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1、第1章 PLC概述,1.1 PLC的产生 1.2 PLC的定义和分类 1.3 PLC的功能和特点 1.4 PLC的结构与工作过程 1.5 思考与练习,返回首页,传统的生产机械自动控制装置继电器控制系统 优点结构简单、价格低廉、容易操作 。 缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差 。 应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。,1.1 PLC的产生,返回本章,用户迫切需要一种先进的自动控制装置,继电器控制系统,先进自动控制系统,返回本节,对先进自动控制装置提出设想： 把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合
2、起来，制成一种通用控制装置。把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。,工业控制单板机（计算机） 继电器控制系统 先进控制装置,返回本节,可编程序逻辑控制器的产生 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。,返回本节,1.2 PLC的定义和分类,PLC的定义 经历：可编程逻辑控制器（PLC）可编程控制器（PC） 通用叫法：可编程序控制器（Programmable Control
3、ler，PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。,返回本章,国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/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外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充
4、其功能的原则设计。”,返回本节,PLC的分类 一体化紧凑型PLC ：电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。,CPU（基本单元） + 扩展模块,返回本节,标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。,返回本节,1.3 PLC的功能和特点,PLC的功能 控制功能,逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制,返回本章,PLC的功能 数据采集、存储与处理功能,数学运算功能 数据处理 模拟数据处理,返回本节,PLC的功能 输入/输出接口调理功能,具有A/D、D/A
5、转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。具有温度测量接口，直接连接各种热电阻或热电偶。,返回本节,PLC的功能 通信、联网功能,返回本节,PLC的功能 人机界面功能,返回本节,PLC的功能 编程、调试等,使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。,STEP7,ProTool,MPI cable,有MPI接口的PG 或PC,返回本节,PLC的特点 高可靠性 丰富的I/O接口模块 采用模块化结构 运行速度快 功能完善 编程简单，易于使用 系统设计、安装、调试方便 维修方便，维修
6、工作量小 总价格低,返回本节,1.4 PLC的结构和工作过程,PLC的基本结构,返回本章,PLC的工作过程,返回本节,PLC的扫描过程,返回本节,PLC的中断处理过程 响应问题： 一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用时处理中断。,返回本节,PLC的中断处理过程 中断源先后顺序及中断嵌套问题： 在PLC中，中断源的信息是通过输入点而进入系统的，PLC扫描输入点是按输入点编号的先后
7、顺序进行的，因此中断源的先后顺序只要按输入点编号的顺序排列即可。 多中断源可以有优先顺序，但无嵌套关系。,返回本节,PLC的中断处理过程 中断服务程序执行结果的信息输出问题： PLC按巡回扫描方式工作，正常的输入/输出在扫描周期的一定阶段进行，这给外设希望及时响应带来了困难。采用中断输入可解决对输入信号的高速响应问题。当中断申请被响应且中断子程序被执行后，有关信息应当尽早送到相关外设，而不希望等到扫描周期的输出传送阶段，就是说对部分信息的输入或输出要与系统CPU的扫描周期脱离。,返回本节,PLC的I/O系统,返回本节,1.5 思考与练习,一、填空题 1. 美国数字设备公司于_年研制出世界第一台
8、PLC。 2. PLC从组成结构形式上可以分为_和_两类。 3. PLC是由_逻辑控制系统发展而来的，它在_、_方面具有一定优势。 4. PLC主要由_、_、_、_几部分组成。 5. PLC所用存储器基本上由_、_、_等组成。 6. PLC常用编程语言有_、_、_等。 7. PLC是通过一种通过周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期包括、三个阶段。 8. PLC控制系统分为_、_、_三大类。,返回本章,二、判断题 1. 输入继电器只能由外部信号驱动，而不能由内部指令来驱动。 2. 输出继电器可以由外部输入信号或PLC内部控制指令来驱动。 3. 内部继电器既可以供内部编程使用，又可供外部输出。
9、4. PLC内部的“软继电器”（即由PLC内部的存储单元构成的，包括定时器、计数器等）均可提供无数个常开、常闭触点供编程使用。,返回本节,三、思考题 1. 什么是可编程控制器？ 2. 可编程控制器是如何分类的？简述其特点。 3. 简述可编程控制器的工作原理，如何理解PLC的循环扫描工作过程？ 4. 简述PLC与继电接触器控制在工作方式上各有什么特点。 5. PLC能用于工业现场的主要原因是什么？ 6. 详细说明PLC在扫描的过程中，输入映像寄存器和输出映像寄存器各起什么作用。 7. 可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，可编程序控制器的控制结果有什么特殊性？ 8. 从应用角度出发，PLC、单片机系统主要区别在哪里？,返回本节,四，答案：,返回本节,
