自動(dòng)化專業(yè)用PLC課件第一章概述

可編程序控制器原理及應(yīng)用（48學(xué)時(shí)）主講：孫曉波電氣工程系2015年可編程序控制器原理及應(yīng)用（48學(xué)時(shí)）1

安排學(xué)時(shí)課程內(nèi)容講課36學(xué)時(shí)1~8章相關(guān)實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)

課程安排 安排學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)總要求了解PLC的工作原理，指令和控制系統(tǒng)組成；能應(yīng)用梯形圖或語(yǔ)句表編程；掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，步驟。學(xué)習(xí)總要求了解PLC的工作原理，指令和控制系統(tǒng)組成；3考核方法平時(shí)30%出勤10分（低于6分，失格）作業(yè)10分（低于6分，失格）實(shí)驗(yàn)10分（低于6分，失格）期末70%考核方法平時(shí)30%4第1章可編程序控制器概論1.3PLC的產(chǎn)生特點(diǎn)1.4PLC的組成和工作原理1.5PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)

第1章可編程序控制器概論1.3PLC的產(chǎn)生特點(diǎn)51.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來誕生于20世紀(jì)末。產(chǎn)生背景：汽車生產(chǎn)流水線自動(dòng)控制系統(tǒng)-繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)激烈，型號(hào)翻新；產(chǎn)生問題？經(jīng)常更新設(shè)計(jì)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)料。要減少這個(gè)時(shí)間周期。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來61.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來問題提出：美國(guó)通用汽車，一種新型工業(yè)控制裝置要求：可隨著品種改變，靈活改變生產(chǎn)線1968年，提出十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)-“通用十條”。問題解決：1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司，推出這種裝置在美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)線使用，大獲成功簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，體積小，壽命長(zhǎng)，可邏輯編程。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來71.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述1971年，應(yīng)用到食品、飲料、冶金、造紙1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)，日立公司1973年，德國(guó)研制成功，西門子公司1974年，中國(guó)仿制成功，1977年，中國(guó)研制成功，實(shí)用化1982年，中國(guó)從美國(guó)，德國(guó)、日本引進(jìn)1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來81.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述1991年，中國(guó)可編程序控制器行業(yè)協(xié)會(huì)1993年，可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)；選出六個(gè)國(guó)產(chǎn)品牌：天津中環(huán)DJK-S-84；無錫電器KCK-1C；上海起重CF-40MR，北京椿樹BCM-PLC；杭州機(jī)床DKK02；上海自力KK1-1C。兼容國(guó)外產(chǎn)品。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來91.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述國(guó)內(nèi)PLC研制代表南京嘉華JH200系列杭州新箭D20P系列蘭州全志RD100、RD200系列上海船舶所ST12000系列北京和利時(shí)Hollis-PLC系列。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來101.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用典型案例寶山鋼鐵二、三期工程，30多機(jī)型600臺(tái)套廣西玉柴，近200臺(tái)羅克韋爾PLC青海湖氯化鉀，采用PLC，600面控制柜電力系統(tǒng)，絕大多數(shù)控制采用AB的PLC1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來111.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第一階段，從產(chǎn)生到20世紀(jì)70年代中期，為PLC的初創(chuàng)階段。CPU-中小規(guī)模數(shù)字集成電路程序存儲(chǔ)EPROM邏輯運(yùn)算，計(jì)算機(jī)接口，模擬量控制，自診斷典型產(chǎn)品DEC公司的PDP-14MODICON公司的084AB公司的PDQ-2日立公司的SCY-0221.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段121.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第二階段，從20世紀(jì)70年代中期到末期，為PLC的擴(kuò)展階段。CPU-采用8位微處理器程序存儲(chǔ)-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器邏輯運(yùn)算，計(jì)算機(jī)接口，模擬量控制，自診斷數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)比較，算術(shù)運(yùn)算，模擬量運(yùn)算遠(yuǎn)程I/O功能，通信功能典型產(chǎn)品：西門子S4，S3；M184-384系列；富士電機(jī)SC1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段131.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第三階段，從20世紀(jì)70年代末到80年代中期，為PLC的通信階段。CPU-微處理器；程序存儲(chǔ)EPROM邏輯運(yùn)算，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，算術(shù)運(yùn)算，增加數(shù)據(jù)處理、傳送、通信、自診斷模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊，特殊功能模塊速度更高，容量更大，功能更強(qiáng)，分布式通信典型產(chǎn)品西門子公司S6、S5；MODICON公司的*84系列富士電機(jī)的MISREX；AB公司的PLC-3.1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段141.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第四階段，從20世紀(jì)80年代中到90年代末期，為PLC的開放階段。通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，通信系統(tǒng)開放；采用16位、32位微處理器，專用芯片；梯形圖語(yǔ)言成熟，F(xiàn)SC問世。人工智能，CRT。產(chǎn)品擴(kuò)展更加靈活；典型產(chǎn)品西門子公司S7、S5；AB公司的PLC-5由PLC組成分布式網(wǎng)絡(luò)成為CIMS，三大支柱之一1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段151.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第五階段，從20世紀(jì)90年代末期至今，為PLC的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段。PLC的多處理器配置；智能模塊（PID、運(yùn)動(dòng)控制、高數(shù)計(jì)數(shù)器、通信模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線）；發(fā)展趨勢(shì)：向集邏輯控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化（EIC）、網(wǎng)絡(luò)化控制的集成化方向發(fā)展。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段161.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第五階段，從20世紀(jì)90年代末期至今，為PLC的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段。具備的功能：邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、聯(lián)網(wǎng)通信—工業(yè)自動(dòng)化主控系統(tǒng)；算法：PID算法、模糊控制、多種PLC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段171.3PLC的產(chǎn)生有200多家企業(yè)生產(chǎn)PLC產(chǎn)品美國(guó)PLC發(fā)展得最快：1984年有48家，生產(chǎn)150多種PLC；1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC；1996年有70余家，生產(chǎn)近300種PLC。著名廠家：A-B（Allen-Bradley）艾倫-布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GE-FSNUC公司，TI（TexasInstrument）德州儀器公司，WESTHOUSEElectric西屋電氣公司，IPM（InternationalParallelMachines）國(guó)際并行機(jī)器公司等。1.3PLC的產(chǎn)生有200多家企業(yè)生產(chǎn)PLC產(chǎn)品181.3PLC的產(chǎn)生歐洲PLC的廠家有60余家:西門子（Siemens）于1973年研制出第一臺(tái)PLC。金鐘默勒（KlocknerMoellerGmbh），AEG，法國(guó)的TE(Telemecanique）(施耐德）瑞士的Selectron公司等。1.3PLC的產(chǎn)生歐洲PLC的廠家有60余家:191.3PLC的產(chǎn)生1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLC技術(shù)，由日立公司研制成功日本第一臺(tái)PLC。日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家：三菱電機(jī)(MITSUBISHI),歐姆龍(OMRON),富士電機(jī)（FujiElectric）,東芝（TOSHIBA）,光洋（KOYO),松下電工（MEW）,和泉（IDEC）,夏普(SHARP）,安川等公司。1.3PLC的產(chǎn)生1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLC201.3PLC的產(chǎn)生我國(guó)在70年代末和80年代初開始引進(jìn)PLC：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，大連組合機(jī)床研究所，成都機(jī)床電器研究所，中科院北京計(jì)算機(jī)所及自動(dòng)化所，長(zhǎng)春一汽，上海起重電器廠，上海香島機(jī)電公司，上海自力電子設(shè)備廠等單位。以上諸單位都沒有形成規(guī)?；a(chǎn)。1.3PLC的產(chǎn)生我國(guó)在70年代末和80年代初開始引進(jìn)211.3PLC的產(chǎn)生遼寧無線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)PLC；無錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的PLC;中美合資的廈門A—B公司生產(chǎn)的PLC；上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的PLC;上海OMRON公司;西安Siemens公司等。1.3PLC的產(chǎn)生遼寧無線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)PL221.3PLC的產(chǎn)生1993年中國(guó)PLC市場(chǎng)排行榜上的世界十大廠家：美國(guó)A－B公司（Allen－Bradley）德國(guó)西門子公司（Siemens）美國(guó)GE－Fanuc公司美國(guó)的莫迪康（Modicon）和法國(guó)的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（MITSUBISHI）日本富士電機(jī)株式會(huì)社（FujiElectric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國(guó)的華光電子(CKE）日本松下電工株式會(huì)社（MEW）：MatsushitaElectricWorksLtd）1.3PLC的產(chǎn)生1993年中國(guó)PLC市場(chǎng)排行榜上的世界十231.3PLC的產(chǎn)生根據(jù)美國(guó)AutomationResearchCo.(ARC)的商情調(diào)查，在1994年P(guān)LC市場(chǎng)上，最大的5家PLC制造商是:SIEMENS，西門子Allen－Bradley（Rockwell),羅克維爾AEGSchneider，施耐德三菱電機(jī),OMRON(立石電機(jī)）（1996年中國(guó)PLC市場(chǎng)）1.3PLC的產(chǎn)生根據(jù)美國(guó)AutomationR241.3PLC的產(chǎn)生1.3.3PLC的定義IEC1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對(duì)PLC作了如下定義：

可編程序控制器是一種數(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、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?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.3PLC的定義251.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組成典型的PLC包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口（簡(jiǎn)稱I/O，輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口）、外部設(shè)備編程器和電源模塊等。另外，PLC內(nèi)部各組成部分通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，PLC外部按實(shí)際控制對(duì)象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置一起構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。1.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組261.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組成1.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組271.4.1PLC的基本組成一、中央處理器（CPU）組成：控制器、運(yùn)算器、寄存器組成。是完成信息操作的單元。操作：轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、計(jì)算、同步和譯碼；實(shí)現(xiàn)：邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)各部分工作核心：中央處理器和中央存儲(chǔ)器。中央處理器有指令計(jì)數(shù)器、指令存儲(chǔ)器、地址寄存器、變址和基址寄存器、累加器和通用寄存器。中央存儲(chǔ)器分為數(shù)據(jù)、程序和監(jiān)控三部分。1.4.1PLC的基本組成一、中央處理器（CPU）281.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。1.系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，內(nèi)容決定系統(tǒng)的功能。主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等。系統(tǒng)管理程序，控制PLC運(yùn)行；用戶指令解釋程序?qū)⒂脩舫绦蜣D(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能程序及其管理程序。存儲(chǔ)位置：寫入到ROM或EPROM中。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器291.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。2.用戶程序存儲(chǔ)器，內(nèi)容為用戶編寫的PLC應(yīng)用程序。初期用戶程序存入RAM，便于調(diào)試；后期用戶程序存入EPROM中，防止信息丟失。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器301.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，內(nèi)容為PLC執(zhí)行過程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)、組態(tài)數(shù)據(jù)。由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化，所以存儲(chǔ)在RAM中，并用后備鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器311.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件的接口。輸入接口：直流、交流、交直流輸入類型。輸出接口：晶體管、晶閘管、繼電器輸出輸入信號(hào)：限位、開關(guān)、按鈕等。輸出信號(hào)：驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口321.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1.輸入接口：接收開關(guān)量和模擬量輸入信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口331.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口341.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口351.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口361.4.1PLC的基本組成四、電源部分PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換，提供給CPU、存儲(chǔ)器。開關(guān)穩(wěn)壓電源，還可向外提供五、擴(kuò)展接口通過I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元連接。還可擴(kuò)展外圍設(shè)備。六、通信接口通過通信接口進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)，使得PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)及其他智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)1.4.1PLC的基本組成四、電源部分371.4.1PLC的基本組成七、編程器作用：將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視程序執(zhí)行過程，顯示PLC的狀態(tài)內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)。簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器。第三種變成方式，計(jì)算機(jī)輔助編程。PLC制造廠開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助編程支持軟件。裝入個(gè)人電腦后，可作為圖形編輯器，完成用戶程序的編輯、修改，下載、上傳，監(jiān)控。1.4.1PLC的基本組成七、編程器381.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)-硬件邏輯系統(tǒng)。CPU采用分時(shí)操作串行工作方式PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。對(duì)每一個(gè)程序，CPU從第一條指令開始，按序做周期性的循環(huán)掃描，直至最后結(jié)束符，再返回第一條指令，不斷循環(huán)。滿足條件的時(shí)間大于掃描周期，運(yùn)行結(jié)果被執(zhí)行。周期很短。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原391.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理一、PLC的工作方式兩種工作狀態(tài)：運(yùn)行和停止?fàn)顟B(tài)。運(yùn)行狀態(tài)，通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。反復(fù)不斷地執(zhí)行程序。直至停機(jī)或執(zhí)行STOP命令。一次循環(huán)分為五個(gè)階段：自診斷、與編程器通信、讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、執(zhí)行用戶程序、輸出結(jié)果。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原401.4PLC的組成和工作原理1.4PLC的組成和工作原理411.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理二、PLC的工作過程1.輸入采樣階段在這個(gè)階段中，可編程序控制器讀入輸入口的狀態(tài)，并將它們存放在輸入映像寄存器中。2.程序執(zhí)行階段在這個(gè)階段中，PLC根據(jù)本次讀入的輸入數(shù)據(jù)，依用戶程序的順序逐條執(zhí)行用戶程序。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原421.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理二、PLC的工作過程3.輸出刷新階段這是一個(gè)程序執(zhí)行周期的最后階段。PLC將本次用戶程序的執(zhí)行結(jié)果一次性地從輸出映像寄存器送出鎖存輸出口，對(duì)輸出狀態(tài)進(jìn)行刷新。PLC的掃描工作過程如圖。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原431.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原441.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言1）梯形圖（LAD）來源于繼電器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：直觀性和對(duì)應(yīng)性易于學(xué)習(xí)和掌握梯形圖中能流的概念與內(nèi)部繼電器概念與指令表有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)451.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言2）指令表（STL）用布爾助記符描述特點(diǎn)：容易記憶，容易掌握易于操作，可無計(jì)算機(jī)操作與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)461.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言3）順序功能圖（SFC）功能入手含義明確特點(diǎn)：以功能為主線，條理清楚，便于理解溝通大型程序分工設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)靈活，效率高用于規(guī)模較大場(chǎng)合只有活動(dòng)步的操作被執(zhí)行，只掃描活動(dòng)步后的轉(zhuǎn)換條件。1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)471.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言4）功能塊圖（FB）類似于數(shù)字邏輯電路特點(diǎn)：功能模塊為單位，便于理解分析圖形化描述，直觀，方便編程和操作用于規(guī)模較大、控制關(guān)系復(fù)雜場(chǎng)合占用內(nèi)存，在大中型PLC和集散控制系統(tǒng)中編程和組態(tài)1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)481.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言5）結(jié)構(gòu)文本（ST）類似于高級(jí)語(yǔ)言特點(diǎn)：能完成復(fù)雜的控制運(yùn)算需一定高級(jí)程序語(yǔ)言知識(shí)和技巧，要求高直觀性和易操作性差常用于其他語(yǔ)言難實(shí)現(xiàn)的控制功能1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)491.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)2.PLC的程序結(jié)構(gòu)用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)快1）用戶程序—組織塊，管理其他模塊一個(gè)主程序（OB1）可調(diào)用其他若干子程序（SBR）被調(diào)用若干中斷程序（INT）處理與用戶程序時(shí)序無關(guān)的動(dòng)作，或不可預(yù)測(cè)事件。系統(tǒng)調(diào)用1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)501.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)2）數(shù)據(jù)塊—存放控制程序運(yùn)行所需數(shù)據(jù)使用時(shí)，可完成一些有特定數(shù)據(jù)處理功能的程序設(shè)計(jì)，比如為變量存儲(chǔ)器V指定初值3）參數(shù)塊—存放CPU組態(tài)數(shù)據(jù)，或自動(dòng)配置有特殊需要時(shí)，用戶可對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)塊進(jìn)行設(shè)定，例如掉電保持設(shè)定1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)511.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)一、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)硬件措施：電磁屏蔽；濾波；電源調(diào)整；光電隔離；模塊結(jié)構(gòu)軟件措施：故障檢測(cè)；信息保護(hù)恢復(fù)；設(shè)置看門狗；程序檢查校驗(yàn)；程序及數(shù)據(jù)的電池后備。1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)521.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)二、通用性強(qiáng)，程序可變，使用方便硬件品種齊全；組成各種系統(tǒng)；編程改變工藝要求；自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。三、功能強(qiáng)，適應(yīng)性廣。邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)、順序控制數(shù)字模擬輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自我檢測(cè)、記錄顯示、過程控制1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)531.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)四、編程簡(jiǎn)單，容易掌握梯形圖編程；編程手冊(cè)；短期培訓(xùn)；功能圖編程；語(yǔ)句表編程。五、減少設(shè)計(jì)及施工工作量減少安裝接線工作量；減少實(shí)驗(yàn)室調(diào)試工作量；功能化、模塊化設(shè)計(jì)。六、體積小、重量輕、功耗低、維修方便1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)541.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍一、開關(guān)量邏輯控制PLC的最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，取代傳統(tǒng)繼電器控制二、運(yùn)動(dòng)控制具有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。機(jī)器人，裝配線。1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍551.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍三、過程控制具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，組成閉環(huán)控制，鍋爐，反應(yīng)堆，水處理四、數(shù)據(jù)處理具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序、查表，數(shù)據(jù)采集、分析、處理、通信1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍561.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍五、通信聯(lián)網(wǎng)PLC可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息交換，構(gòu)成集中管理，分散控制的系統(tǒng)。工廠自動(dòng)化。由上可見，PLC的應(yīng)用范圍十分廣泛，可以覆蓋各種控制領(lǐng)域。所以，自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生一定要學(xué)好PLC這門課程。1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.2PLC的適用范圍571.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類一、按結(jié)構(gòu)形式分整體式PLC：電源、CPU、I/O接口等部件集中在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，小型機(jī)一般采用此結(jié)構(gòu)。分基本單元和擴(kuò)展單元。模塊式PLC：PLC的各組成部分做成模塊根據(jù)需要，選擇模塊，在框架和底板上組成需要系統(tǒng)。大中型PLC采用此結(jié)構(gòu)。疊裝式PLC？1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類581.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類二、按功能分類低檔PLC：具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、自診斷和監(jiān)控、少量的模擬量、算術(shù)運(yùn)算、通信。單機(jī)控制系統(tǒng)中檔PLC：加上較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送比較、數(shù)值轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O，子程序、通信；中斷，PID。高檔PLC：帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算；矩陣運(yùn)算；1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類591.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類二、按功能分類接上頁(yè)位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算、其他特殊函數(shù)制表、傳送。較強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)能力。大規(guī)模的過程控制或分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類601.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類三、按I/O點(diǎn)數(shù)分類小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)S7-200；C20，C40。中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于2048點(diǎn)S7-300；C500.大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)大于2048點(diǎn)S7-400。1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.1PLC的分類61模塊式PowerinaSmallPackage!!電源模塊CPU模塊IO模塊底板模塊式PowerinaSmallPackage!!電621.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)一、產(chǎn)品向高性能、高容量、高速度發(fā)展大型，多CPU；PID指令和PID模塊；模糊控制；自適應(yīng)控制；參數(shù)自整定控制，精度高小型，PLC增加高速計(jì)數(shù)器，脈沖輸出，脈寬調(diào)制；中斷控制。1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨631.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)二、不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信功能向上，連成各種管理網(wǎng)絡(luò)；向下，連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；MODBUS協(xié)議；專有協(xié)議，自由口協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)接口模塊：自由串口；Profibus-DP；Ethernet；Evicenet；GPRS、GSM。1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨641.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)三、新器件和新模塊不斷高速CPU；帶處理器EPROM或RAM智能I/O模塊；高速計(jì)數(shù)器模塊，遠(yuǎn)程I/O模塊四、編程多樣，功能提高，語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，高檔五、更加專業(yè)化針對(duì)不同行業(yè)特點(diǎn)開發(fā)專業(yè)化PLC。1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨651.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨勢(shì)六、追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化自由組合模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化；靈活組合開放性平臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)化開放性接口；采用標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言；IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)1.6.2PLC的發(fā)展趨66本章小結(jié)了解PLC的產(chǎn)生、發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)理解PLC的定義、組成、工作原理、分類了解PLC的語(yǔ)言及程序結(jié)構(gòu)。了解PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍思考題1.PLC定義中包含哪些信息？2.PLC分類方法及分類？3.PLC為提高穩(wěn)定性在軟硬件上采取措施本章小結(jié)了解PLC的產(chǎn)生、發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)67可編程序控制器原理及應(yīng)用（48學(xué)時(shí)）主講：孫曉波電氣工程系2015年可編程序控制器原理及應(yīng)用（48學(xué)時(shí)）68

安排學(xué)時(shí)課程內(nèi)容講課36學(xué)時(shí)1~8章相關(guān)實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)

課程安排 安排學(xué)時(shí)69學(xué)習(xí)總要求了解PLC的工作原理，指令和控制系統(tǒng)組成；能應(yīng)用梯形圖或語(yǔ)句表編程；掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，步驟。學(xué)習(xí)總要求了解PLC的工作原理，指令和控制系統(tǒng)組成；70考核方法平時(shí)30%出勤10分（低于6分，失格）作業(yè)10分（低于6分，失格）實(shí)驗(yàn)10分（低于6分，失格）期末70%考核方法平時(shí)30%71第1章可編程序控制器概論1.3PLC的產(chǎn)生特點(diǎn)1.4PLC的組成和工作原理1.5PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用1.6PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì)

第1章可編程序控制器概論1.3PLC的產(chǎn)生特點(diǎn)721.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來誕生于20世紀(jì)末。產(chǎn)生背景：汽車生產(chǎn)流水線自動(dòng)控制系統(tǒng)-繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)激烈，型號(hào)翻新；產(chǎn)生問題？經(jīng)常更新設(shè)計(jì)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)料。要減少這個(gè)時(shí)間周期。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來731.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來問題提出：美國(guó)通用汽車，一種新型工業(yè)控制裝置要求：可隨著品種改變，靈活改變生產(chǎn)線1968年，提出十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)-“通用十條”。問題解決：1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司，推出這種裝置在美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)線使用，大獲成功簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，體積小，壽命長(zhǎng)，可邏輯編程。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來741.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述1971年，應(yīng)用到食品、飲料、冶金、造紙1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)，日立公司1973年，德國(guó)研制成功，西門子公司1974年，中國(guó)仿制成功，1977年，中國(guó)研制成功，實(shí)用化1982年，中國(guó)從美國(guó)，德國(guó)、日本引進(jìn)1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來751.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述1991年，中國(guó)可編程序控制器行業(yè)協(xié)會(huì)1993年，可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)；選出六個(gè)國(guó)產(chǎn)品牌：天津中環(huán)DJK-S-84；無錫電器KCK-1C；上海起重CF-40MR，北京椿樹BCM-PLC；杭州機(jī)床DKK02；上海自力KK1-1C。兼容國(guó)外產(chǎn)品。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來761.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述國(guó)內(nèi)PLC研制代表南京嘉華JH200系列杭州新箭D20P系列蘭州全志RD100、RD200系列上海船舶所ST12000系列北京和利時(shí)Hollis-PLC系列。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來771.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來簡(jiǎn)要發(fā)展綜述國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用典型案例寶山鋼鐵二、三期工程，30多機(jī)型600臺(tái)套廣西玉柴，近200臺(tái)羅克韋爾PLC青海湖氯化鉀，采用PLC，600面控制柜電力系統(tǒng)，絕大多數(shù)控制采用AB的PLC1.3PLC的產(chǎn)生1.3.1PLC的由來781.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第一階段，從產(chǎn)生到20世紀(jì)70年代中期，為PLC的初創(chuàng)階段。CPU-中小規(guī)模數(shù)字集成電路程序存儲(chǔ)EPROM邏輯運(yùn)算，計(jì)算機(jī)接口，模擬量控制，自診斷典型產(chǎn)品DEC公司的PDP-14MODICON公司的084AB公司的PDQ-2日立公司的SCY-0221.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段791.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第二階段，從20世紀(jì)70年代中期到末期，為PLC的擴(kuò)展階段。CPU-采用8位微處理器程序存儲(chǔ)-半導(dǎo)體存儲(chǔ)器邏輯運(yùn)算，計(jì)算機(jī)接口，模擬量控制，自診斷數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)比較，算術(shù)運(yùn)算，模擬量運(yùn)算遠(yuǎn)程I/O功能，通信功能典型產(chǎn)品：西門子S4，S3；M184-384系列；富士電機(jī)SC1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段801.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第三階段，從20世紀(jì)70年代末到80年代中期，為PLC的通信階段。CPU-微處理器；程序存儲(chǔ)EPROM邏輯運(yùn)算，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，算術(shù)運(yùn)算，增加數(shù)據(jù)處理、傳送、通信、自診斷模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊，特殊功能模塊速度更高，容量更大，功能更強(qiáng)，分布式通信典型產(chǎn)品西門子公司S6、S5；MODICON公司的*84系列富士電機(jī)的MISREX；AB公司的PLC-3.1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段811.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第四階段，從20世紀(jì)80年代中到90年代末期，為PLC的開放階段。通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，通信系統(tǒng)開放；采用16位、32位微處理器，專用芯片；梯形圖語(yǔ)言成熟，F(xiàn)SC問世。人工智能，CRT。產(chǎn)品擴(kuò)展更加靈活；典型產(chǎn)品西門子公司S7、S5；AB公司的PLC-5由PLC組成分布式網(wǎng)絡(luò)成為CIMS，三大支柱之一1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段821.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第五階段，從20世紀(jì)90年代末期至今，為PLC的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段。PLC的多處理器配置；智能模塊（PID、運(yùn)動(dòng)控制、高數(shù)計(jì)數(shù)器、通信模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線）；發(fā)展趨勢(shì)：向集邏輯控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化（EIC）、網(wǎng)絡(luò)化控制的集成化方向發(fā)展。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段831.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段第五階段，從20世紀(jì)90年代末期至今，為PLC的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段。具備的功能：邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、聯(lián)網(wǎng)通信—工業(yè)自動(dòng)化主控系統(tǒng)；算法：PID算法、模糊控制、多種PLC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.2PLC的發(fā)展歷程-五個(gè)階段841.3PLC的產(chǎn)生有200多家企業(yè)生產(chǎn)PLC產(chǎn)品美國(guó)PLC發(fā)展得最快：1984年有48家，生產(chǎn)150多種PLC；1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC；1996年有70余家，生產(chǎn)近300種PLC。著名廠家：A-B（Allen-Bradley）艾倫-布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GE-FSNUC公司，TI（TexasInstrument）德州儀器公司，WESTHOUSEElectric西屋電氣公司，IPM（InternationalParallelMachines）國(guó)際并行機(jī)器公司等。1.3PLC的產(chǎn)生有200多家企業(yè)生產(chǎn)PLC產(chǎn)品851.3PLC的產(chǎn)生歐洲PLC的廠家有60余家:西門子（Siemens）于1973年研制出第一臺(tái)PLC。金鐘默勒（KlocknerMoellerGmbh），AEG，法國(guó)的TE(Telemecanique）(施耐德）瑞士的Selectron公司等。1.3PLC的產(chǎn)生歐洲PLC的廠家有60余家:861.3PLC的產(chǎn)生1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLC技術(shù)，由日立公司研制成功日本第一臺(tái)PLC。日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家：三菱電機(jī)(MITSUBISHI),歐姆龍(OMRON),富士電機(jī)（FujiElectric）,東芝（TOSHIBA）,光洋（KOYO),松下電工（MEW）,和泉（IDEC）,夏普(SHARP）,安川等公司。1.3PLC的產(chǎn)生1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLC871.3PLC的產(chǎn)生我國(guó)在70年代末和80年代初開始引進(jìn)PLC：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，大連組合機(jī)床研究所，成都機(jī)床電器研究所，中科院北京計(jì)算機(jī)所及自動(dòng)化所，長(zhǎng)春一汽，上海起重電器廠，上海香島機(jī)電公司，上海自力電子設(shè)備廠等單位。以上諸單位都沒有形成規(guī)?；a(chǎn)。1.3PLC的產(chǎn)生我國(guó)在70年代末和80年代初開始引進(jìn)881.3PLC的產(chǎn)生遼寧無線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)PLC；無錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的PLC;中美合資的廈門A—B公司生產(chǎn)的PLC；上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的PLC;上海OMRON公司;西安Siemens公司等。1.3PLC的產(chǎn)生遼寧無線電二廠引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)PL891.3PLC的產(chǎn)生1993年中國(guó)PLC市場(chǎng)排行榜上的世界十大廠家：美國(guó)A－B公司（Allen－Bradley）德國(guó)西門子公司（Siemens）美國(guó)GE－Fanuc公司美國(guó)的莫迪康（Modicon）和法國(guó)的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機(jī)株式會(huì)社（MITSUBISHI）日本富士電機(jī)株式會(huì)社（FujiElectric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國(guó)的華光電子(CKE）日本松下電工株式會(huì)社（MEW）：MatsushitaElectricWorksLtd）1.3PLC的產(chǎn)生1993年中國(guó)PLC市場(chǎng)排行榜上的世界十901.3PLC的產(chǎn)生根據(jù)美國(guó)AutomationResearchCo.(ARC)的商情調(diào)查，在1994年P(guān)LC市場(chǎng)上，最大的5家PLC制造商是:SIEMENS，西門子Allen－Bradley（Rockwell),羅克維爾AEGSchneider，施耐德三菱電機(jī),OMRON(立石電機(jī)）（1996年中國(guó)PLC市場(chǎng)）1.3PLC的產(chǎn)生根據(jù)美國(guó)AutomationR911.3PLC的產(chǎn)生1.3.3PLC的定義IEC1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對(duì)PLC作了如下定義：

可編程序控制器是一種數(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、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。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.3PLC的產(chǎn)生1.3.3PLC的定義921.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組成典型的PLC包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口（簡(jiǎn)稱I/O，輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口）、外部設(shè)備編程器和電源模塊等。另外，PLC內(nèi)部各組成部分通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，PLC外部按實(shí)際控制對(duì)象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置一起構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。1.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組931.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組成1.4PLC的組成和工作原理1.4.1PLC的基本組941.4.1PLC的基本組成一、中央處理器（CPU）組成：控制器、運(yùn)算器、寄存器組成。是完成信息操作的單元。操作：轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、計(jì)算、同步和譯碼；實(shí)現(xiàn)：邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)各部分工作核心：中央處理器和中央存儲(chǔ)器。中央處理器有指令計(jì)數(shù)器、指令存儲(chǔ)器、地址寄存器、變址和基址寄存器、累加器和通用寄存器。中央存儲(chǔ)器分為數(shù)據(jù)、程序和監(jiān)控三部分。1.4.1PLC的基本組成一、中央處理器（CPU）951.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。1.系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，內(nèi)容決定系統(tǒng)的功能。主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等。系統(tǒng)管理程序，控制PLC運(yùn)行；用戶指令解釋程序?qū)⒂脩舫绦蜣D(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能程序及其管理程序。存儲(chǔ)位置：寫入到ROM或EPROM中。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器961.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。2.用戶程序存儲(chǔ)器，內(nèi)容為用戶編寫的PLC應(yīng)用程序。初期用戶程序存入RAM，便于調(diào)試；后期用戶程序存入EPROM中，防止信息丟失。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器971.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，內(nèi)容為PLC執(zhí)行過程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)、組態(tài)數(shù)據(jù)。由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化，所以存儲(chǔ)在RAM中，并用后備鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。1.4.1PLC的基本組成二、存儲(chǔ)器981.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件的接口。輸入接口：直流、交流、交直流輸入類型。輸出接口：晶體管、晶閘管、繼電器輸出輸入信號(hào)：限位、開關(guān)、按鈕等。輸出信號(hào)：驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口991.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1.輸入接口：接收開關(guān)量和模擬量輸入信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1001.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1011.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1021.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口2.輸出接口：向執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。1.4.1PLC的基本組成三、輸入/輸出接口1031.4.1PLC的基本組成四、電源部分PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換，提供給CPU、存儲(chǔ)器。開關(guān)穩(wěn)壓電源，還可向外提供五、擴(kuò)展接口通過I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元連接。還可擴(kuò)展外圍設(shè)備。六、通信接口通過通信接口進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)，使得PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)及其他智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)1.4.1PLC的基本組成四、電源部分1041.4.1PLC的基本組成七、編程器作用：將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視程序執(zhí)行過程，顯示PLC的狀態(tài)內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)。簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器。第三種變成方式，計(jì)算機(jī)輔助編程。PLC制造廠開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助編程支持軟件。裝入個(gè)人電腦后，可作為圖形編輯器，完成用戶程序的編輯、修改，下載、上傳，監(jiān)控。1.4.1PLC的基本組成七、編程器1051.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)-硬件邏輯系統(tǒng)。CPU采用分時(shí)操作串行工作方式PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。對(duì)每一個(gè)程序，CPU從第一條指令開始，按序做周期性的循環(huán)掃描，直至最后結(jié)束符，再返回第一條指令，不斷循環(huán)。滿足條件的時(shí)間大于掃描周期，運(yùn)行結(jié)果被執(zhí)行。周期很短。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原1061.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理一、PLC的工作方式兩種工作狀態(tài)：運(yùn)行和停止?fàn)顟B(tài)。運(yùn)行狀態(tài)，通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。反復(fù)不斷地執(zhí)行程序。直至停機(jī)或執(zhí)行STOP命令。一次循環(huán)分為五個(gè)階段：自診斷、與編程器通信、讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、執(zhí)行用戶程序、輸出結(jié)果。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原1071.4PLC的組成和工作原理1.4PLC的組成和工作原理1081.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理二、PLC的工作過程1.輸入采樣階段在這個(gè)階段中，可編程序控制器讀入輸入口的狀態(tài)，并將它們存放在輸入映像寄存器中。2.程序執(zhí)行階段在這個(gè)階段中，PLC根據(jù)本次讀入的輸入數(shù)據(jù)，依用戶程序的順序逐條執(zhí)行用戶程序。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原1091.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理二、PLC的工作過程3.輸出刷新階段這是一個(gè)程序執(zhí)行周期的最后階段。PLC將本次用戶程序的執(zhí)行結(jié)果一次性地從輸出映像寄存器送出鎖存輸出口，對(duì)輸出狀態(tài)進(jìn)行刷新。PLC的掃描工作過程如圖。1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原1101.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原理1.4PLC的組成和工作原理1.4.2PLC的工作原1111.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言1）梯形圖（LAD）來源于繼電器控制系統(tǒng)特點(diǎn)：直觀性和對(duì)應(yīng)性易于學(xué)習(xí)和掌握梯形圖中能流的概念與內(nèi)部繼電器概念與指令表有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1121.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言2）指令表（STL）用布爾助記符描述特點(diǎn)：容易記憶，容易掌握易于操作，可無計(jì)算機(jī)操作與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1131.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言3）順序功能圖（SFC）功能入手含義明確特點(diǎn)：以功能為主線，條理清楚，便于理解溝通大型程序分工設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)靈活，效率高用于規(guī)模較大場(chǎng)合只有活動(dòng)步的操作被執(zhí)行，只掃描活動(dòng)步后的轉(zhuǎn)換條件。1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1141.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言4）功能塊圖（FB）類似于數(shù)字邏輯電路特點(diǎn)：功能模塊為單位，便于理解分析圖形化描述，直觀，方便編程和操作用于規(guī)模較大、控制關(guān)系復(fù)雜場(chǎng)合占用內(nèi)存，在大中型PLC和集散控制系統(tǒng)中編程和組態(tài)1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1151.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)1.PLC的編程語(yǔ)言5）結(jié)構(gòu)文本（ST）類似于高級(jí)語(yǔ)言特點(diǎn)：能完成復(fù)雜的控制運(yùn)算需一定高級(jí)程序語(yǔ)言知識(shí)和技巧，要求高直觀性和易操作性差常用于其他語(yǔ)言難實(shí)現(xiàn)的控制功能1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1161.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)2.PLC的程序結(jié)構(gòu)用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)快1）用戶程序—組織塊，管理其他模塊一個(gè)主程序（OB1）可調(diào)用其他若干子程序（SBR）被調(diào)用若干中斷程序（INT）處理與用戶程序時(shí)序無關(guān)的動(dòng)作，或不可預(yù)測(cè)事件。系統(tǒng)調(diào)用1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1171.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)言和程序結(jié)構(gòu)2）數(shù)據(jù)塊—存放控制程序運(yùn)行所需數(shù)據(jù)使用時(shí)，可完成一些有特定數(shù)據(jù)處理功能的程序設(shè)計(jì)，比如為變量存儲(chǔ)器V指定初值3）參數(shù)塊—存放CPU組態(tài)數(shù)據(jù)，或自動(dòng)配置有特殊需要時(shí)，用戶可對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)塊進(jìn)行設(shè)定，例如掉電保持設(shè)定1.4PLC的組成和工作原理1.4.3PLC的編程語(yǔ)1181.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)一、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)硬件措施：電磁屏蔽；濾波；電源調(diào)整；光電隔離；模塊結(jié)構(gòu)軟件措施：故障檢測(cè)；信息保護(hù)恢復(fù)；設(shè)置看門狗；程序檢查校驗(yàn)；程序及數(shù)據(jù)的電池后備。1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)1191.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)二、通用性強(qiáng)，程序可變，使用方便硬件品種齊全；組成各種系統(tǒng)；編程改變工藝要求；自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。三、功能強(qiáng)，適應(yīng)性廣。邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)、順序控制數(shù)字模擬輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自我檢測(cè)、記錄顯示、過程控制1.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)1201.5PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.5.1PLC的主要特點(diǎn)四、編程簡(jiǎn)單，容易掌握梯形圖編程；編程手冊(cè)