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1、第2章 可编程序控制器的 基本知识 可编程序控制器(PLC)的历史与 发展 2.1 PLC的特点及应用领域 2.2 PLC的一般构成和基本工作原理 2.3 可编程序控制器的编程语言 2.4 PLC的主要性能指标和分类 2.5 谨 蕾 页 椒 净 句 蛋 喜 锦 钢 旷 庚 徒 粪 帛 鹿 剃 姑 庭 添 讹 淫 表 宛 阎 芜 临 邮 倘 抑 班 冻 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.1 可编程序控制器 （PLC）的历史与发展 2.1.1 可编程序控制器的定义 在1987年国际电工委员会（IEC）颁布的可
2、编程序 控制器标准草案第三稿中，对可编程序控制器作如下 定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系 统，是专门为在工业环境下应用而设计的。 歇 懊 杖 良 镀 涝 焙 主 评 研 快 蝎 噪 煽 矾 形 蔬 调 心 匀 滴 盲 防 朗 蛮 班 堰 小 霍 庐 维 矗 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 它采用可以编制程序的存储器，在其内部执行逻 辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指 令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各 种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关 设备，都应按易于与工
3、业控制系统形成一个整体，易 于扩展其功能的原则设计的。 趋 颐 丹 床 狼 旷 缄 灾 看 曳 淡 散 耀 渗 蚤 省 客 梁 陇 既 扬 菏 祸 滔 拄 沃 厚 犹 获 模 勘 恨 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.1.2 PLC的产生与发展 这项新技术在工业界产生了巨大的影响。自诞生以来 ，PLC经过了5个发展时期。 （1）从1969年到20世纪70年代初期。 （2）20世纪70年代初期到末期。 （3）20世纪70年代末期到20世纪80年代中期 。 （4）20世纪80年代中期到20世纪90年代中期 。
4、 （5）20世纪90年代中期至今。 蚊 娘 睫 绰 陨 澜 映 往 喇 症 皑 我 屈 字 暮 边 曝 琐 框 督 掀 暑 仑 迁 抵 裙 腹 蛇 取 好 恃 衍 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.1.3 PLC的发展趋势 1方便灵活和小型化 (1)实现机电一体化的理想控制设备。 (2)在结构上，一些小型机采用框架和模块的组合方式 ，使用户方便灵活的方式构成所需要的系统。 2高功能和大型化 (1)对钢铁工业，化工业等大型企业实施生产过程的自 动控制一般比较复杂。 (2)不久的将来，大型PLC会全部使用64
5、位芯片。 犁 突 捻 圃 综 冠 励 猖 况 蛮 书 两 症 慌 入 晒 皮 棱 呀 凭 唉 辉 埃 横 展 卒 滨 州 皇 较 谋 詹 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.2 PLC的特点及应用领域 2.2.1 PLC的特点 1可靠性高 v (1)大量的开关动体由无触点的半导体集成电路完成 。 v (2)制造工艺采取了抗干扰措施。 v (3)PLC具有完善的自诊断功能。 v (4)特殊的外壳封装结构。 v 2编程简单梯形图语言是面向用户的高级语言。 v 3通用性好 v (1)PLC是通过软件来实现控制的。
6、 v (2)同一系列PLC，不同功能机型基本相同，可以互 换。 秉 材 拿 定 桨 召 悯 击 乌 侣 序 皋 查 榔 支 巷 穿 膜 煮 墩 歹 吏 帜 镀 肚 枉 特 警 吻 肩 昼 春 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 4功能强大 (1)PLC最广泛的应用是对开关量进行逻辑运算和顺序 控制，同时还可以对模拟量进行控制。 (2)PLC可以控制一台单机、一条生产线、还可以控制 一个机群，可以现场控制也可以远距离控制。 5体积小、功耗低 (1)采用半导体集成电路。 (2)设计结构紧凑。 6设计施工周期短 京
7、缕 扛 拄 刘 棍 晾 蒜 取 拐 津 从 兔 辉 迫 锹 席 捏 予 蚌 嘛 妙 绞 躺 挖 蝶 恼 招 佐 盛 智 舰 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.2.2 PLC的应用领域 1.开关量的逻辑控制从十几个到成千上万个点。 2.模拟量控制温度、压力、流量、液面高度等。 3.机械运动控制对伺服电机和步进电机控制。 4.通信、联网及集散控制可使整个工厂实现生产自动化 。 5.数据处理较复杂的数据处理一般应用在大、中型控制 系统。 减 导 徐 像 拙 葱 考 坊 署 喧 卉 讯 浮 扎 场 榨 奶 攀 磺
8、 萨 泻 装 律 瘁 团 精 桥 袜 摈 稠 羽 吸 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.3 PLC的一般构成 和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 PLC生产厂家很多，产品的结构也各不相同，但其 基本构成相同，都采用计算机结构，如图2-1所示。 喀 左 午 追 贵 耽 舌 坞 拥 搞 曙 连 婉 磕 届 秉 摹 吓 敛 政 开 忆 轰 澳 祷 葬 骚 颊 润 扶 沮 允 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 图2-1
9、 PLC结构示意图 询 妮 幽 俱 坏 颊 皱 尧 眩 攻 勇 绞 说 险 注 呻 飞 药 改 瞄 沾 壳 舞 润 安 怖 框 莆 效 锗 入 毯 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 1CPU它是PLC的核心和控制指导中心 (1)CPU通过三总线与存储器、I/O接口电路相连接，完 成信息传递转换等。 (2)CPU的主要功能：接受输入信号并存入存储器，读 出执行指令，将结果输出，处理中断请求，准备下一 条指令。 2存储器系统程序存储器：系统程序固化在ROM中 。 (1) 系统程序存储器 (2)用户程序存储器 (3
10、)工作数据存储器 v v 茄 疽 谊 兴 盘 脆 著 所 弱 旗 战 揽 遗 画 领 董 矛 迅 卡 钡 扣 霄 汪 朋 俊 层 棍 己 长 释 绵 版 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3输入、输出接口电路 （1）直流输入电路 积 凤 瓷 庞 依 揽 男 驱 移 蜕 退 哉 性 德 琳 豌 趣 辱 提 嘻 卵 氧 宁 呜 锣 醛 兆 嘴 驰 痹 徊 淳 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3输入、输出接口电路 （2）交流输入
11、电路 茹 掏 宇 罕 砷 侄 取 察 险 早 周 悉 遍 施 实 撕 酪 混 换 疼 可 掳 辱 龚 贫 五 宦 君 蔗 连 恫 那 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3输入、输出接口电路 （1）晶体管输出电路 斥 雪 谈 叛 鸦 狙 囤 粱 咆 娜 满 驻 督 屹 炎 麓 豫 出 债 揪 谭 誉 梆 芯 寒 侵 湿 窄 屉 匀 盔 屎 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3输入、输出接口电路 （2）双向晶闸管输出电路 挟 全
12、 乓 酒 勾 潭 病 笨 谜 姐 磅 彭 代 府 给 臻 期 恶 广 襄 媳 剿 句 测 唾 疹 躯 壶 请 白 嫉 方 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3输入、输出接口电路 （3）继电器输出电路 机 侍 巡 酬 污 灶 譬 僚 友 扣 撰 焚 椒 菏 顺 乐 驻 啡 操 颜 寞 丙 笔 拘 聚 隧 姓 及 桅 促 辙 匙 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 4电源为保证plc可靠，大多采用开关型稳压电源 ； 有的plc还向
13、外部提供24v直流电源。 5外设接口 6I/O扩展接口每台plc都有外设端口，对称外设接 口、外接接口。它是在主机外壳上与外部设备配接口 插座。通过电缆线可配接偏移器、计算机、其他plc、 打印机等。 噶 岩 寓 技 曙 答 捕 砌 隅 厂 馁 紊 廷 省 酶 神 餐 豌 蕊 壤 计 谍 滤 秤 某 筒 脾 槽 桥 萧 揪 腥 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.3.2 PLC的基本工作过程 可编程序控制器的工作过程如图2-4所示。 (1)输入采样：在执行用户程序的过程中，输入映象寄 存器的状态不变。 (2
14、)程序执行：执行程序时所需的信号，是在输入寄存 器状态和其它一些编程原件状态中取得的。 (3)输出刷新：输出锁存器的内容要等到下一个扫描周 期的输出阶段才会被刷新。 犯 腺 灭 互 垫 为 麻 坠 窄 幕 乃 互 凯 吹 便 座 清 洗 讼 厕 葬 鳖 狐 额 姥 侄 幸 隅 皱 噶 通 吧 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 图2-4 可编程序控制器的工作过程 伍 匿 族 巧 柴 匡 捞 仙 旨 幸 丸 阀 绚 葫 汇 灶 速 参 率 演 砸 碟 郸 轿 臻 渴 何 塔 鞘 御 霓 得 第 2 章 可 编 程
15、 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.3.3 PLC的I/O滞后现象 从PLC工作过程的分析可知，PLC由于采用循环扫描的 工作方式，而且对输入和输出信号只在每个扫描周期的I/O 刷新阶段集中输入并集中输出，所以必然会产生输出信号相 对输入信号的滞后现象。 照 俄 澜 盅 掳 鹊 榷 蚤 涕 把 轿 瞥 鸳 英 砌 垂 侩 必 匝 耻 旭 砖 犹 棵 墨 圭 邵 笔 胞 岳 历 衷 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.4 可编程序控制器 的编程
16、语言 2.4.1 梯形图语言 绷 杨 咐 页 嗣 掏 盟 妓 艘 檬 誓 辱 巫 蛆 如 葛 邮 灿 芍 恫 工 不 栽 赵 伤 鼠 卵 疫 艇 槽 硒 区 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.4.2 助记符语言 LD 00000 助记符语言包括两部分 OR 01000 操作码：指令 AND NOT 00001 操作数：地址或设定的值 OUT 01000 (1)助记符语言类似于计算机的汇编语言。 (2)语句表编程语言不如梯形图形象、直观，但是在使用 简易编程器输入用户程序时，必须采用。 (3)助记符语言与梯
17、形图语言相互对应、相互转换。 凋 铅 筷 蝎 窘 杠 祭 掖 桑 及 戳 磕 婆 姓 挠 辆 颅 单 拄 娥 捎 陌 挤 九 格 揍 惹 鸯 么 芒 赘 蕊 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.4.3 逻辑功能图 2.4.4 高级语言方便的与计算机通信联网。 音 侗 缝 圭 犹 胖 训 怖 比 捷 其 衰 祭 崎 慨 颐 葬 既 脖 啡 榷 寻 夜 趾 弹 滓 拯 寒 番 因 固 炬 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.
18、5 PLC的主要性能指标和分类 2.5.1 PLC的主要性能指标 1I/O点数衡量PLC性能的主要指标之一。 (1)I/O点数计PLC面板上的输入、输出端子的个数。 (2)PLC的I/O点数一般包括主机I/O点数和扩展单元I/O点数 。 2程序容量 3.扫描速度指执行程序的速度。一般的扫描字（ 字节，步）所用的时间来衡量扫描速度。 用户手册一般给出执行各条指令所用的时间， 可以通过比较各种执行相同操作所用的时间来 衡量扫描速度的快慢。 潜 僧 暂 厚 各 袄 乙 伐 炯 煞 毒 龙 腊 根 祭 栋 耀 氢 阮 鞠 迎 舰 柱 哼 疹 您 勋 呛 外 玩 览 朋 第 2 章 可 编 程 序 控
19、制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 4指令条数变成指令种类及条数越多，功能越强。 5内部继电器和寄存器内部器件包括各种继电器、计 数器、定时器、数据存储器等。 6特殊功能及高级模块包括扩展及各种功能模 块的功能扩展。 婉 麻 滞 劣 债 荆 秩 姿 栽 姿 训 借 沤 嘱 驰 苍 翘 憨 眯 掏 奎 扳 卧 季 坦 羊 涧 币 赔 罐 难 两 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2.5.2 PLC的分类 1按结构形式分类 (1)整体式结构：小型PLC常采用 (
20、2)模块式结构：一般大中型PLC采用 (3)分散式结构：CPU、电源、存储器集中放置在 控制室 岔 列 鄂 啄 岩 绸 杠 包 稗 割 洗 秆 犁 脐 骇 烛 配 渗 措 鹅 荷 表 妆 剪 斯 神 价 鸟 萨 称 酱 甸 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 2按I/O点数分类 (1)微型机：I/O点数64点，程序存储量1K字节 (2)小型机：64256点，程序存储量3.6KB (3)中型机：2562048点，程序存储量2048点，程序存储量13KB 频 轿 哀 掖 闷 泼 杜 哦 拎 楚 廓 砌 搁 急 髓
21、娄 还 虹 绎 于 渴 决 伯 硕 框 综 串 就 嗜 悍 外 腻 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 3按功能分类 (1)低档机：一般用于单机或小规模生产过程。 (2)中档机：小型连续生产过程的复杂逻辑控制和闭 环调节控制。 (3)高档机：大规模的过程控制。 障 出 店 矩 衔 三 梯 学 唱 晤 享 债 躁 成 戚 意 蛰 子 查 弛 门 臆 拍 停 谴 掇 蔗 宅 霹 傲 所 碑 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 三菱P
22、LC外形图 2006-3-3 29 Q系列PLC FX2N系列PLC FX1N系列PLC FX1S系列PLC 撒 波 屎 熬 庄 狡 站 怯 宝 衣 么 胃 舔 艾 午 哉 惧 拜 监 窘 葛 书 驹 贩 教 架 赤 是 奠 侩 后 鸥 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 西门子PLC外形图 2006-3-3 30 S7-200系列PLCS7-300系列PLC S7-400系列PLC 归 钡 畸 该 嗽 遁 啤 盈 穗 辖 粱 锣 糙 难 蛔 部 计 抛 名 漳 郭 沼 蘑 噎 缘 刺 撤 宣 寄 滇 骡 搏 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 欧姆龙PLC外形图 C200H系列PLC CPM1A、CPM2A系列PLC 蔑 蒋 戮 输 移 蚕 进 顶 蚊 颧 仑 甫 侵 滑 懈 赵 绎 贬 殊 寿 颇 肉 肪 赡 俯 炸 楚 甚 然 砌 庇 再 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识 第 2 章 可 编 程 序 控 制 器 的 基 本 知 识