第3章PLC概述.ppt

本章内容3.1PLC的产生和定义GM公司的招标1968年，GM10条：编程方便，可现场修改程序；维修方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制装置；体积小于继电器控制盘；数据可直接送入管理计算机；成本可与继电器控制盘竞争；输入可以是交流115V（美国电压标准）；输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；扩展时原系统改变最小；用户存储器至少能扩展到4kB。3.1PLC的产生和定义3.1PLC的产生和定义3.2PLC的发展3.2PLC的发展在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性冗余包括：CPU系统，I/O模块以及热备份冗余软件等。开放性和标准化通信联网功能的增强和易用化软PLC的概念所谓软PLC就是在PC机的平台上，外Windows操作环境下，用软件来实现PLC的功能。PAC的概念PLC的“80-20”法则：（1）80%的PLC应用场合都是使用简单的低成本的小型PLC；（2）78%的PLC都是使用的开关量；（3）80%的PLC应用使用20个左右的梯形图指令就可解决问题。其余的20%的应用要求或控制功能要求使用PLC无法轻松满足，而需要使用别的控制手段或PLC配合其他手段来实现。于是，一种能结合PLC的高可靠性和PC机的高级软件功能的新产品应运而生，这就是PAC。PLC在现场总线控制系统中的位置现场总线是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线，是当前工业自动化的热点之一。优点：（1）节约硬件数量和投资；（2）节省安装费用；（3）节省维护费用；（4）提高了系统的控制精度和可靠性；（5）提高了用户的自主选择权。3.3PLC的应用领域PLC的应用领域中小型单机电气控制系统制造业自动化运动控制流程工业自动化3.4PLC的特点3.5PLC与其他控制系统的区别与IPC控制系统的区别与单片机控制系统的区别本质区别使用场合使用过程使用成本学习的难易程度3.5PLC与其他控制系统的区别3.6PLC的分类按结构形式分整体式整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。模块式模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。3.7PLC的系统组成1、CPU当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序），把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。组成：CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。2、存储器具有记忆功能的半导体电路。分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3~5年。3、I/O单元（1）输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管