工業(yè)自動(dòng)化技術(shù) 課件 第2章 可編程序控制器基礎(chǔ)

可編程序控制器的產(chǎn)生

20世紀(jì)60年代，生產(chǎn)過程及各種設(shè)備的控制主要是繼電器控制系統(tǒng)。繼電器控制簡單、實(shí)用，但存在著明顯的缺點(diǎn)：控制設(shè)備體積大，動(dòng)作速度慢，可靠性低，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，一旦動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、布線、裝配和調(diào)試，所以通用性和靈活性都較差。生產(chǎn)企業(yè)迫切需要一種使用方便靈活、性能完善、工作可靠的新一代生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需要，想尋找一種方法，盡可能減少重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)和接線的工作量，降低成本。為此，美國通用汽車公司公開招標(biāo)，提出需要一種新型的工業(yè)控制裝置，即保留繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，又具有較強(qiáng)的控制功能性、靈活性和通用性。7/23/20241第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的產(chǎn)生

1969年美國數(shù)字公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求研制出了世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，簡稱PLC），并在通用公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。初期的PLC僅具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，只是用它來取代繼電器控制。

20世紀(jì)70年代中期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC采用通用微處理器為核心，不再局限于邏輯控制，具有了函數(shù)運(yùn)算、高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)和PID控制等功能，并可與上位機(jī)通訊、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，故改稱為可編程控制器（ProgrammableController，簡稱PC）。但由于PC已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的代名詞，為了不與之混淆，人們習(xí)慣上仍將可編程控制器簡稱為PLC。經(jīng)過短短的幾十年發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD／CAM）之一。7/23/20242第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的定義“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)算等操作命令，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)的設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)?！?/23/20243第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用靈活編程方便，易于使用功能完善，適用性強(qiáng)應(yīng)用領(lǐng)域：邏輯控制運(yùn)動(dòng)控制閉環(huán)過程控制工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信7/23/20244第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的分類整體式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)通用型專用型按照I/O點(diǎn)數(shù)容量分類按照結(jié)構(gòu)形式分類按照使用情況分類小型機(jī)中型機(jī)大型機(jī)

7/23/20245第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的硬件組成整體式PLC的結(jié)構(gòu)組成7/23/20246第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的硬件組成模塊式PLC的結(jié)構(gòu)組成7/23/20247第2章可編程控制器基礎(chǔ)可編程序控制器的工作特點(diǎn)CPU自檢通信處理讀取輸入執(zhí)行程序刷新輸出PLC的掃描周期7/23/20248第2章可編程控制器基礎(chǔ)PLC采用輸入/輸出映象寄存器的優(yōu)點(diǎn)在CPU一個(gè)掃描周期中，輸入映象寄存器向用戶程序提供一個(gè)始終一致的過程信號(hào)映象，這樣保證CPU在執(zhí)行用戶程序過程中數(shù)據(jù)的一致性。在CPU掃描周期結(jié)束時(shí)，將輸出映象寄存器的最終結(jié)果送給外設(shè)，避免了輸出信號(hào)的抖動(dòng)。由于輸入/輸出映象寄存器區(qū)位于CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)器區(qū)，訪問速度比直接訪問信號(hào)模塊要快，縮短了程序執(zhí)行時(shí)間。抗干擾能力強(qiáng)。在CPU掃描周期中，僅在開始的很短時(shí)間內(nèi)讀取輸入模塊的狀態(tài)值，存入輸入映象寄存器，以后輸入模塊的干擾信號(hào)不會(huì)影響CPU程序的執(zhí)行。即使在某個(gè)掃描周期干擾侵入，并造成輸出值錯(cuò)誤，由于掃描周期時(shí)間遠(yuǎn)