【正文】 第 2章 可編程序控制器概論 第 2章 可編程序控制器概論 PLC的發(fā)展、分類(lèi)及應(yīng)用 結(jié)構(gòu)和工作原理 技術(shù)性能指標(biāo) 編程語(yǔ)言 第 2章 可編程序控制器概論 本章內(nèi)容包括： l PLC的發(fā)展 、 分類(lèi)及應(yīng)用 l 結(jié)構(gòu)及工作原理 l 主要技術(shù)性能指標(biāo) l 常用編程語(yǔ)言 返回本章首頁(yè) 第 2章 可編程序控制器概論 PLC的發(fā)展、分類(lèi)及應(yīng)用 產(chǎn)生 定 義 發(fā)展 特點(diǎn) 分類(lèi) 應(yīng)用 返回本章首頁(yè) 第 2章 可編程序控制器概論 . PLC的產(chǎn)生 隨著社會(huì)的進(jìn)步 ， 工業(yè)的發(fā)展 ， 控制對(duì)象越來(lái)越多 ，其邏輯關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜 ， 用繼電器組成的控制系統(tǒng)就會(huì)變得非常龐大 ， 從而造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定和造價(jià)昂貴 。 主要表現(xiàn)在： ① 當(dāng)某個(gè)繼電器損壞 、 甚至繼電器的某觸點(diǎn)接觸不良都會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行； ② 繼電器本身并不太貴 ， 但控制柜內(nèi)元件的安裝和接線工作量極大 ， 造成系統(tǒng)價(jià)格偏高； ③ 產(chǎn)品需要不斷地更新?lián)Q代 ， 生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)不斷地作相應(yīng)的調(diào)整 。 但對(duì)龐大的系統(tǒng)而言 ， 日常維護(hù)已很難 ， 再作調(diào)整難度更大 。 第 2章 可編程序控制器概論 解決問(wèn)題的設(shè)想 鑒于以上問(wèn)題， 1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司(General Motors)向傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)： 設(shè)想是否能用一種新型的控制器，引入這種控制器后可使龐大的系統(tǒng)減小，并且能方便地進(jìn)行修改、調(diào)整。按照這個(gè)宗旨，該公司向外公開(kāi)招標(biāo)，提出如下十大指標(biāo)： 第 2章 可編程序控制器概論 GE公司公開(kāi)招標(biāo)的十大指標(biāo)： ① . 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)改程序； ② . 維護(hù)方便 ， 最好是插件式 ； ③ . 可靠性高于繼電器控制柜； ④ . 體積小于繼電器控制柜； ⑤ . 成本低于繼電器控制柜； 第 2章 可編程序控制器概論 ⑥ . 可將數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī) ； ⑦ . 輸入可以是市電 (AC110v)； ⑧ . 控制程序容量 ≥ 4KB； ⑨ . 輸出可驅(qū)動(dòng)市電 2A以下的負(fù)荷 ， 能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥 ； ⑩ . 擴(kuò)展時(shí) ， 原有的系統(tǒng)僅作少許更改 。 第 2章 可編程序控制器概論 結(jié)果 ?這次招標(biāo)引起了工業(yè)界的密切注視，吸引了不少大公司前來(lái)投標(biāo)，最后 DEC公司一舉中標(biāo)，并于 1969年研制成功第一臺(tái) PC，當(dāng)時(shí)命名為 PC(Programmable Controller)。 ?這臺(tái) PLC投運(yùn)到汽車(chē)生產(chǎn)線后，取得了極為滿(mǎn)意的效果，引發(fā)了效仿的熱潮，從此 PLC技術(shù)得以迅猛的發(fā)展。 第 2章 可編程序控制器概論 PLC的定義及其術(shù)語(yǔ) 1. 定義 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng) ， 專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì) 。 它采用可編程序的存儲(chǔ)器 ， 用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算 、 順序控制 、 定時(shí) 、 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令 ， 并通過(guò)數(shù)字式 、 模擬式的輸入輸出 ， 控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 。 第 2章 可編程序控制器概論 NEMA 1987年作的定義 ? 美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（ NEMA） 1987年作的定義如下： “ 它是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字或模擬 I/O接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置。 ” 第 2章 可編程序控制器概論 2. PLC ~ PC 之爭(zhēng) ?PC (Programmable Controller) ?PC (Personal Computer) ?PLC (Programmable Logic Controller) 第 2章 可編程序控制器概論 3. 常用術(shù)語(yǔ) ?點(diǎn)數(shù) 指能夠輸入 / 輸出開(kāi)關(guān)量、模擬量的總個(gè)數(shù)。一般是 4或 8的倍數(shù)。 ?掃描周期 是指 PLC執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控程序、用戶(hù)程序、 I/O刷新一次所用的時(shí)間。它直接反映 PLC的響應(yīng)速度，因此是PLC的重要指標(biāo)之一，其單位是 ms/kw (kb)。 第 2章 可編程序控制器概論 發(fā)展 1. 發(fā)展及現(xiàn)狀 2. 發(fā)展趨勢(shì) （ 1）與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切 （ 2）發(fā)展多樣化 （ 3）模塊化 （ 4）網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強(qiáng) （ 5）多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化 （ 6）工業(yè)軟件發(fā)展迅速 返回本節(jié) 第 2章 可編程序控制器概論 特點(diǎn) 1. 可靠性高 、 抗干擾能力強(qiáng) 、具有柔性 、使用方便 、完善 、擴(kuò)充方便 、重量輕、環(huán)境要求低 8. 成本低、水平高 返回本節(jié) 第 2章 可編程序控制器概論 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 故障原因 設(shè)備故障 原 因 外部 環(huán)境 、 溫度 、 灰塵 、 有害氣體的影響 由 I/O線 、 電源線等引入的干擾 振動(dòng) 、 沖擊引起的器件損壞等 輻射干擾 電磁干擾 存儲(chǔ)器信息的丟失 、 出錯(cuò) 內(nèi)部 元器件的老化 、 失效 程序錯(cuò)誤 運(yùn)行進(jìn)入死循環(huán) 第 2章 可編程序控制器概論 解決方法 硬件 ? 常規(guī)手段 ：優(yōu)質(zhì)元器件 ，合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 隔離 ： I/O電路光電隔離，無(wú)電氣回路的聯(lián)接點(diǎn) ? 濾波 ：對(duì)供電系統(tǒng)及輸入回路采用模擬量濾波和數(shù)字濾波 ? 屏蔽 ：導(dǎo)電、導(dǎo)磁性能良好的材料 ，防電磁波輻射的干擾 ? 增強(qiáng)電源的適應(yīng)性 ：開(kāi)關(guān)電源 ? 采用模塊式結(jié)構(gòu) ：一旦某模塊有故障，能迅速更換 第 2章 可編程序控制器概論 解決方法 軟件 ? 設(shè)置警戒時(shí)鐘 WDT (看門(mén)狗 ) ? 系統(tǒng)軟件對(duì)用戶(hù)軟件自動(dòng)進(jìn)行檢查 ? 掉電保護(hù) ? 自檢 第 2章 可編程序控制器概論 2． 程序可變、具有柔性 生產(chǎn)工藝或設(shè)備改變后 ， 在原設(shè)計(jì)的 PLC功能備用量夠用的情況下 ， 可不變 PLC的硬件 ， 只要改編控制程序即可 。 這點(diǎn)就充分體現(xiàn)了 PLC具有繼電器控制系統(tǒng)所不具備和無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。故 PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，還在柔性制造單元 (FMC)、柔性制造系統(tǒng) (FMC)、工廠自動(dòng)化 (FA)中被大量采用。 第 2章 可編程序控制器概論 3． 編程簡(jiǎn)單、使用方便 PLC采用與繼電器控制邏輯圖非常接近的 “ 梯形圖 ”進(jìn)行編程 ， 這種編程方法既具備傳統(tǒng)控制線路的易懂易編 ， 清晰直觀優(yōu)點(diǎn) ， 又顧及了多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平 ， 易于被大眾接