山东理工大学PLC课件第3章 可编程控制器的概述1.ppt

可编程控制器Programmable Controller 主要内容: 第3章 可编程控制器基础 第4章 S7-200PLC的系统配置 第5章 S7-200PLC的指令系统 第6章 STEP7-Micro/WIN32编程软件 第8章 可编程控制器系统设计与应用 第3章 可编程控制器基础 本章要点： 可编程控制器的产生、特点、分类与发展 可编程控制器的定义 可编程控制器的组成及工作原理 可编程控制器的技术指标 3.1 可编程控制器概述 早期的名称：可编程序逻辑控制器 Programmable Logic Controller －PLC 后来的名称：可编程序控制器 Programmable Controller－ PC 现在的名称：可编程控制器 Programmable Logic Controller －PLC 3.1.1 可编程控制器的产生与发展 一、 PLC的产生： 继电器控制：简单、易懂、操作方便、价格便宜但 体积庞大、故障高、功耗大、不易维护、改造与升级。 个人计算机：通用、灵活、功能完备,但抗干扰不强 单片机：用于工业控制还要附加一些配套的集成电路。 工控机：常用于实时性强、快速、功能复杂的领域但 价格昂贵。 PLC概念的提出： 1968年，通用汽车公司(GM)。该公 司提出用一种新型控制装置替代继电器控制。 一、PLC的产生 GM提出新一代控制器应具备以下条件： （1）编程方便，可现场修改程序。 （2）维修方便，采用插件式结构。 （3）可靠性高于继电器控制装置。 （4）体积小于继电器控制柜。 （5）数据可直接送入管理计算机。 （6）成本可与继电器控制柜竞争。 （7）输入可以用交流115V（美国电压标准）。 一、PLC的产生 （8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可以直 接驱动接触器和电磁阀。 （9）扩展时原系统改变最小。 （10）用户存储器至少能扩展至4KB。 根据这种设想，1969年美国数字设备公司(DEC)研制 出了世界上第一台PLC，并在美国GM公司的汽车自动装 配生产线上试用获得成功。 二、PLC的定义 国际电工委员会IEC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 在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储 器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定 时、 算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输 入和输出，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围设备，都按易于与工业系 统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。” 实质：专门为工业控制设计的计算机。 三、PLC的发展 1969-1972，PLC用磁芯储存器储存数据和程序，只是用来取代继电器控制，只具有逻辑控制、顺序控制、计时、计数等功能。 1973-1975，PLC开始采用8位微处理器作为PLC的中央处理器（CPU），存储器采用半导体存储器。能够实现数学运算、传送、比较、PID调节、通信等功能，从而使PLC成为计算机类产品。 1976-1983，PLC采用8、16位微处理器，甚至多微处理器作CPU,可以进行多种复杂的数学运算，具备完善的通信功能和较强的远程I/O能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。 1983－至今，PLC则采用32位微处理器，多PLC协作。 三、PLC的发展 PLC产品趋于向两个方向发展： 小型PLC： 体积小、功能强、速度快、价格廉的方向发展。 如OMRON的CQM1，SIEMENS的S7－200。广泛取代继 电器控制系统，用于单机控制和规模比较小的自动化 生产线控制。 三、PLC的发展 大中型PLC ： 向高可靠性、高速度、多功能、网络化发展。 如OMRON的CV2000，SIEMENS的S7－400。不仅具有逻 辑运算、定时、计数等功能，还具有数值运算模拟调节 实时监控、记录显示计算机接口数据传送等，而且还能 中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网 络可以与上位机通信，配备数据采集系统、数据分析系 统、彩色图像系统的操纵台，可以管理、控制生产线、 生产流程、生产车间或整个工厂，实现自动化工厂的全 面要求。 3.1.2 可编程控制器的特点 特点： （1）抗干扰能力强、可靠性高 硬件方面：屏蔽、滤波、光电隔离、模块式结构。 软件方面： 对掉电、欠电压、电池电压进行自动检测。 监视程序的执行时间，防止死循环。 对程序进行检查和校验，发现错误立即报警并停止。 利用后备电池对程序和数据进行保护，防止停电时信息丢失。 3.1.2 可编程控制器的特点 （2）灵活性强，控制系统具有良好的柔性 （3）编程语言简单易学。－梯形图 （4