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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 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、德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而
2、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。 图2.1结构简图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 2.1.3特点 1. 可靠性高 2. 功能强大 3.简单方便 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。 2.1.5应用 1. 工业1)开关量控制,如逻辑、定时、计数、顺序等
3、;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。2.2结构和工作原理 2.2.1结构 2.2.2工作原理 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2.1为一典型PLC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,
4、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
5、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、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2.4所示。图2.4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2.4 工作原理图可编程序控制器的输入处理、执行用户程序和输出处理过程的原理如图2.5所示。PLC执行的五个阶段,称为一个扫描周期,PLC完成一个周期后,又重新执行上述过程,扫描周而复始地进行。图2.5程序执行原理图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 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 2