可编程序控制器概述.ppt

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1、可编程序控制器概述可编程序控制器概述1.1 PLC的产生与发展的产生与发展什么是可编程序控制器？什么是可编程序控制器？可编程序控制器是以自动控制技术、微型计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代通用工业控制装置。PLC的产生与发展的产生与发展1.2 PLC的特点的特点1灵活性和通用性强灵活性和通用性强 2抗干扰能力强、可靠性高抗干扰能力强、可靠性高 3编程语言简单易学编程语言简单易学 4PLC与外部设备的连接简单、使用方便与外部设备的连接简单、使用方便 5PLC的功能强、功能的扩展能力强的功能强、功能的扩展能力强 6PLC控制系统的设计、调试周期短控制系统的设计、调试周期短 7PLC体积小、

2、重量轻、易于实现机电一体体积小、重量轻、易于实现机电一体 化化 1.3 PLC的基本组成的基本组成根据结构形式的不同，PLC可分为整体式（也称箱体式）和组合式（也称模块式）两类。存储器存储器整体式整体式PLCPLC组成示意图：组成示意图：电电 源源中央处理单元中央处理单元(CPU)输输 入入 单单 元元输输 出出 单单 元元外外设设接接口口I/O 扩扩展展口口用户输入设备用户输出设备I/O扩展单元特殊功能单元编程器打印机上位计算机PLCPT输输 入入 单单 元元中央处理单元中央处理单元(CPU)系统程序存储器用户程序存储器输输 出出 单单 元元外外设设接接口口I/O 扩扩展展口口组合式组合式P

3、LCPLC的组成示意图：的组成示意图：系系 统统 总总 线线通信单元智能I/O单元输出单元输入单元CPU单元编程器PLC或上位计算机控 制 系 统 现 场 过 程PLC的各组成单元的各组成单元编程器智能I/O单元输出单元输入单元通信单元PLCPLC控制的基本概念控制的基本概念一个简单的继电器控制一个简单的继电器控制电路的例子电路的例子由由PLCPLC来实现控制功能来实现控制功能3380V109 8 7 6 5 4 3 2 1 0提供启动 命令信号提供停止 命令信号PLC000010输入端输出端SB1SB2KM1KM200010001DC24VCOMCOM驱动对象驱动对象 由由PLC内部程序来实

4、现对内部程序来实现对KM1的驱的驱动、定时及动、定时及SB1的自保持。的自保持。PC是如何进行控制的呢？PCPC控制的等效电路控制的等效电路输入端子输入端子输出端子输出端子00000000010000200003COM输入继电器线圈输出继电器触点KM1KM2COM01000010010100201003DC24VAC220VSB1SB2内部继电器触点内部继电器线圈00000000010100001000TIM000TIM000输入部分输出部分控制部分控制程序（梯形图）PLC01001假设PLC内部有许多各种类型的继电器从而，从而，PLC的程序可用类似于继电器控制系统的程序可用类似于继电器控制系

5、统 接收指令或信息驱动执行元件 梯形图梯形图的形式来表示。的形式来表示。PC控制等效电路三个组成部分的作用：输入部分：输入部分：输入部分：输入部分：接收操作指令（由启动按钮、停止按钮接收操作指令（由启动按钮、停止按钮等提供），或接收被控对象的各种状态信息（由行等提供），或接收被控对象的各种状态信息（由行程开关、接近开关等提供）。程开关、接近开关等提供）。控制部分：控制部分：控制部分：控制部分：用户根据控制要求编制的控制程序，通用户根据控制要求编制的控制程序，通常以梯形图的形式表示。控制程序存放于常以梯形图的形式表示。控制程序存放于PCPC的用户的用户程序存储器中。系统运行时，程序存储器中。系统

6、运行时，PCPC依次读取用户程序依次读取用户程序存储器中的程序语句，进行解释、执行，并将结果存储器中的程序语句，进行解释、执行，并将结果送送PCPC输出端输出，以控制、驱动外部负载的工作。输出端输出，以控制、驱动外部负载的工作。输出部分：输出部分：输出部分：输出部分：根据程序执行的结果直接驱动负载。根据程序执行的结果直接驱动负载。PLC的编程语言梯形图编程语言梯形图编程语言梯形图编程语言梯形图编程语言梯形图编程语言是一种梯形图编程语言是一种图形编程语言，是若干图形编程语言，是若干图形符号的组合。具有图形符号的组合。具有继电器控制电路形象、继电器控制电路形象、直观的优点。直观的优点。两种梯形图形

7、式很相似。但是，它们只是形式上的相似，实质上却存在着本质的差别 继电器控制梯形图与PLC控制梯形图程序的区别：两种继电器的区别两种继电器的区别1 1、继电器控制电路中使用的继电器都是物理的电器，继电器与其他控制、继电器控制电路中使用的继电器都是物理的电器，继电器与其他控制电器间的连接必须通过硬接线来完成；电器间的连接必须通过硬接线来完成；PLCPLC的继电器不是物理的电器，的继电器不是物理的电器，它是它是PLCPLC内部的寄存器位内部的寄存器位(映象寄存位映象寄存位)，常称之为，常称之为“软继电器软继电器”。PLCPLC梯形图中的接线称为梯形图中的接线称为“软接线软接线”，这种，这种“软接线软

8、接线”是通过编程序是通过编程序来实现的。（它反映了来实现的。（它反映了“与与”、“或或”、“非非”三种基本逻辑运算）三种基本逻辑运算）映象寄存位与继电器线圈、触点状态的对应关系：映象寄存位与继电器线圈、触点状态的对应关系：2 2、PLCPLC的每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，由于可以无限次的每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，由于可以无限次地读取某位寄存器的内容，所以，可以认为地读取某位寄存器的内容，所以，可以认为PLCPLC的继电器有无数个常的继电器有无数个常开、常闭触点开、常闭触点可供用户使用。而物理继电器的触点个数是有限的。可供用户使用。而物理继电器的触点个数是有限的。3 3

9、、PLC PLC的输入继电器是由外部信号驱动的，的输入继电器是由外部信号驱动的，在梯形图中只能使用输入继在梯形图中只能使用输入继电器的触点，而不出现它的线圈电器的触点，而不出现它的线圈。而物理继电器触点的状态取决于其。而物理继电器触点的状态取决于其线圈中有无电流通过，在继电器控制电路中，若不接继电器线圈，只线圈中有无电流通过，在继电器控制电路中，若不接继电器线圈，只接其触点，则触点永远不会动作。接其触点，则触点永远不会动作。映象寄存位线圈常开触点常闭触点0(OFF)(OFF)(ON)1(ON)(ON)(OFF)即：映象寄存位的状态=线圈的状态=常开触点的状态=常闭触点状态取反两种梯形图的区别两

10、种梯形图的区别 PLC PLC梯形图左右的两根线也叫母线，但与继电器控制电路的两根母线不梯形图左右的两根线也叫母线，但与继电器控制电路的两根母线不同。继电器控制电路的母线与电源连接，其每一行（也称梯级）在满足同。继电器控制电路的母线与电源连接，其每一行（也称梯级）在满足一定条件时将通过两条母线形成电流通路，从而使电器动作；而一定条件时将通过两条母线形成电流通路，从而使电器动作；而PLCPLC梯梯形图的母线并不接电源，它只表示每一个梯级的起始和终了，形图的母线并不接电源，它只表示每一个梯级的起始和终了，PLCPLC的每的每一个梯级中并没有实际的电流通过。通常说一个梯级中并没有实际的电流通过。通常

11、说PLCPLC的线圈接通了，这只不的线圈接通了，这只不过是为了分析问题方便而假设的概念电流通路，而且过是为了分析问题方便而假设的概念电流通路，而且概念电流只能从左概念电流只能从左向右流向右流，这是，这是PLCPLC梯形图与继电器控制电路本质的区别。梯形图与继电器控制电路本质的区别。实现控制功能的手段不同实现控制功能的手段不同 继电器控制是靠改变电器间的硬接线来实现各种控制功能的，而继电器控制是靠改变电器间的硬接线来实现各种控制功能的，而PLCPLC是是通过编程序来实现控制的。通过编程序来实现控制的。语句表编程语言这种编程语言类似计算机的汇编语言，用助记符来表示各种指令的这种编程语言类似计算机的

12、汇编语言，用助记符来表示各种指令的功能。对同样功能的指令，不同厂家的功能。对同样功能的指令，不同厂家的PLCPLC使用的助记符一般不同。使用的助记符一般不同。对上述启停保控制的梯形图，其语句表为：对上述启停保控制的梯形图，其语句表为：LD LD 0000000000（常开触点（常开触点0000000000与左母线连接）与左母线连接）OROR0100001000（常开触点（常开触点0100001000与常开触点与常开触点0000000000相井联）相井联）ANDNOT ANDNOT 0000100001（串联一个常闭触点（串联一个常闭触点00010001）OUT OUT 0100001000（输

13、出到继电器（输出到继电器0100001000）指令语句是指令语句是PLCPLC用户程序的基础元素，多条语句的组合构成了语句用户程序的基础元素，多条语句的组合构成了语句表。一个复杂的控制功能是用较长的语句表来描述的。表。一个复杂的控制功能是用较长的语句表来描述的。语句表编程语言不如梯形图形象、直观，但是在使用简易编程器输语句表编程语言不如梯形图形象、直观，但是在使用简易编程器输人用户程序时，必须把梯形图程序转换成语句表才能输入。人用户程序时，必须把梯形图程序转换成语句表才能输入。00000010000000100000输入输入输出单元输出单元输入单元接收现场设备向PLC提供的各种指令和状态信息；

14、输出单元将经过CPU处理(运算)的结果，转换成外部设备所需要的强电信号，以驱动各种执行元件。1 1、开关量输入单元、开关量输入单元按输入端电源类型的不同，可分为直流输入单元和交流输入单按输入端电源类型的不同，可分为直流输入单元和交流输入单按输入端电源类型的不同，可分为直流输入单元和交流输入单按输入端电源类型的不同，可分为直流输入单元和交流输入单元元元元 (1)(1)直流输入单元：直流输入单元：0A1R1R2CTLED滤波滤波内内部部电电路路+5VR3面板输入指示面板输入指示LED不亮不亮面板输入指示面板输入指示LED亮亮(2)(2)交流输入单元交流输入单元PLC的输入电路有共点式、分组式、隔离

15、式之别。输入单元只有一个公共端子（COM）的称为共点式，外部各输入元件都有一个端子与COM相接；分组式是将输入端子分为若干组，每组各共用一个公共端子；隔离式输入单元，是具有公共端子的各组输入点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。2、开关量输出单元按输出电路所使用的开关器件，按输出电路所使用的开关器件，PLCPLC的开关量输出单元有晶体的开关量输出单元有晶体管输出单元、晶闸管输出单元、继电器输出单元。管输出单元、晶闸管输出单元、继电器输出单元。(1)(1)晶体管输出单元晶体管输出单元晶体管为无触点开关，所以晶体管输出单元使用寿命长，响应速度快输输出出锁锁存存器器负载TLEDR1R2FUCOM D

16、C24VR3+5VDI/O总线1导通导通发光指示(2)双向晶闸管输出单元双向晶闸管输出型PLC的输出既可驱动直流负载，也可驱动交流负载。输输出出锁锁存存器器负载TLEDR1R2CFUCOMI/O总线(3)继电器输出单元继电器输出型PLC的输出既可驱动直流负载，也可驱动交流负载。继电器触点电气寿命：1030万次，输出点频繁通断的场合应选用晶体管或双向晶闸管输出型的PLC。PLC输出电路也有共点式、分组式、隔离式之别。输出只有一个公共端子的称为共点式；分组式是将输出端子分为若干组，每组共用一个公共端子；隔离式是具有公共端子的各组输出点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。编程工具 编程工具的主要作用

17、：编辑程序、调试程序和监控程序的执行；在线测试PLC的内部状态和参数，与PLC进行人机对话等。编程工具：专用编程器(简易编程器、图形编程器)、配有专用编程软件包的通用计算机。PLC的工作方式在继电器控制电路中，当某些梯级同时满足导通条在继电器控制电路中，当某些梯级同时满足导通条件时，这些梯级中的继电器线圈会同时通电，也就件时，这些梯级中的继电器线圈会同时通电，也就是说，继电器控制电路是一种并行工作方式。是说，继电器控制电路是一种并行工作方式。PLCPLC是采用循环扫描的工作方式，在是采用循环扫描的工作方式，在PLCPLC执行用户程序执行用户程序时，时，CPUCPU对梯形图对梯形图自上而下、自左

18、向右自上而下、自左向右地逐次进行地逐次进行扫描，程序的执行是按语句排列的先后顺序进行的。扫描，程序的执行是按语句排列的先后顺序进行的。这样，这样，PLCPLC梯形图中各线圈状态的变化在时间上是梯形图中各线圈状态的变化在时间上是串行的，不会出现多个线圈同时改变状态的情况，串行的，不会出现多个线圈同时改变状态的情况，这是这是PLCPLC控制与继电器控制最主要的区别。控制与继电器控制最主要的区别。从输入到输出的信号传递过程PLC的主要性能指标1 1存储容量存储容量 2 2输入输出点数输入输出点数3 3扫描速度扫描速度 4 4编程指令的种类和条数编程指令的种类和条数 5 5内部器件的种类和数量内部器件

19、的种类和数量 内部器件包括各种继电器、计数器定时器、数据存储器等。其种类越内部器件包括各种继电器、计数器定时器、数据存储器等。其种类越多、数量越大，存储各种信息的能力和控制能力就越强。多、数量越大，存储各种信息的能力和控制能力就越强。在描述在描述PLCPLC内部器件时，经常用到以下术语：位（内部器件时，经常用到以下术语：位（BitBit）、数字（）、数字（DigitDigit）、字节）、字节（ByteByte）及字（）及字（WordWord）。位指二进制数的一位，仅有）。位指二进制数的一位，仅有1 1、0 0两种取值。一个位两种取值。一个位对应对应PLCPLC的一个继电器，某位的状态为的一个继

20、电器，某位的状态为 1 1或或 0 0，分别对应该继电器线圈得电，分别对应该继电器线圈得电（ONON）或失电（）或失电（OFFOFF）。）。4 4位二进制数构成一个位二进制数构成一个l l数字，这个数字可以是数字，这个数字可以是0000000010011001（十进制数），也可是（十进制数），也可是000000001111 1111（十六进制数）。（十六进制数）。2 2个数字或个数字或8 8位二进位二进制数构成一个字节，制数构成一个字节，2 2个字节构成一个字。在个字节构成一个字。在 PLC PLC术语中，字也称为通道。一术语中，字也称为通道。一个字含个字含1616位，或者说一个通道含位，或者说一个通道含1616个继电器。个继电器。PLC的主要性能指标6 6扩展能力扩展能力 7 7智能单元的数量智能单元的数量