文档介绍：1
第12章可编程控制器(PLC)与电动机控制
第一节 PLC的发展概况和主要特点
概述
可编程序控制器(Programmable Controller),简称PC,为了与个人计算机(puter)的PC相区别,又称可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) ,简称PLC。
在国内市场上,欧洲的代表是西门子公司,日本的代表是三菱和欧姆龙公司,美国的代表是AB与GE公司。
主要介绍三菱公司生产的F1型PLC的基本组成,原理与应用。在了解PLC工作原理与特点的基础上,重点介绍小型PLC的应用技术。包括小型PLC的硬件与系统构成、基本性能、指令与编程方法、控制系统的硬件与软件的设计方法。
PLC实质上是一种工业控制计算机。可以把它当作一个由各种控制功能的继电器、开关等控制元件组成的控制装置来看待。
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与继电器系统相比,PLC的特点表现为:
程序存储式控制。
内部处理无触点方式。
有自诊断功能。
采用微电子高集成。
采用了专门的抗干扰措施。
采用模块积木式结构,扩展灵活方便。
与通用微行机相比,PLC的特点表现为:
采用与继电器电路相似的梯形图语言编程,编程方便。
I/O可与设备和现场信号直连,扩充容易。
现场环境适应能力高,可靠性高,平均无故障工作时间>30万小时。
控制功能强,可实现逻辑、顺序、位置、过程等控制。但运算速度、数据处理和科学计算能力不如普通微型机。
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应用领域:
数字量逻辑控制:代替继电器作组合逻辑、定时、计数、顺序控制
运动控制:以专用模块作直线、圆弧的位置、速度、加速度控制。
应用:金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等。
闭环过程控制:专用模块对温度、压力、流量等模拟量作闭环PID控制。应用:塑料挤压成形机、加热炉、锅炉、化工过程等。
数据处理:通过各种运算完成对数据的采集、分析和处理。
应用:造纸、冶金、食品、轻纺工业中的大型控制系统。
通信联网:主机与远程I/O,PLC间,PLC与其它智能设备间(C、变频器)
民用:楼宇自动化:照明、自动门、空调、窗帘、保安
家庭自动化:智能家电
商业:停车场、仓库、加油站、酒店
公共场合:机场、火车站、医院、道路交通灯
农业:暖房、动物饲养温度控制、定时浇水
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初步认识可编程控制器(PLC)
输入端子
输入信号灯
输出端子
输出信号灯
编程电缆
运行开关
电源指示灯
运行指示灯
电池指示灯
出错指示灯
扩展端口
锂电池
FX型PLC外观
F1型PLC的外形
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各种类型的PLC
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中、大型PLC的结构外型
中、大型PLC的结构外型,它通常采用积木式结构,可以根据需要将各种标准模块进行搭接,常用的模块有电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块以及各种特殊模块。
中、大型PLC的结构外型
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第二节 PLC的硬件结构配置与工作原理
在PLC中有大量的、各种各样的继电器,如输入继电器(X)、输出继电器(Y)、辅助继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)等。不过这些继电器不是真正的继电器,而是用计算机中的存储器来模拟的,我们把它叫作软继电器。
存储器中的某一位就可以表示一个继电器,这种继电器也叫位继电器。
存储器中的一位有两种状态:“0”和“1”。我们用0表示继电器失电,用1表示继电器得电。把“0”或“1”写入存储器中的某一位就表示对应的继电器线圈失电或得电。
读出该存储器某位的值为0时,表示对应继电器的常开接点断开;为1时,表示对应继电器的常开接点闭合。而常闭接点的值是对存储器位的取反。
读存储器的次数是不受限制的,所以一个位继电器的接点从理论上讲是无穷多的。
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一、基本结构
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各组成部分的作用
1. CPU
(1) 将各种输入信号取入存储器。
(2) 编译、执行指令。
(3) 把结果送到输出端。
(4) 响应各种外部设备的请求。
2. 存储器
RAM:存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。
ROM:存放监控程序和用户已调试好的程序。
3. 输入、输出接口:采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。