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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,Page,*,点击此处结束放映,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章,PLC,概述,PLC,的产生、发展及应用领域,1.1,PLC,的组成和基本工作原理,1.2,PLC,的组成和基本工作原理,1.3,1.1 PLC,的产生、发展及应用领域,1.1.1 PLC,的产生,1968,年美国通用汽车公司（,General Motors Corporation,，,GM,）公开招标，要求用新的控制装置取代生产线上的继电器,接触器控制系统，其具体要求如下。,编程简单，可在现场修改和调试程序。,维护方便，采用插入式模块结构。,可靠性高于继电器,接触器控制系统。,与继电器,接触器控制系统相比体积小，能耗低。,能与管理中心计算机系统进行通信。,购买、安装成本可与继电器控制柜相竞争。,采用市电输入（美国标准系列电压值,AC 115V,），可接受现场的开关信号。,采用市电输出（美国标准系列电压值,AC 115V,），具有驱动接触器线圈、电磁阀和小功率电动机的能力。,系统扩展时，原系统只需做很小的改动。,用户程序存储器容量至少,4KB,。,1969,年美国数字设备公司根据上述要求，首先研制出了世界上第,1,台可编程序控制器,PDP-14,，并在通用汽车公司的自动生产线上试用获得成功。从此以后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。,因为这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控制，所以人们称这种新型工业控制装置为可编程序逻辑控制器（,Programmable Logic Controller,，,PLC,）。,1.1.2,PLC,的发展,从,PLC,的发展来看，有向小型化和大型化两个方向发展的趋势。,小型,PLC,有两个发展方向，即小（微）型化和专业化。随着数字电路集成度的提高，元器件体积的减小，,PLC,的结构更加紧凑，设计制造水平也在不断提高。微型化的,PLC,不仅体积小，功能也大有提高。,大型化指的是大中型,PLC,向着大容量、智能化和网络化方向发展，使它能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。,1.1.3 PLC,的应用领域,1,开关量控制,2,模拟量控制,3,运动控制,4,数据处理,5,通信连网,1.2 PLC,的组成和基本工作原理,1.2.1,PLC,的组成,PLC,主要由,CPU,模块、输入模块、输出模块和编程器组成，如图,1-1,所示。,图,1-1 PLC,控制系统示意图,1,CPU,模块,2,I/O,模块,（,1,）输入模块,开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、接近开关、光电开关、限位开关、压力继电器等来的开关量输入信号。,图,1-2,所示为某直流输入模块的内部电路和外部接线图，图中只画出了一路输入电路，输入电流为数毫安；,1M,是同一组输入点各内部输入电路的公共点。,图,1-2,直流输入模块电路,当图,1-2,中外部连接的触点接通时，光电耦合器中两个反并联的发光二极管亮、光敏三极管导通；外部连接触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经内部电路传送给,CPU,模块。,（,2,）输出模块,输出模块用来控制接触器、电磁铁、指示灯、电磁阀、数字显示装置、报警装置等输出设备。模拟输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。,S7-200 PLC,的,CPU,模块的数字量输出电路的功率组件有驱动直流负载的场效应晶体管和小型继电器，后者既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载，负载电源由外部提供。,图,1-3,所示为继电器输出模块电路，继电器同时起隔离和功率放大作用。每一路只给用户提供一对常开触点。,图,1-3,继电器输出模块电路,图,1-4,所示为使用场效应晶体管的输出电路。输出信号送给内部电路中的输出锁存器，再经光电耦合器送给场效应晶体管，后者的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。,图中稳压管用来抑制判断过电压和外部的浪涌电压，以保护场效应晶体管，场效应晶体管输出电路的工作频率可达,20,100kHz,。,图,1-4,场效应管输出电路,3,编程器,编程器用来生成用户程序，并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。,4,电源,PLC,一般使用,AC 220V,电源或,DC 24V,电源。内部的开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。小型,PLC,可以为输入电路和外部的电子传感器提供,DC 24V,电源，驱动,PLC,负载的直流电源一般由用户提供。,1.2.2,PLC,的操作模式,1,操作模式,PLC,有两种操作模式，即,RUN,（运行）模式与,STOP,（停止）模式。在,CPU,模块的面板上用“,RUN”,和“,STOP”LED,（发光二极管）显示当前的操作模式。,在,STOP,模式下，,CPU,不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置,PLC,的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到,PLC,。,1.2.3,PLC,的基本工作原理,PLC,是按照集中采样、集中扫描的工作方式工作的。整个工作过程可分为,5,个阶段：自诊断，通信处理，读取输入，执行程序，改写输出，其工作过程如图,1-5,所示。这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式。,1,自诊断,2,通信处理,3,读取输入,4,执行程序,5,改写输出,PLC,经过这,5,个阶段的工作过程，称为,1,个扫描周期。,图,1-5 PLC,扫描工作过程,1.3 PLC,的性能、分类及特点,1.3.1,PLC,的性能指标,1,I/O,总点数,2,存储器容量,3,编程语言,4,扫描时间,扫描时间是执行,1000,条指令所需要的时间，一般为,10ms,左右，小型,PLC,可能大于,40ms,。,5,内部寄存器的种类和数量,6,通信能力,1.3.2,PLC,的分类,按,I/O,点数、功能和存储器功能不同，,PLC,可分为小型、中型和大型,3,类。,（,1,）小型,PLC,小型,PLC,又称为低档,PLC,。这类,PLC,的规模较小，它的输入,/,输出点数一般在,20,128,点。其中,I/O,点数小于,64,点的,PLC,又称超小型,PLC,。,用户存储器容量小于,2KB,，具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等基本功能，有些还有少量的模拟量,I/O,、算术运算、数据传送、远程,I/O,、通信等功能，通常用来代替继电器,接触器控制，在单机或小规模生产过程中使用。,（,2,）中型,PLC,中型,PLC,的,I/O,点数通常在,128,512,点之间，用户程序存储器的容量为,2KB,8KB,。除具有小型机的功能外，还具有较强的模拟量,I/O,、数字计算、过程参数调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程,I/O,及通信连网功能。,（,3,）大型,PLC,大型,PLC,又称高档,PLC,，,I/O,点数在,512,点以上，其中,I/O,点数大于,8192,点的又称为超大型,PLC,，用户程序存储器容量在,8KB,以上，除具有中型机的功能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能以及强大的通信连网、中断控制、智能控制、远程控制等功能。,1.3.3,PLC,的主要特点,1,操作方便,2,可靠性高,3,控制功能强,4,系统的设计、安装、调试工作量少,5,体积小，能耗低,
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