电气控制与plc第五章.ppt

第1页，共33页，星期日，2025年，2月5日第5章电气控制与PLC可编程控制器的基本结构及工作原理第2页，共33页，星期日，2025年，2月5日本章提要5.1概述5.2PLC的基本结构与工作原理5.3PLC的性能指标及分类5.4PLC与其它工业控制系统的区别第3页，共33页，星期日，2025年，2月5日1.PLC的产生1968年，美国通用汽车公司（GeneralMotors，GM）根据市场形势与生产发展的需要，提出了“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略。原有的汽车生产线电气控制装置远远不能满足这一战略决策的要求，因此需要寻求一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，并从方便用户使用角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，这十大条件是：5.1概述

5.1.1PLC的产生第4页，共33页，星期日，2025年，2月5日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盘；5）数据可直接送入管理计算机；6）成本可与继电器控制盘竞争；7）输入可为市电；8）输出可为市电，电流要求在2A以上，可直接驱动接触器等；9）扩展时原系统改变最少；10）用户存储器大于4KB。第5页，共33页，星期日，2025年，2月5日1969年，美国数字设备公司（DataEquipmentCompany，DEC）研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。可编程控制器自问世以来，发展极为迅速。1971年，日本开始生产可编程控制器。1973年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。第6页，共33页，星期日，2025年，2月5日从1969年研制出第一台PLC以来，PLC发展已经历了四个阶段，其发展过程大致如下：第一阶段1969～1972年，CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁心存储器。其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。 第二阶段1973～1975年，这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。其功能也有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断能力，可靠性也有了一定的提高。2．PLC的发展第7页，共33页，星期日，2025年，2月5日第三阶段1976～1983年，PLC进入了迅速发展阶段，美国、日本、德国各有几十个厂家生产PLC。采用8位和16位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多处理器结构。能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输入/输出控制能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。第四阶段从1983年到现在。除采用16位以上的微处理器作为CPU外，内存容量更大；可以将多台PLC链接起来，实现资源共享；可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统；编程语言除了可使用传统的梯形图、流程图外，还可使用高级语言；外设多样化。第8页，共33页，星期日，2025年，2月5日早期的可编程控制器只能实现逻辑控制的功能，因此又被称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。随着微电子技术和集成电路的发展，特别是微处理器功能的不断增强，各生产厂家纷纷采用微处理器作为可编程控制器的中央处理单元，这使其在逻辑控制功能的基础上，增加了算术运算、模拟量控制、通信及一些特殊应用功能。美国电气制造协会（NationalElectricalManufacturersAssociation，NEMA）于1980年将它正式命名为可编程控制器（ProgrammableController，PC），为了和个人计算机相区别，仍把可编程控制器缩写为PLC。5.1.2PLC的定义第9页，共33页，星期日，2025年，2月5日NEMA在1980年给PLC作了如下的定义：“PLC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体以储存指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数和演算等功能，并能通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。一部数字电子计算机若是用来执行PLC之功能者，亦被视同为PLC，但不包括鼓式或机械式顺序控制器。”1.美国电气制造协会的定义第10页，共33页，星期日，2025年，2月5