可编程控制器应用及原理.ppt

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1、可编程控制器原理及应用泰山职业技术学院泰山职业技术学院介绍o 教材以小型可编程控制器PLC为例，介绍可编程控制器的基本结构，以及工作原理，要求掌握常用指令的格式和应用方法，熟练画出可编程控制器外部电路接线图，掌握可编程控制器应用的基本设计思想和设计方法。第1章 概论n1.1 可编程控制器的产生及定义n1、PLC的产生及定义n 1968年由美国通用汽车公司（GE）提出，1969年有美国数字设备公司（DEC）研 制 成 功，有 逻 辑 运 算、定 时、计 算 功 能 称 为PLC（programmable logic controller）。n 80年代，由于计算机技术的发展，PLC采用通用微处理

2、器为核心，功能扩展到各种算术运算，PLC运算过程控制并可与上位机通讯、实现远程控制。被称为PC（programmable controller）即可编程控制器。n2、PLC的产生及定义n国际电工委员会（IEC）1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下：n “可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计”

3、。本章叙述可编程控制器产生、定义及特点，分类和发展方向1.3可编程控制器的工作特点o1、使用于工业环境，抗干扰能力强。o2、可靠性高。无故障工作时间（平均）数十万小时并可构成多机冗余系统。o3、控制能力极强。算术、逻辑运算、定时、计数、PID运算、过程控制、通讯等。o4、使用、编程方便。（LAD）梯形图、语句表（STL）、功能图（FBD）、控制系统流程图等编程语言通俗易懂，使用方便。o5、组成灵活。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统。中大型PLC采用分体模块式结构，设有各种专用功能模块（开关量、模拟量输入输出模块，位控模块，伺服、步进驱动模块等）供选用和组合，由各种

4、模块组成大小和要求不同的控制系统。o所以可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机。1.4可编程控制器的分类和发展o1、分类o 按I/O点数可分为大、中、小型三大类，通常可以定义为：小型：I/O点数在256点以下；中型：I/O点数在2561024点之间；大型：I/O点数在1024点以上。o2、应用 可编程控制器在多品种、小批量、高质量的产品生产中得到广泛的应用，PLC控制已成为工业控制的重要手段之一，与CAD/CAM，机器人技术一起成为实现现代自动化生产的三大支柱。o 通常可以认为，只要有控制要求的地方，都可以用到可编程控制器。o3、发展方向 发展方向分小型化和大型化两个发展趋势。小型PLC有两

5、个发展方向，即小（微）型化和专业化。大型化指的是大中型PLC向着大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。第2章 可编程控制器构成原理 可编程控制器硬件系统：可编程控制器系统由输入部分、运算控制部分和输出部分组成。输入部分：将被控对象各种开关信息和操作台上的操作命令转换成可编程控制器的标准输入信号，然后送到PLC的输入端点。运算控制部分（CPU）：由可编程控制器内部CPU按照用户程序的设定，完成对输入信息的处理，并可以实现算术、逻辑运算等操作功能。输出部分：由PLC输出接口及外围现场设备构成。CPU的运算结果通过PLC的输出电路，提供给

6、被控制装置。2.1 可编程控制器的基本组成o可编程控制器主机的硬件电路：由CPU，存储器，基本I/O接口电路，外设接口，电源等五大部分组成。2.1 可编程控制器的基本组成o基本I/O接口电路o可编程控制器输入电路原理图 PLC内部输入电路作用是将PLC外部信号送至PLC内部电路。输入接点分为干接点式，直流输入式和交流输入式三大类。2.1 可编程控制器的基本组成可编程控制器输出电路原理图 PLC输出电路用来驱动被控负载（电磁铁、继电、接触器线圈等）。PLC输出电路结构形式分为继电器式，双极型和晶闸管式等三种。2.2 可编程控制器的工作原理o 可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序，实现控制任务。PLC采用循环顺序扫描方式工作，CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送入到输入映像寄存器区域；然后根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将处理结果送到输出映像寄存器区域，在每个扫描周期结束时，送入输出模块。