1、第七章 可编程序控制器的基础知识,可编程序控制器的优点与这个“可”字有关。从软件来讲，它的程序可编，也不难编; 从硬件上讲，它的配置可变，也易变。,PLC发展情况：,1、继电-接触器控制的缺点 （1）在PLC问世前，继电接触器控制在工业控制领域中占主导地位，这种控制系统是采用固定接线的硬件实现控制逻辑。如果生产任务或工艺发生变化，就必须重新设计，改变硬件结构，这样造成时间和资金的浪费。,（2）大型控制系统用继电接触器控制，使用的继电器数量多，控制系统的体积大，耗电多，且继电器触点多为机械触点，工作频率较低，在频繁动作情况下寿命较短，造成系统故障，系统的可靠性差。,2、PLC诞生与特点为了解决这
2、一问题，在1968年，美国最大汽车公司（GM公司）为了适应汽车型号不断翻新，以求在激烈竞争的汽车工业中占有优势，提出要求用一种新型的控制装置取代继电接触器控制装置，并且对于未来的新型控制装置作出了具体设想：,把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电接触器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点溶入于新的控制装置中，且要求新的控制装置编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。为此，特定以下10项公开招标的技术要求：,（1）编程简单方便，可在现场修改程序；（2）硬件维护方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电接触器控制装置；（4）体积小于继电接触器控制装置；（5）可将数
3、据直接送入计算机；,（6）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB； （7）输入可以使交流115V； （8）输出为交流115V，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； （9）通用性强，扩展方便； （10）成本上可以与继电接触器控制系统竞争。,美国数字设备公司（DEC）根据GE公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GE公司汽车自动装配线上使用，获得成功。其后，日本、德国等相继引入这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。,一、PLC的名称定义,可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC。 可编程序控制器（Programm
4、able Controller）简称PC。 PC又成为个人计算机（Personal Computer）的简称。 为了加以区别，现在又把可编程序控制器简称为PLC。,“可编程序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，用来在其内部存储程序，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，并通过数字的或模拟的输入和输出，控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则设计”。,IEC（国际电工委员会）于1985年1月对可编程序控制器作了如下定义：,1、定义强调了可编程控制器
5、是“数字运算操作的电子系统”，但它也是一种计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作，它还具有“数字量或模拟量的输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。,2、定义强调了可编程控制器直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。,为工业环境设计的数字式运算操作系统,PLC,可编程序控制器,二、PLC的分类 （一）按容量和功能划分，大致可以分为小型、中型和大型三类机型。,习惯上用数字量I/O点数的多少来衡量PLC系统规模的大小。
6、 微型机：I/O点数数十点。 小型机：I/O点数500点以下。 中型机： I/O点数500点至上千点。 大型机： I/O点数数千点。超大型机： I/O点数上万点。 也可粗略划分：小型机：I/O点数为256点以下 中型机： I/O点数为256以上、2048点以下 大型机：I/O点数为2048点以上,1小型机 小型PLC的功能一般以开关量控制为主（有些小型机可带少量的模拟量I/O模块），它们的输入输出点数较适合接触器-继电器控制的场合，还能直接驱动电磁阀等执行元件。 这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧、较适合于控制单台设备。,2中型机 中型PLC一般都具有开关量和模拟量的两种控制功能，除了具有小
7、型机的一般功能外，还具有较强的数字计算功能。为能将温度、压力、流量等模拟量与数字量进行转换，一般都有8位或12位的A/D、D/A转换模块。中型机适合于温度、压力、流量等的控制和较复杂的开关量控制以及要求连续生产过程控制的场合。,3大型机 大型PLC的功能已具备某些工业控制计算机的功能，它不仅具有计算，控制和调节的功能，还具有网络连接和通讯的功能。 大型PLC机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和生产过程监控系统。,（二）按硬件结构形状划分按照可编程序控制器的硬件结构形状来划分，一般可以分为整体式、机架模块式和叠装式三类结构。,1、整体式结构PLC 把中央处理器(CPC)、存储器、输入输出(I
8、O)接口和电源部件集中装在一个金屑或塑料机箱内，结构比较紧凑。小型的PLC机般都采用整体式结构类型。广泛用于单台设备控制和机电一体化产品开发。,2、机架模块式结构PLC 由一个机架和若干功能模块组成，机架上有电源和拨动开关，对PLC系统供电，机架底板有专用插座且与PLC总线相连。功能模块独立成件，如输入、输出模块，AD、DA模块，及其它功能模块，也有的PLC电源和CPU做在一起成独立模块。 使用时选用合适的功能模块沿轨道插入机架底座就构成一台可编程序控制器(PLC)。机架模块式PLC的特点是配置灵活，安装和维修都很方便，也能满足功能扩展的需要。许多大、中型PLC都采用这种结构。,3、叠装式结构PLC 这类结构吸收了整体式和模块式结构酌优点。它的基本单元、扩展单元以及各种功能模块的高度、宽度均相等，但长度不等。它们不采用底座，用户根据需要把各单元和功能模块经紧密拼装后组成一个整齐的长方体，再经专用扁平电缆连接而成一台更装式PLC。其特点是输入、输出控制点数和功能模块配置较为灵活。,
