文档介绍：第一章可编程控制器(PLC)简介
可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置,近几年来,在国内已得到迅
速推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌,对传统的技术改造、发展新型工业具有重
大的实际意义。
可编程控制器是 60 年代末在美国首先出现的,当时叫可编程逻辑控制器,目的是
用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。其基本设计思想是把
计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便
宜等优点结合起来,控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象,将控制内容
写入控制器的用户程序内,控制器和被控对象连接也很方便。
随着半导体技术,尤其是微处理器和微型计算机技术的发展,到 70 年代中期以后,
已广泛地使用微处理器作为中央处理器,输入输出模块和外围电路都采用了中、大规模
甚至超大规模的集成电路,这时的已不再是仅有逻辑判断功能,还同时具有数据处理、
调节和数据通信功能。
可编程控制器对用户来说,是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺,因此
可在初步设计阶段选用可编程控制器,在实施阶段再确定工艺过程。另一方面,从制造
生产可编程控制器的厂商角度看,在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制
器,适合批量生产。由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎,
并得到迅速的发展。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具,得到了广泛
的普及推广应用。
可编程序控制器,英文称 Programmable Controller,简称 PC。但由于 PC 容易和
个人计算机(puter)混淆,故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程序控制器
的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场
应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、
定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各
种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,
它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵
活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与
习惯,特别是 PLC 的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以
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继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与
查错也都很方便。用户在购到所需的 PLC 后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简
易的用户程序的编制工作,就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。
一、PLC 的结构及各部分的作用
PLC 的类型繁多,功能和指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,通
常由主机、输入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分
组成。
1、主机
主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU
是 PLC 的核心,它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行
数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作,将结果送到输出端,并响
应外部设备(如编程器、电脑、打印机等)的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内
部存储器有两类,一类是系统程序存储器,主要存放系统管理和监控程序及对用户程序
作编译处理的程序,系统程序已由厂家固定,用户不能更改;另一类是用户程序及数据
存储器,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
2、输入/输出(I/O)接口
I/O 接口是 PLC 与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传
感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电
路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。I/O 接口一般采用光电耦合电路,
以减少电磁干扰,从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是 PLC 的一项主要技
术指标,通常小型机有几十个点,中型机有几百个点,大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为 CPU、存储器、I/O 接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳
压电源,通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程器
编程器是 PLC 的一种主要的外部设备,用于手持编程,用户可用以输入、检查、修
改、调试程序或监示 PLC 的工作情况。除手持编程器外,还可通过适配器和专用电缆线
将 PLC 与电脑联接,并利用专用的工具软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元
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I/O 扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基