plc基础知识ppt下载

这是plc基础知识ppt，包括了PLC的产生与历史，可编程控制器的定义，PLC的现状及发展趋势，PLC的特点，PLC的基本功能，PLC与其他工业控制系统的比较等内容，欢迎点击下载。

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PLC基础知识 一、 PLC的产生与历史 世界上第一台PLC 1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GE）的要求研制成功。 背景： 1968年美国通用汽车公司（GE），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电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 设计思想： 吸取继电器和计算机两者的优点 ☆ 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜； ☆ 计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困难； ☆ 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图） ◆70年代初期： 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制，通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） ◆70年代中期： 微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能 ◆80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。 近年来PLC发展迅速 PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。 PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。 二、 可编程控制器的定义 定义： 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下： “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”。 PLC三大流派 欧洲：德国的西门子(SIEMENS)、AEG及法国的TI公司 美国：A-B（Allen-Bradly）(其产品约占美国PLC市场50％的份额。 )、GE（General Electric）、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(T1)公司、 歌德(Gould)公司、西屋公司 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 FUJI （日本主要发展中小型PLC，在世界小型PLC市场上， 日本产品约占有70％的份额。在中国，OMRON产品的销量居首位。） 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品；现在市场上出现了系列化的国产PLC，其价格相对低廉，性价比较高。 　西门子PLC外形图 　三菱PLC外形图 　欧姆龙PLC外形图 （1）向高速度、大存储容量方向发展 （CPU处理速度nS级；内存2M字节） （2）向多品种方向发展和提高可靠性 （超大型和超小型） （3）产品更加规范化、标准化 （硬件、软件兼容的PLC） （4）分散型、智能型、与现场总线兼容的I／0 （5）加强联网和通信的能力 （6）控制的开放和模块化的体系结构OMAC（open Modular Architecture for Control） 通用性强，使用方便 功能强，适应面广 可靠性高，抗干扰能力强 控制程序可变具有很好的柔性 编程方法简单，容易掌握 PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少.极为方便。控制程序变化方便.具有很好的柔性。 体积小、重量轻、功耗低 第二节 PLC基本原理 2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用 2.2 PLC工作过程特点及主要性能指标 2.4 PLC分类 PLC的基本组成与一般的微机系统类似：是一种以微处理器为核心的、用于控制的特殊计算机 PLC的基本组成包括硬件与软件两部分 PLC的硬件：中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等 PLC的软件：系统程序和用户程序 2.1.2 PLC内部主要部件功能 PLC中常采用的CPU有三类： 1) 通用微处理器（如Z80、8086、80286等） 2) 单片微处理器（如8031、8096等） 3) 位片式微处理器(如AMD29W等) 小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器； 中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器； 大型PLC：大多采用高速位片式微处理器（32位）； 小型PLC为单CPU系统； 中、大型PLC则大多为双CPU或多CPU系统； 对于双CPU系统，一个为字处理器，一般采用8位、16位或32位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片。 存储器的作用： PLC中，存储器主要用于系统程序、用户程序、数据 存储器的类型： ① 可读/写操作的随机存储器RAM ② 只读存储器ROM、PROM、EPROM、E2PROM 4. 输入/输出接口（I/O模块） 输入/输出接口通常也称I / O 单元或I / O 模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。 PLC输入接口-----用户设备需输入PLC的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量(要通过模数变换进入机内)等，通过输入接口电路将这些信号转换成中央处理单元能够接收和处理的信号，用这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据。 PLC输出接口-----路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。 ◆ I / O 接口的作用： 电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信号是标准电平信号。 光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力，通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。 I / O 接口的类型： 开关量输入/输出接口 模拟量输入/输出接口 ◆ 输入/输出（I/O）点数： PLC的I/O点数是指PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数的总和。 I/O点数是选择PLC的重要依据之一。 当I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。 5.PLC编程器及作用 6. PLC中的电源及作用 PLC配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。 与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。 许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感 器供电。 电源的容量。 ◆PLC配有各种通信接口与外部设备连接 与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印 与监视器连接，可将控制过程图像显示出来 与PLC连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制 与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合 与人机界面（触摸屏）连接 与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。 与编程器连接 系统程序: 系统程序，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。 系统程序，由PLC的制造厂家编写的，在PLC使用过程中不会变动，它和PLC的硬件组成有关，它关系到PLC的性能。 系统程序，由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。 ◆ 用户程序: 用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由PLC控制对象的要求而定的。 为便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。 为防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在EPROM中。 现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。 PLC的编程语言 （3）顺序功能图 顺序功能图常用来编制顺序控制程序，它包括步、动作、转换三个要素。顺序功能图法可以将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态。对于这些小状态的功能依次处理后再把这些小状态依一定顺序控制要求连接成组合整体的控制程序。 2.2 可编程控制器工作过程特点及主要性能指标 当PLC运行时，需要进行众多的操作，而PLC的CPU不可能同时去执行多个操作， 每一刻只能执行一个操作。 解决的办法：采用分时操作原理 扫描工作方式：由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时完成的，这种分时操作的方法称为扫描工作方式。 2.3扫描周期和I/O滞后时间 I/O滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔。 3、PLC的扫描时间计算 有关结论 1、PLC的扫描周期和用户程序的长短与系统构成有关，用户程序越短、系统构成越简单，扫描周期越短。 2、PLC的扫描周期一般在10ms级，这样普通输入点的信号频率应不大于50HZ（在使用时一般在10HZ以下）。 例 3—1 某C200H型PLC系统，由主机和远程扩展机构成。主机上装有3个16点输入模块，2个12点输出模块。远程扩展机上装有3个16点输入模块，一个12点输出模块。程序有5000条指令，假定程序中使用的指令均为基本指令，平均执行时间为0.94PS。 试计算不与微机构成网络且不带编程器时的扫描时间。 解：共同处理时间Tc=2.6m。因不与微机构成网络，故上位链接服务时间Tl=0。因不带外设，所以外设服务时间To=0。 运算处理时Tp＝0.94×5000＝4.7×103(ms)=4.7ms。 主机部分的3个16点模块可看作6个8点输入模块，2个12点输出模块可看作4个8点输出模块。远程扩展机部分3个16点输入模块和1个12点输出模块共占用4个通道。因此，I/O刷新时间: Tr=0.07×6+0.04×4+(1.3+0.2×4)=2.68(ms) 所以，该PLC系统在不与微机构成网络，不带编程器时的扫描时间为: Ts=Tc+Tl+To+Tp+Tr=2.6+4.7+2.7＝10(ms)Hnh红软基地

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