)需要改變PLC內(nèi)部邏輯信號(hào)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)整和維護(hù)提供了極大的方便。,.,6停電記憶功能,PLC內(nèi)部的部分存儲(chǔ)器所使用的RAM設(shè)置了停電保持器件（備用電池等），以保證斷電后這部分存儲(chǔ)器中的信息能夠長(zhǎng)期保存。利用某些記憶指令，可以對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行記憶，以保持PLC斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。PLC電源恢復(fù)后，可以在原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。,.,7故障診斷功能,PLC可以對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進(jìn)行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報(bào)警并顯示錯(cuò)誤類型，如屬嚴(yán)重錯(cuò)誤則自動(dòng)中止運(yùn)行。PLC的故障自診斷功能，大大提高了PLC控制系統(tǒng)的安全和可維護(hù)性。,.,六、PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較,PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較繼電器控制采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改變程序并改動(dòng)少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等各方面進(jìn)行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。,與工業(yè)計(jì)算機(jī)比較工業(yè)控制機(jī)控制要求開發(fā)人員具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和微機(jī)軟件編程的能力。PLC采用了采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)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，便于推廣應(yīng)用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，具有更高的可靠性。在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專長(zhǎng)。,.,PLC基本原理,1PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用2PLC工作過(guò)程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)3PLC分類,.,1PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用,1.1PLC的組成可編程控制器（PLC）主要由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器、人機(jī)界面等幾組成,.,PLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似：是一種以微處理器為核心的、用于控制的特殊計(jì)算機(jī)PLC的基本組成包括硬件與軟件兩部分PLC的硬件：中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等PLC的軟件：系統(tǒng)程序和用戶程序,.,1.2PLC內(nèi)部主要部件功能,1.PLC中的CPU作用及分類CPU的作用：按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作。歸納起來(lái)主要有以下五個(gè)方面：1）接收并存儲(chǔ)編程器或其它外設(shè)輸入的用戶程序或數(shù)據(jù)2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等3）接收并存儲(chǔ)從輸入單元（接口）得到現(xiàn)場(chǎng)輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù),.,4）逐條讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)器中的用戶程序，將運(yùn)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器,5）根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位和輸出內(nèi)容，通過(guò)輸出接口實(shí)現(xiàn)控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能,.,PLC中常采用的CPU有三類：1)通用微處理器（如Z80、8086、80286等）2)單片微處理器（如8031、8096等）3)位片式微處理器(如AMD29W等)小型PLC：大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC：大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC：大多采用高速位片式微處理器（32位）；小型PLC為單CPU系統(tǒng)；中、大型PLC則大多為雙CPU或多CPU系統(tǒng)；對(duì)于雙CPU系統(tǒng)，一個(gè)為字處理器，一般采用8位、16位或32位處理器；另一個(gè)為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專用芯片。,.,2.系統(tǒng)程序存貯器,存儲(chǔ)器的作用：PLC中，存儲(chǔ)器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的類型：可讀/寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM、EPROM、E2PROM,.,輸入/輸出接口（I/O模塊）,輸入/輸出接口通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接通道。PLC輸入接口-用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過(guò)模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號(hào)，用這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。PLC輸出接口-將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，用來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。,.,I/O接口的作用：電平轉(zhuǎn)換功能：由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力，通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。I/O接口的類型：開關(guān)量輸入/輸出接口模擬量輸入/輸出接口,.,輸入/輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)：PLC的I/O點(diǎn)數(shù)是指PLC的I/O接口所能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)的總和。I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。當(dāng)I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò)PLC的I/O擴(kuò)展接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。,.,PLC中的電源及作用,PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，以提供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。因此，對(duì)于電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值15%的范圍內(nèi)波動(dòng)。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。,.,PLC配有各種通信接口與外部設(shè)備連接與打印機(jī)連接，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印與監(jiān)視器連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái)與PLC連接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂婆c計(jì)算機(jī)連接，組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合與人機(jī)界面（觸摸屏）連接與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。與編程器連接,.,PLC編程器及作用,編程器的作用：編程器可以編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，是PLC開發(fā)應(yīng)用、檢測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀態(tài)。,.,編程器是PLC最常用的外設(shè)，也是PLC中唯一不需要通過(guò)功能模塊而直接與總線相聯(lián)接的外設(shè)。它通過(guò)主機(jī)上的編程器接口直接與主機(jī)相連。編程器上有一個(gè)方式選擇開關(guān)，用于控制PLC主機(jī)的工作方式。,.,掌上電腦編程器,可編程終端,.,高檔可編程終端,.,其它功能模塊,模擬量輸入模塊（即A/D模塊）模擬量數(shù)字量模擬量輸出模塊（即D/A模塊）數(shù)字量模擬量動(dòng)態(tài)輸入/輸出模塊自帶動(dòng)態(tài)掃描功能溫度傳感器模塊溫度模擬量數(shù)字量高速計(jì)數(shù)模塊高頻脈沖信號(hào)遠(yuǎn)程I/O模塊擴(kuò)展I/O點(diǎn)的距離通訊模塊與其它PLC、微機(jī)、互連網(wǎng)通訊,.,PLC的軟件系統(tǒng),1系統(tǒng)程序；2用戶程序；3編程語(yǔ)言系統(tǒng)程序:系統(tǒng)程序，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能。系統(tǒng)程序是由PLC的制造廠家編寫的，在PLC使用過(guò)程中不會(huì)變動(dòng)，它和PLC的硬件組成有關(guān)，它關(guān)系到PLC的性能。系統(tǒng)程序由制造廠家直接固化在只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問(wèn)和修改。,.,用戶程序:用戶程序是用戶根據(jù)控制對(duì)象生產(chǎn)工藝及控制的要求而編制的應(yīng)用程序。它是根據(jù)PLC控制對(duì)象的要求而定的。為便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲(chǔ)器。,.,PLC的編程語(yǔ)言,在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。程序的表達(dá)方式基本有四種：梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級(jí)語(yǔ)言。梯形圖是當(dāng)前使用最廣泛的一種編程方法。除了梯形圖語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。,.,梯形圖編程語(yǔ)言梯形圖（Ladderdiagram）編程語(yǔ)言是一種圖形語(yǔ)言,類似于繼電器控制線路圖的一種編程語(yǔ)言，它面向控制過(guò)程，直觀易懂，是PLC編程語(yǔ)言中應(yīng)用最多的一種語(yǔ)言。,兩種梯形圖的繼電器符號(hào)圖對(duì)照,.,名詞解釋軟繼電器,PLC的繼電器不是物理的電器，它是PC內(nèi)部的寄存器位，因?yàn)樗哂信c物理繼電器相似的功能，常稱之為“軟繼電器”。,PLC每一個(gè)繼電器都對(duì)應(yīng)著內(nèi)部的一個(gè)寄存器位，該位為“1”態(tài)時(shí)，相當(dāng)于繼電器接通；為“0”態(tài)時(shí)，則相當(dāng)于繼電器斷開。,.,可編程序控制器分類,1.按結(jié)構(gòu)形式分類整體式PLC：整體式是將PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I/O單元、電源等安裝在同一機(jī)體內(nèi)，構(gòu)成主機(jī)，另外還有I/O擴(kuò)展單元配合主機(jī)使用，用以擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)。整體式PLC的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低、安裝方便，但輸入輸出點(diǎn)數(shù)固定，靈活性較低，小型PLC多采用這種結(jié)構(gòu),.,組合式PLC：組合式PLC是由一些標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成，采用總線結(jié)構(gòu)，不同功能的模塊（如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等）通過(guò)總線連接起來(lái)。組合式PLC的特點(diǎn)是可以根據(jù)功能需要靈活配置，構(gòu)成具有不同功能和不同控制規(guī)模的PLC，多用于大型和中型PLC。,.,組合式PLC,.,電源模塊,底板,CPU模塊,IO模塊,模塊式,.,模塊式結(jié)構(gòu)PLC的結(jié)構(gòu),.,3）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(lái)。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。,.,2.按控制規(guī)模分類輸入輸出的總路數(shù)，又稱為I/O點(diǎn)數(shù)，是表征PLC控制規(guī)模的重要參數(shù)。因此，按控制規(guī)模對(duì)PLC分類時(shí)，可分為：1.小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)較少，在256點(diǎn)以下的PLC。2.中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)較多，在256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的PLC。3.大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)較多，在2048點(diǎn)以上的PLC。但大中小型PLC的劃分并無(wú)嚴(yán)格的界限，PLC的I/O點(diǎn)數(shù)可以依據(jù)需要靈活配置。,.,1）微型機(jī),OMRON公司的SP系列,.,2）小型機(jī),OMRON公司的CPM1A、CQM系列,松下公司的FP1系列,.,3）中型機(jī),西門子公司的S7-