【文章內(nèi)容簡介】 （ TOSHIBA） ? 日本的光洋電子（ KOYO） 和中國的華光電子 (CKE） ? 日本松下電工株式會(huì)社（ MEW）： Matsushita Electric Works Ltd） 4. PLC著名品牌 根據(jù)美國 Automation Research Co．（ ARC） 的商情調(diào)查，在1994年 PLC市場上，最大的 5家 PLC制造商是 : SIEMENS， Allen－ Bradly，（ Rockwell) AEG Schneider， 三菱電機(jī) , OMRON(立石電機(jī)） （ 1996年中國 PLC市場） 一、 PLC的定義 ? 國際電工委員會(huì)（ IEC） 于 1982年 11月和 1985年 1月對(duì)可編程序控制器作了如下的定義： “ 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(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)算等操作的命令，并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì) ” 。 22 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 二、 PLC的分類 （ 1）按 I／ O點(diǎn)數(shù)分類 ? I／ O點(diǎn)數(shù)小于 32為微型 PLC； ? I／ O點(diǎn)數(shù)在 32～ 128為微小型 PLC； ? I／ O點(diǎn)數(shù)在 128～ 256為 小型 PLC； ? I／ O點(diǎn)九在 256～ 1024為 中型 PLC； ? I／ O點(diǎn)數(shù)大于 1024為 大型 PLC； ? I／ O點(diǎn)數(shù)在 4000以上為超大型 PLC。 以上劃分不包括模擬量 I／ 0點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定不變的。 22 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) （ 2）按結(jié)構(gòu)形式分類 ? 整體式 PLC： 又稱單元式或箱體式。整體式 PLC是將電源、 CPU、I／ 0部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型 PLC采用這種結(jié)構(gòu)。 ? 模塊式 PLC： 將 PLC各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU模塊、I／ 0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式 PLC由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型 PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型 PLC也采用這種結(jié)構(gòu)。 ? 有的 PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為 疊裝式 PLC。 22 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 二、 PLC的分類 ①可靠性高 (平均無故障時(shí)間 35萬小時(shí)） ②編程簡單 ③通用性強(qiáng) ④體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護(hù)方便 22 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 三、 PLC的優(yōu)點(diǎn) ? 主要是 PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議， I/O模板不通用，甚至連機(jī)柜、電源模板亦各不相同。 ? 編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。 ? SIEMENS等公司已經(jīng)開發(fā)出以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在 Windows平臺(tái)下，結(jié)合 IEC1131－ 3國際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的 PLC。 22 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 三、 PLC的缺點(diǎn) 一、 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 ? PLC在工業(yè)自動(dòng)化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng) 用于機(jī)械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、 交通等行業(yè)。經(jīng)驗(yàn)表明， 80 ％以上的工業(yè)控制可以使用 PLC來完成。 ? 在日本，凡 8個(gè)以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用 PLC來取代。 23 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢 一、 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 23 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢 ? （ 1）向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展 （ CPU處理速度 nS級(jí)；內(nèi)存 2M字節(jié)） ? （ 2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性 （超大型和超小型） ? （ 3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化 （硬件、軟件兼容的 PLC） ? （ 4）分散型、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的 I／ 0 ? （ 5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力 ? （ 6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu) OMAC（ open Modular Architecture for Control） 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 31 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu) 一 、整體式 CPU模塊 ， 輸入輸出模塊和電源裝在一個(gè)箱狀機(jī)殼內(nèi) 。 適用于小型 PC，它包括基本單元和擴(kuò)展單元 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 31 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu) 二 、模塊式 由框架和模塊組成 ， 模塊插在模塊插座上 ，模塊插座焊在框架中的總線連接板上 。 三、疊裝式 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 32 CPU模塊 微處理器 存儲(chǔ)器 一、微處理器 （ 1） 通用處理器： 808 8028 80386 （ 2）單片機(jī)芯片： 803 8096 （ 3） 位片式微處理器： AMD2900 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 32 CPU模塊 二、存儲(chǔ)器 (RAM) 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器： 可讀可寫，沒有斷電保持功能。 (ROM)只讀存儲(chǔ)器：只讀，不能寫。 (EPROM)可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)器：非易失性 .用紫外線照射芯片上的透鏡窗口 ， 可以擦除已寫入的內(nèi)容 ,寫入新內(nèi)容 。 (EPPROM)可電擦除：的它是非易失的 ,間有 ROM的非易失性和 RAM的隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn) .但價(jià)格比較高 。 RAM存放用戶程序 ROM存放用戶程序 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 33 I/O模塊 一 、 模塊的外部接線方式 COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 匯點(diǎn)式 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 33 I/O模塊 一 、 模塊的外部接線方式 COM1 Y0 Y1 COM2 Y2 Y3 分組式 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 33 I/O模塊 一 、 模塊的外部接線方式 YO COM0 Y1 COM1 Y2 COM2 Y3 COM3 分割式 第三章 可編程序控制器的硬件與工作原理 34 可編程序控制器的工作原理 輸入模塊 輸出模塊 CPU 模塊 可編程序控制器 按鈕 選擇開關(guān) 限位開關(guān) 電源 接觸器 電磁閥 指示燈 電源 編程器 34 可編程序控制器的工作原理 34 可編程序控制器的工作原理 一 、 PLC 的工作狀態(tài)： 運(yùn)行狀態(tài) (RUN): 輸入處理 執(zhí)行程序 輸出處理 內(nèi)部處理 通訊處理 停止?fàn)顟B(tài) (STOP): 內(nèi)部處理 通訊處理 34 可編程序控制器的工作原理 二 、 PLC 的工作特點(diǎn) 輸入信號(hào)集中批量處理 輸出信號(hào)集中批量處理 程序集中執(zhí)行 三 、 PLC 的工作過程 掃描工作方式 34 可編程序控制器的工作原理 T = 公共部分掃描時(shí)間 +外設(shè)掃描時(shí)間 +用戶程序執(zhí)行時(shí)間 + I／ 0掃描時(shí)間 四、 PLC的掃描周期 T = 輸入延遲時(shí)間 +掃描周期 +輸出延遲時(shí)間 +輸出時(shí)間 PLC的 I／ 0響應(yīng)時(shí)間 35 編程器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 （ 一 ） 、 專用編程器 簡易編程器 : 功能： 輸入和編輯指令表程序 特點(diǎn) : 體積很小 價(jià)格便宜 圖形編程器 功能： 直接生成和編輯梯形圖程序 特點(diǎn) : 價(jià)格高 操作比較麻煩 35 編程器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 （ 二 ） 、 個(gè)人計(jì)算機(jī)程序開發(fā)系統(tǒng) 功能： 。 編制 修改 PLC的梯形圖程序 。 監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行 打印 采集和分析數(shù)據(jù) 。 適時(shí)彩色圖形操作器和文字處理器 。 對(duì)工業(yè)現(xiàn)場和系統(tǒng)仿真 。 網(wǎng)絡(luò)管理器和網(wǎng)絡(luò)工作站 特點(diǎn)： 可以利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軟件和網(wǎng)絡(luò)資源 功能強(qiáng)大 35 編程器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 （ 三 ） 數(shù)據(jù)存取單元 35 編程器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 （ 三 ） 數(shù)據(jù)存取單元 35 編程器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 順序功能圖 梯形圖 功能塊圖 指令表 結(jié)構(gòu)文本 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 順序功能圖 1 相當(dāng)于應(yīng)用軟件中的邏輯框圖； 2 是一種位于其它編程語言之上的 圖形語言； 3 用來編制順序控制程序 。 步 1 步 2 步 3 動(dòng)作 1 動(dòng)作 2 轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 梯形圖 1 繼電接觸控制系統(tǒng) 電路圖很相似； 2 簡單直觀。 X0 X1 X2 Y0 X3 X4 X5 X5 X6 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 功能塊圖 類似于數(shù)字邏輯電路中編程語言 ， 用類似與門、 或門等方框圖來表示的邏輯運(yùn)算關(guān)系 。 SR S1 Q1 R AND OR Test1 Test2 Sw1 %1X3 Reset start 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 指令表 由若干條指令組成的程序叫指令表程序。 XO YO X1 Y1 Y2 X3 Y3 LD X0 OUT Y0 LDI X1 OUT Y1 OUT Y2 LD X3 OUT Y3 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 41 可編程序控制器的編程語言概述 結(jié)構(gòu)文本 PASCAL BASIC C等高級(jí)語言 便于實(shí)現(xiàn)： 數(shù)學(xué)運(yùn)算 數(shù)據(jù)處理 圖形顯示 報(bào)表打印 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 42 梯形圖的主要特點(diǎn) （ 1） 編程元件不是真實(shí)的硬件繼電器 ,而是軟件繼電器 。 （ 2） 梯形圖兩側(cè)的公共線稱為公共母線 ， 分析時(shí) ， 可以假想有一個(gè)能流從左向右流動(dòng) 。 （ 3） 程序執(zhí)行是一個(gè)邏輯解算的過程 。 根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系 ,求出各個(gè)線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài) （ 4） 梯形圖中的各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn) ,都可以無限次使用。 （ 5）梯形圖中的線圈應(yīng)該放在最右邊。 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 42 梯形圖的主要特點(diǎn) 梯形圖的編程特點(diǎn) 每一個(gè)梯級(jí)從起始母線 —— 觸點(diǎn) —— 輸出繼電器 —— 母線 觸點(diǎn)狀態(tài)有接通和斷開兩種狀態(tài) 觸點(diǎn)可以任意串聯(lián)和并聯(lián) ,繼電器線圈只能并聯(lián) ,不能串聯(lián) 輸出繼電器可以使輸出繼電器 ,中間繼電器 ,輔助繼電器 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 43 FX系列可編程序控制器梯形圖中的編程元件 一 、 輸入繼電器 （ X） 第四章 可編程序控制器的編程語言和指令系統(tǒng) 43 FX系列可編程序控制器梯形圖中的編程元件 一 、 輸入繼電器 （ X） 輸入繼電器沒有線圈 狀態(tài)取決于外部輸入信號(hào)的狀態(tài) 輸入繼電