3第三章可编程控制器概述.ppt

第三章PLC的构成及工作原理,3.1PLC概述3.2PLC的基本构成及工作原理3.3PLC的技术规格与分类,3.1PLC概述,一、PLC的发展简史1968年，美国通用汽车公司根据生产发展的需要，提出了新型电气控制装置的十点招标要求。1969年，美国数字设备公司（DEC）结合计算机和继电器控制两者的优点，按招标要求完成了研制工作，并在通用汽车公司的自动生产线上试用成功。从20世纪70年代初开始的三十余年里，PLC已发展成一个巨大的产业。据不完全统计，现在世界上有PLC及其网络的生产厂商200余家，所生产的PLC产品的品种达400多种。PLC产品的产量和销量在工业控制装置中都居于首位；而从第三台PLC诞生至今，已大致经历了四次更新换代,二、PLC的定义,“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，他采用可编程序的存储器，存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各类机械或生产过程。可编程控制器和他的有关设备，应按易于和工业控制系统联成一个整体，并易于扩充功能的原则设计。”（1982年11月和1985年1月国际电工委员会（IEC）可编程控制器标准草案第三、二稿）,三、PLC的几种流派,按地域分为三种流派1）美国的PLC，如美国A-B公司的PLC-5系列。2）欧洲的PLC，如德国Siemens公司的S7系列。3）日本的PLC，如OMRON公司的C系列和三菱公司F系列。,*我国市场上流行的PLC产品,QuantumPremiumMomentumSLCMicroLogixControlLogixSIMATICS7-400/300/200系列产品C、CP、CJ、CV、CS等系列产品F、FX等系列产品GEFanuc系列,施耐德（Schneider）公司罗克韦尔（Rockwell）公司（AB公司）西门子（Siemens）公司欧姆龙（Omron）公司三菱（Mitsubishi）公司通用电气（GE）公司,,,四、PLC的发展趋势,向着网络化、高可靠性、多功能方向发展向着小型化、低成本、简单易用方向发展共同开发与遵守PLC的标准语言，把程序编制规范到标准语言的形式上来,五、PLC的主要优点,编程简单可靠性高通用性好功能强体积小、重量轻设计、施工和调试周期短,六、继电器控制电路和PLC梯形图的比较,3.图形符号,2.相同点图形符号基本类似结构形式基本相同输入\输出逻辑关系基本一致,继电控制电路PLC梯形图,六、继电器控制电路和PLC梯形图的比较,3.不同点,组成器件不同触点情况不同工作电流不同接线方式不同工作方式不同,,,,,,,七、PLC的应用,最基本应用，取代传统的继电控制。PLC将描述目标位置和运动参数的数据传送给位置控制模块，由位置控制模块以适当的速度和加速度，确保单轴或数轴的平滑运行，移动到目标位置。具有多路模拟量输入、输出模块、PID模块，可实现闭环的过程控制。可进行数据采集和处理，监控生产过程。PLC和PLC及和上位计算机之间联网，构成多级分布式控制系统，实现集散控制。,逻辑控制位置控制过程控制监控系统集散控制,,,,,3.2PLC的基本构成及工作原理,一、PLC的基本构成,,硬件系统软件系统,CPU存储器总线I/O口通信接口编程器电源扩展设备系统软件用户软件,,,二、PLC控制的等效电路,,,,20000,20000,00001,00002,,,,,,,,,00002,,,,,,三、PLC的工作原理,（一）PLC的工作方式PLC一次扫描的过程，包括公共处理、执行程序、扫描周期计算处理、I/O刷新、外设端口服务共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。,,,,,,,,,,初始化,（1）公共处理,（2）执行程序,（3）扫描周期计算处理,（4）I/O刷新,（5）外设端口服务,（二）I/O信号传递的滞后现象,3.I/O信号的传递过程,20000,01000,,*PLC输入／输出响应的滞后现象从PLC的输入端有一个输入信号发生变化，到PLC输出端对该变化做出响应，需要一段响应时间,最小I/O响应时间输入ON延时扫描时间输出ON延时,响应现象一,最大I/O响应时间输入ON延时扫描时间2输出ON延时,I/O刷新,,,,,I/O刷新,执行指令/其他处理,扫描时间,PLC,输入触点,输入滤波,输出锁存器,输出触点,,,执行指令/其他处理,,,,,,,扫描时间,,,,,,I/O刷新,,执行指令/其他处理,,扫描时间,响应现象二,2．I/O信号传递滞后的原因,输入滤波器有时间常数。输出继电器存在机械滞后循环扫描工作方式,3.3PLC的技术规格与分类,一、PLC的一般技术规格,电源电压允许电压范围消耗功率冲击电流绝缘电阻耐压抗干扰性,抗振动耐冲击环境温度环境湿度环境气体状况保存温度电源保持时间,二、PLC的基本技术性能,输入/输出控制方式编程语言指令长度指令种类扫描速度程序容量最大I/O点数内部继电器种类及数量特殊功能模块模拟量中断处理,三、PLC的分类,3.按I/O总点数分类小型PLCI/O点数≤256点中型PLC256点I/O总点数2048点大型PLCI/O总点数≤2048点2．按组成结构分类整体式PLC将CPU、存储器、I/O点、电源等硬件装在一个机壳内。模块式PLC将PLC的各部分分成若干个单独的模块。3．按功能分类大致可分为低档、中档、高档机三种。,