文档介绍：第一节可编程序控制器的产生及定义
一、可编程控制器的产生
1968年美国通用汽车公司(GM),为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。
1969年,美国数字设备公司研制第一台可编程控制器,并应用于工业现场。
早期的可编程序控制器只能实现逻辑控制、定时、计数等功能,故称为可编程序控制器(Programmable Logical Controller),简称为PLC 。
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)命名为可编程序控制器(Programmable Controller)简称PC。
二、可编程控制器的定义
1987年,国际电工委员会(IEC)定义:
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,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,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计”。
第二节可编程序控制器的特点及应用
一、可编程序控制器的特点
可靠性高,抗干扰能力强
控制程序可变,具有很好的柔性
编程简单,容易掌握
功能强,性价比高
体积小,重量轻,能耗低
二、可编程序控制器的应用
开关量控制
运动控制
过程控制
数据处理
通信联网
第三节可编程序控制器的分类及发展
一、可编程序控制器的分类
按I/O点数分
小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC(其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC)
中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC
大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC(其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC)
按结构形式分
整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内,具有结构紧凑、体积小、价格低等特点
模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块,如CPU模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。
叠装式PLC 还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。
按功能分
低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。
中档PLC 具有低档PLC功能外,增加模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。
高档PLC 具有中档机功能外,增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。
二、可编程序控制器的发展
规模上向小型化和大型化两个方向发展
编程语言向标准化靠拢
输入输出模块智能化和专业化
网络通信功能标准化
第四节可编程序控制器的基本组成和工作原理
一、PLC的硬件组成
外部设备
现场用户输出设备
微处理器(CPU)
运算器
控制器
输
出
部
件
输
入
部
件
系
统
存
储
器
用
户
存
储
器
I/O
扩
展
接
口
通
讯
及
编
程
接
口
编程设备
计算机
打印机等
传感器
按钮、开关
现场信号
电磁阀
中间继电器
执行器
现场用户输入设备
扩展设备
扩展单元
通讯模块
功能模块
电源变换器
~110V/220V市电
PLC基本单元
PLC硬件结构示意图
(CPU)
CPU是可编程序控制器的核心部件。
PLC采用的CPU一般有三大类
通用微处理器,如80286、80386等。
单片机芯片,如8031、8096等。
位处理器,如AMD2900、AMD2903等。
CPU完成的任务:
接收并存储用户程序和数据;
诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误;
接收输入信号,送入数据寄存器并保存;
运行时顺序读取、解释、执行用户程序,完成用户
程序的各种操作;
将用户程序的执行结果送至输出端。
系统程序存储器固化系统各种工作程序。
用户存储器
用户程序存储器存放用户工作程序;
用户数据存储器存放工作数据。
输入接口电路
直流输入
交流输入
交流/直流输入
输出接口电路
输出接口电路
晶体管
晶闸管
继电器