文档介绍：第四章可编程控制器及其应用
4-1 可编程控制器概述
一. 可编程序控制器的产生及发展
1969年美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程序控制器。它主要用来替代继电器实现逻辑控制。简称为PLC (Programmable Logical Controller)。
20世纪70年代未至80年代初,可编程序控制器的处理速度大大提高,不仅可以进行逻辑控制,而且可以对模拟量进行控制。美国电器制造协会(NEMA)将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)。
20世纪80年代以来,以16位和32位微处理器为核心的可编程序控制器得到迅速发展。这时的PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。
二. 可编程序控制器的定义
是一种数字运算操作的电子装置,可直接用于工业环境。
采用了可编程序的存储器,用来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的指令,并通过数字
式和模拟式的输入和输出,控制各种类型机械的生产过程。
可编程序控制器及其有关外围设备,都按易于与工业系统连
成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
三. 可编程序控制器的特点
可靠性高,抗干扰能力强
采用模块化结构,使系统组合灵活方便,使用方便
编程语言简单、易学,便于掌握
对生产工艺改变适应性强
系统设计安装简单、调试方便、维护工作量小
四. PLC的应用形式
开关量逻辑控制
模拟量控制
过程控制
定时和计数控制
顺序控制
数据处理通信和联网
单元式(整体式):
把PLC的各组成部分安装在一块或少数几块印刷电路板上,并连同电源一起装在机壳内形成一个单一的整体,称之为主机或基本单元。基本单元由中央处理单元、存储器、输入输出单元、电源等组成,因此是一个独立的完整的PLC,也可根据控制系统要求与扩展单元、扩展模块以及特殊功能模块配合构成一个PLC系统。小型机或超小型机采用此结构。
模块式:
把CPU(含存储器)、输入模块、输出模块、电源模块等
组装在一个具有标准尺寸并带有若干插槽的机架内。大、中
型机采用此结构。
4-2 可编程控制器的基本组成
一. 可编程控制器的硬件及分类
放
大
1
1
放
大
1
0
放
大
9
放
大
5
1
8
P
O
W
E
R
R
U
N
C
P
U
.
E
P
R
O
G
.
E
B
A
T
T
.
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1
8
5
1
1
2
4
3
9
1
1
0
8
6
7
1
2
1
5
1
3
1
4
1
7
1
6
扩
展
单
元
、
特
殊
单
元
扩
展
模
块
、
特
殊
模
块
基
本
单
元
M
T
S
U
B
I
S
H
-
PLC的硬件结构主要由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)接口、电源及外围编程设备等几大部分构成。
(一)可编程控制器的硬件
CPU在地址总线、控制总线、数据总线的配合下从程序存贮器中逐一读取指令,并进行逻辑运算、算术运算、数据传送、数据转换等指令所规定的操作。
2. 存储器
系统存储器(只读ROM)存放系统程序。系统程序主要包括自诊断程序和监控程序,它是由PLC制造厂提供给用户并固化在只读存储器ROM中的系统管理程序。
用户存储器( 随机读写RAM)存放用户程序,用户程序是使用者根据PLC应用系统的控制要求编写的符合该PLC语法规则的一组控制程序。
(输入输出单元)
两个主要的要求:
有良好的抗干扰能力。
能满足工业现场各类信号的匹配要求。
(1) 开关量输入接口:
作用:是把现场的开关量信号变成PLC内部处理的标准信号。
接受的外信号电源有直流输入、交流输入和交流/直流
输入。
输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路,滤波有抗干扰的作用,耦合有抗干扰及产生标准信号的作用。
(2)开关量输出接口:
作用:是把PLC内部的标淮信号转换成现场执行机构所需
的开关量信号。分:继电器型,晶体管型,晶闸管型
①各类输出接口中也都具有隔离耦合电路。
②输出接口本身都不带电源,而且在考虑外驱动电源时,还需考虑输出器件的类型。
③继电器型的输出接口可用于交流及直流两种电源,但接通断开的频率低。
④晶体管型的输出接口有较高的接通断开频率,但只适用于直流驱动的场合。
⑤晶闸管型的输出接口仅适用于交流驱动场合。
注意:
(3)模拟量输入接口
作用:把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部