山东建筑大学PLC课件

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1、基本内容： PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。,第五章 PLC基础知识,难点： 工作方式、扫描时间。,重点： 定义、基本功能、工作方式。,PLC在单台设备上的应用,PLC在小型生产线上的应用,PLC在啤酒灌装生产线上的应用,以PLC为控制核心的电控柜,生产线的组态控制,PLC控制系统的组成,第五章 PLC基础知识1,一、 可编程控制器的定义 二、 PLC的产生与历史 三、 PLC的现状及发展趋势 四 、PLC的基本功能 五 、PLC的特点及分类 六、 PLC与其他工业控制系统的比较,可编程序控制器的定义,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的

2、。它采用可编程的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，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。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。 简单地说：PLC就是一种工业用计算机。,可编程序控制器的产生,1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了10项招标技术指标。 1、编程简单，可在现场修改和调试程序； 2、维护方便，各部件最好采用插件方式； 3、可靠性高于

3、继电接触器控制系统； 4、设备体积要小于继电器控制柜； 5、数据可以直接送给管理计算机； 6、成本可与继电接触器控制系统相竞争；,7、输入量是115V交流电压； 8、输出量为115V交流电压，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀； 9、系统扩展时，原系统只需作很小的变动； 10、用户程序存储器容量能扩展到4K字节。 10项指标的核心为以下四点： 用计算机代替继电器控制柜； 用程序代替硬件接线；输入/输出电平可与外部装置直接连接；结构易于扩展。 美国数字设备公司(DEC)中标，于1969年研制成功了一台符合要求的控制器，在通用汽车公司(GM)的汽车装配线上试验并获得成功。,可编程序控制器的历史,

4、第一代在19691972年。CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。 第二代在19731975年。开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。 第三代在19761983年。PLC进入大发展阶段，采用8位和16位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。 第四代为1983年到现在。采用16位以上的微处理器作为CPU外，内存容量更大，有的已达数兆字节；多台PLC可实现资源共享；可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统。,PLC的现状,目前，世界上有200多家PLC厂商，400多品种的PLC产品，PLC产品可按地域分成三大流派：欧洲产品; 美国产品; 日本产品 。 欧洲：西

5、门子（Siemens）； 法国的TE（Telemecanique） 美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 FUJI （日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜） 韩国、台湾等PLC产品应当属于日系产品流派。,我国PLC研发与生产的现状 我国有许多厂家、科研院所从事PLC的研制与开发，如中国科学院自动化研究所的PLC-0088，北京联想计算机集团公司的GK-40，上海机床电器厂的CKY-40，上海起重电器厂的CF-40MR/ER，苏州电子计算机厂

6、的YZ-PC-001A，原机电部北京机械工业自动化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40，杭州机床电器厂的DKK02，天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480，上海自立电子设备厂的KKI系列，上海香岛机电制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256，无锡华光电子工业有限公司（合资）的SR-10、SR-20/21等。 总的市场份额少于2%。,中国PLC市场（ 2006年度）,世界PLC领导厂家的五霸分别为西门子公司、A-B公司、施耐德公司、三菱公司和欧姆龙公司。他们的销售额约占全球总销售额的三分之二。,50亿的国内PLC市场总需求中，小型PLC（256点以下）的市场巨

7、大，占据市场总额的64。,2009年，中国PLC市场的总规模将超过7亿美金,三菱系列PLC,西门子系列PLC,OMRON系列PLC,A-B系列PLC, 中国PLC市场在20042008年翻番 在最近的经济发展中，中国以其制造业发展的迅猛及范围的广泛为人瞩目，使PLC在某些自动化领域增长超过了20%。中国的PLC市场在未来的5年内，将以14.1%的综合年增长率增长。,PLC的发展趋势,朝着小型,简易,价格低廉方向发展(PLR-可编程继电器） 朝着大型,高速,多功能方向发展（PPC-过程控制；PMC-运动控制） 就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近

8、出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。 近年来PLC的市场销售一直坚挺；PC控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成竞争；小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。 从PLC的发展趋势看,PLC控制技术将成为今后工业自动化的重要手段。在未来的工业生产中，PLC技术，机器人技术和CAD/CAM技术将成为实现工业生产自动化的三大支柱.,PLC的基本功能,1 逻辑控制功能 2 定时控制功能 3 计数控制功能 4 步进控制功能 5 数据处理功能 6 回路控制功能 7 通讯联网

9、功能 8 监控功能 9 停电记忆功能 10 故障诊断功能,PLC的分类,1.按结构形式分类 整体式PLC：整体式是将PLC的CPU、存储器、I/O单元、电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有I/O扩展单元配合主机使用，用以扩展I/O点数。整体式PLC的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵活性较低，小型PLC多采用这种结构。 组合式PLC：组合式PLC是由一些标准模块单元组成，采用总线结构，不同功能的模块（如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等）通过总线连接起来。组合式PLC的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具有不同功能和不同控制规模的PLC，多用于大型

10、和中型PLC。,2.按控制规模分类 输入输出的总路数，又称为I/O点数，是表征PLC控制规模的重要参数。因此，按控制规模对PLC分类时，可分为： 1.小型PLC：I/O点数较少，在256点以下的PLC。 2.中型PLC：I/O点数较多，在256点以上、2048点以下的PLC。 3.大型PLC：I/O点数较多，在2048点以上的PLC。 但大中小型PLC的划分并无严格的界限，PLC的I/O点数可以依据需要灵活配置。,PLC的特点,1.灵活通用 2.安全可靠 3.环境适应性好 4.使用方便、维护简单 5.速度较慢、价格较高,9 停电记忆功能,PLC内部的部分存储器所使用的RAM设置了停电保持器件（

11、备用电池等），以保证断电后这部分存储器中的信息能够长期保存。利用某些记忆指令，可以对工作状态进行记忆，以保持PLC断电后的数据内容不变。PLC电源恢复后，可以在原工作基础上继续工作。,10 故障诊断功能,PLC可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等进行自诊断，发现异常情况，发出报警并显示错误类型，如属严重错误则自动中止运行。PLC的故障自诊断功能，大大提高了PLC控制系统的安全和可维护性。,8 监控功能,PLC设置了较强的监控功能。利用编程器或监视器，操作人员可以对PLC有关部分的运行状态进行监视。利用编程器，可以调整定时器、计数器的设定值和当前值，并可以根据需要改变PLC内部逻辑信号的

12、状态及数据区的数据内容，为调整和维护提供了极大的方便。,3 计数控制功能,计数控制功能是PLC的最基本功能之一.PLC为用户提供了许多计数器,计数器计数到某一数值时,产生一个状态信号(计数值到),利用该状态信号实现对某个操作的计数控制.计数器的设定值可以在编程时设定,也可以在运行过程中根据需要进行修改.,5 数据处理功能,PLC大部分都具有数据处理功能,可以实现算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码编码等操作。中、大型PLC数据处理功能更加齐全，可完成开方、PID运算、浮点运算等操作，还可以和CRT、打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。,2 定时控制功能,定时控制功能是PLC

13、的最基本功能之一.PLC中有许多可供用户使用的定时器,其功能类似于继电器线路中的时间继电器.定时器的设定值(定时时间)可以在编程时设定,也可以在运动过程中根据需要进行修改,使用方便灵活.同时PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。,1 逻辑控制功能,逻辑控制功能实际上就是位处理功能,是PLC的最基本功能之一.这是PLC最基本的应用领域，可用PLC取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例，如机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器(电视机、冰箱、洗衣机等

14、)自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。,用PLC控制马达工作,组合式PLC,小型整体式PLC,六、PLC与其他工业控制系统的比较,PLC与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。 PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。 从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取代。,与工业计算机比较 工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。 PLC采用了采用面向控制过程、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 ，便于推广应用。 PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。,