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1、第2章可编程序控制器概论,2.1PLC的发展、分类及应用 2.2结构和工作原理 2.3技术性能指标 2.4编程语言,本章内容包括：,l PLC的发展、分类及应用 l结构及工作原理 l主要技术性能指标 l常用编程语言,返回本章首页,2.1PLC的发展、分类及应用,2.1.1产生 2.1.2发展 2.1.3特点 2.1.4分类 2.1.5应用,返回本章首页,2.1.1产生,可编程序逻辑控制器PLC产生于1969年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。 现在所说的可编程序控制器PC（Programmable Controller）是1980年以来，美、日、德等国由先前
2、的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而来。 1985年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。,返回本节,2.1.2发展,1. 发展及现状 2. 发展趋势 （1）与计算机联系密切 （2）发展多样化 （3）模块化 （4）网络与通信能力增强 （5）多样化与标准化 （6）工业软件发展迅速,返回本节,2.1.3特点,1. 可靠性高 2. 功能强大 3.简单方便,返回本节,2.1.4分类,1. 从结构上 可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式。 2. 从规模上 按PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大型。,返回本节,
3、2.1.5应用,1. 工业 1）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等； 2）模拟量控制，部分PLC或功能模块具有PID控制功能，可实现过程控制； 3）监控，用PLC可构成数据采集和处理的监控系统； 4）建立工业网络，为适应复杂的控制任务且节省资源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。 2. 其他行业 可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国防和民用，如建筑，环保，家用电器等。,返回本节,2.2结构和工作原理,2.2.1结构 2.2.2工作原理,返回本章首页,2.2.1结构,PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。图
4、2.1为一典型PLC结构简图。,图2.1结构简图,1. 中央处理单元,中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPU的主要功能： 1）从存储器中读取指令 2）执行指令 3）顺序取指令 4）处理中断,2. 存储器,1）只读存储器 2）随机存储器RAM,3. 输入输出单元,（1）输入接口电路 （2）输出接口电路,通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。图2.2和图2.3分别为一种型号PLC的直流和交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。 图2.2描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次
5、电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。,图2.2 直流输入电路图,图2.3交流输入电路图,返回本节,（2）输出接口电路。 输出电路有继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型3种。 继电器输出型的工作原理如图2.4（a）所示，当内部电路的状态为1时，使继电器线圈通电，产生电磁吸力，触点闭合，负载得电，同时点亮LED，表示该路输出点有输出；当内部电路的状态为0时，继电器线圈断电，触点断开，负载断电，同时LED熄灭，表示该路
6、输出点无输出。继电器输出型属于有触点输出方式，响应速度慢、动作频率低，适用于低频大功率直流或交流负载。 晶体管输出型的工作原理如图2.4（b）所示，当内部电路的状态为1时，光电耦合器导通，使晶体管饱和导通，负载得电，同时点亮LED，表示该路输出点有输出；当内部电路的状态为0时，光电耦合器断开，大功率晶体管截止，负载失电，LED熄灭，表示该路输出点无输出。晶体管输出型属于无触点输出方式，响应速度快、动作频率高，只适用于高频小功率直流负载。,（a） （b） （c）,图2.4 PLC输出接口电路,2.2.2工作原理,1. 循环扫描 PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、
7、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理，其工作过程如图2.5所示。 图2.5中当PLC方式开关置于RUN（运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或离线编程。,图2.5 工作原理图,图2.6 程序执行原理图,（2）工作特点。 PLC的工作方式的特点为集中采样和集中输出。 集中采样：在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。 集中输出：在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周
8、期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映像寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其他阶段里输出状态一直保存在输出映像寄存器中。 集中采样和集中输出的循环扫描工作方式使得PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。但同时也会导致PLC输入输出响应滞后，降低系统的响应速度。,2. 与计算机的异同,相同点： （1）基本结构相同 （2）程序执行原理相同 不同点： 两者的不同点主要体现在工作方式上。,3. 与继电接触器的异同,相同点： 图形结构和逻辑关系相同。 不同点： （1）实现原理不同 （2）工作方式不同,返回本节,2.3技术性能指标,1. 外形尺寸 2. 输入输出点数 3. 机器字长 4. 速度 5. 指令系统 6. 存储器容量 7. 扩展性 8. 通信功能,返回本章首页,2.4编程语言,1. 梯形图 2. 语句表 3. 逻辑符号图 4. 高级语言,返回本章首页,THANK YOU VERY MUCH ！,本章到此结束， 谢谢您的光临！,返回本章首页,结束放映,
