【正文】 制造廠商都在致力于提高 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)能力，紛紛推出各具特色的PLC現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng) (FCS系統(tǒng) )，如西門子公司的 PROFIBUS、三菱公司的 CCLINK系列等，從而用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng) (DCS)。 PLC通過定位模塊 ， 可實(shí)現(xiàn)單軸或多軸的位置控制功能 ，從而實(shí)現(xiàn)定位 、 插補(bǔ)等簡易 CNC的功能 ， 達(dá)到運(yùn)動(dòng)控制的要求 。 4．?dāng)?shù)據(jù)處理 目前已經(jīng)出現(xiàn)了將支持順序控制的 PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的 CNC組合在一起的趨勢(shì) ， 從 CNC內(nèi)置 PLC和 PLC內(nèi)置CNC兩個(gè)方面相互融合 。 2．過程控制 PLC通過 PID指令或 PID模塊，甚至模糊控制模塊，及 A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，易于實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制，從而達(dá)到過程控制的要求。 第 5章 PLC概述 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 可編程控制器的應(yīng)用 1．開關(guān)量邏輯控制 是 PLC最基本 、 也是最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 ， 它取代了傳統(tǒng)的繼電器順序控制 ， 從單機(jī)控制 、 多機(jī)群控到自動(dòng)生產(chǎn)線的控制 ，都可以找見它的身影 。 PLC的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動(dòng)控制，擴(kuò)展到以下應(yīng)用領(lǐng)域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活相關(guān)的機(jī)器、與環(huán)境相關(guān)的機(jī)器，而且有急速的上升趨勢(shì)。 由于具有上述特點(diǎn)，使得可編程控制器的應(yīng)用范圍極為廣泛，可以說只要有工廠，有控制要求，就會(huì)有 PLC的應(yīng)用。 工作人員通過它可以查出故障原因 ，便于迅速處理 。 5．維修方便，維修工作量小 可編程控制器有完善的自診斷 ， 履歷情報(bào)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能 。 又用程序 (軟接線 )代替硬接線 ，安裝接線工作量少 。 近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言 (Sequential Function Chart， SFC)， 也稱功能圖 ， 使編程更簡單方便 。 第 5章 PLC概述 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 可編程控制器的特點(diǎn) 2．適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活 由于可編程控制器產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn) ， 品種齊全 ， 多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu) ， 組合和擴(kuò)展方便 ， 用戶可根據(jù)自己需要靈活選用 ， 以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡各異的控制系統(tǒng)要求 。 目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程控制器 ， 其平均無故障時(shí)間都大大地超過了IEC規(guī)定的 10萬小時(shí) (折合為 4166天 ， 約 11年 )。 1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 這往往是用戶選擇控制裝置的首要條件 。 第 5章 PLC概述 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 可編程控制器的特點(diǎn) 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是復(fù)雜多樣的 ， 它們對(duì)控制的要求也各不相同 。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是 ， 可編程控制器與以往所講的鼓式 、 機(jī)械式的順序控制器在 “ 可編程 ”方面有質(zhì)的區(qū)別 。 定義還強(qiáng)調(diào)了可編程控制器直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境 ， 它須具有很強(qiáng)的抗干擾能力 、 廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍 。 這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用 “ 面向用戶的指令 ” ，因此編程方便 。 ” 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的定義 此定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制器是 “ 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) ” ， 即它也是一種計(jì)算機(jī) 。 它采用了可編程序的存儲(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)操作等面向用戶的指令 ， 并通過數(shù)字式或模擬式的輸入 /輸出 ， 控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 。 ” 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的定義 國際電工委員會(huì) (IEC)曾于 1982年 11月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿 ， 1985年 1月又頒發(fā)了第二稿 ， 1987年 2月頒發(fā)了第三稿 。 美國電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA(National Electrical Manufacturers Association)在 1980年給可編程控制器做了如下的定義： “ 可編程控制器是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置 ， 它使用了可編程序的記憶以存儲(chǔ)指令 ， 用來執(zhí)行諸如邏輯 、 順序 、 計(jì)時(shí) 、計(jì)數(shù)和演算等功能 ， 并通過數(shù)字或模擬的輸入和輸出 ， 以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程 。然而 PC這一簡寫名稱在國內(nèi)早已成為個(gè) 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的名稱演變 人計(jì)算機(jī) (Personal Computer)的代名詞 ， 為了避免造成名詞術(shù)語混亂 ， 因此國內(nèi)仍沿用早期的簡寫名稱 PLC表示可編程控制器 ， 但此 PLC并不意味只具有邏輯功能 。 1980年，美國電氣制造商協(xié)會(huì) (NEMA)給他一個(gè)新的名稱 “ Programmable Controller”，簡稱 PC。 1975—1976年，集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，將 CPU集成電路、存儲(chǔ)器與控制器有機(jī)結(jié)合。 可編程控制器從誕生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了四次換代，如表 示。 到現(xiàn)在 ， 世界各國的一些著名的電氣工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器裝置 。 1971年 ， 日本開始生產(chǎn)可編程控制器 。 1969年 ， 美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC公司 )研制出了第一臺(tái)可編程控制器 PDP14， 在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功 ， 并取得了滿意的效果 ， 可編程控制器自此誕生 。 (10) 用戶存儲(chǔ)器大于 4 KB(存儲(chǔ)器 4 K)。 (8) 輸出可為市電 ， 容量要求在 2 A以上 ， 可直接驅(qū)動(dòng)接觸器等 (輸出交流 115 V、 2 A)。 (6) 成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng) (成本適當(dāng) )。 (4) 體積小于繼電器控制盤 (體積小 )。 (2) 維修方便 ， 采用插件式結(jié)構(gòu) (維護(hù)方便 )。 1968年，美國最大的汽車制造商 —— 通用汽車公司 (GM)為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，要求尋找一種比繼電 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的產(chǎn)生 器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器，并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。 在可編程控制器出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序地工作，若要改變控制的順序就必須改變控制系統(tǒng)的硬件接線，因此，其通用性和靈活性較差。第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的產(chǎn)生 可編程控制器的名稱演變 可編程控制器的定義 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 可編程控制器的特點(diǎn) 可編程控制器的應(yīng)用 PLC的分類和發(fā)展 可編程控制器的分類 可編程控制器的發(fā)展 PLC、繼電器、單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較 PLC的基本組成 中央處理器 (CPU) 存儲(chǔ)器 輸入 /輸出接口 電源 擴(kuò)展接口 通信接口 智能輸入 /輸出接口 編程器 其他部件 PLC的工作原理 PLC的工作方式 PLC的工作過程 PLC的中斷處理 PLC的編程語言 梯形圖編程語言 布爾助記符編程語言 (語句表 ) 功能表圖編程語言 功能模塊圖編程語言 結(jié)構(gòu)化語句描述編程語言 第 5章 PLC概述 本章要點(diǎn) : PLC的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)、應(yīng)用、分類及其發(fā)展 PLC的基本組成與工作原理 PLC的編程語言 本章難點(diǎn) : PLC的基本組成與工作原理 本章主要講述可編程控制器的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)、應(yīng)用、分類及其發(fā)展，可編程控制器的基本組成、工作原理及其編程語言。 第 5章 PLC概述 可編程控制器的產(chǎn)生 PLC的產(chǎn)生及定義 要認(rèn)識(shí)可編程控制器的發(fā)展史，我們要追溯到 20世紀(jì) 60年代末期。 20世紀(jì) 60年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，由于價(jià)格高、輸入輸出電路不匹配、編程難度大以及難以適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得推廣。主要內(nèi)容是 (GM10條指標(biāo) )： (1) 編程方便 ， 可現(xiàn)場(chǎng)修改程序 (編程簡單 )。 (3) 可靠性高于繼電器控制裝置 (可靠性高 )。 (5) 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī) (能通信 )。 (7) 輸入可為市電 (輸入 115 V交流 )。 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的產(chǎn)生 (9) 擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最少 (方便擴(kuò)展 )。 這些條件實(shí)際上提出將繼電器控制的簡單易懂 、 使用方便 、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的 功能完善 、 靈活性 、 通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來 ， 將繼電接觸器控制的硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想 。 編程控制器自問世以來 ， 發(fā)展極為迅速 。 1973年 ， 歐洲開始生產(chǎn)可編程控制器 。 可編程控制器已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中 ， 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的產(chǎn)生 成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo) 。 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的產(chǎn)生 表 可編程控制器的發(fā)展代次 代 次 器 件 功 能 第一代 1位微處理器 邏輯控制功能 第二代 8位微處理器及存儲(chǔ)器 產(chǎn)品系列化 第三代 高性能 8位微處理器及位片式微處理器 處理速度提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展 第四代 16位、 32位微處理器及高性能位片式微處理器 邏輯、運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的名副其實(shí)的多功能 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的名稱演變 從可編程控制器發(fā)展歷史可知，可編程控制器功能不斷變化，其名稱演變經(jīng)歷了如下過程：早期產(chǎn)品名稱為“ Programmable Logic Controller”(可編程邏輯控制器 )，簡稱 PLC，主要替代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能也不斷地增加，因而可編程邏輯控制器(PLC)不能描述其多功能的特點(diǎn)。 1982年，國際電工委員會(huì) (IEC)專門為可編程控制器下了嚴(yán)格定義。 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的定義 可編程控制器一直在發(fā)展中 ， 因此直到目前為止 ， 還未能對(duì)其下最后的定義 。 一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是用來執(zhí)行 PLC之功能 ， 亦被視同為 PLC， 但不包括鼓式或機(jī)械式順序控制器 。 草案中對(duì)可編程控制器的定義是： “ 可編程控制器是一種數(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) 。 可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備 ， 都按易于工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體 ， 易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) 。 它是 “ 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) ” 的計(jì)算機(jī) 。 它能完成邏輯運(yùn)算 、 順序控制 、 定時(shí) 、 計(jì)數(shù)和算術(shù)操作 ， 它還具有 “ 數(shù)字量或模擬量的輸入 /輸出控制 ” 的能力 ， 并且非常容易與 “ 工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 ” ， 易于 “ 擴(kuò)充 ” 。 這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征 。 由于 PLC引入了微處理機(jī)及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等 第 5章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生及定義 可編程控制器的定義 新一代電子器件 ， 并用規(guī)定的指令進(jìn)行編程 ， 能靈活地修改 ，即用軟件方式來實(shí)現(xiàn) “ 可