【正文】 器的存貯器包括 系統(tǒng)存貯器和用戶存貯器兩部分 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 (2)．輸入／輸出（ I/O）模塊 輸入／輸出模塊 :是可編程序控制器與現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備 連接的接口。 可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成與工作原理 1。工業(yè)部門對(duì)各種工業(yè)自控設(shè)備的需求 （見 表 ） 2。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 二?！? 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及在工業(yè)控制中的應(yīng)用 一。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(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。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 五。 可編程序控制器問世后 ，發(fā)展極為迅速 。 1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司 （ DEC） 根據(jù)上述要求 ， 研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器 ，并在 GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功 。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 四。 PLC控制系統(tǒng)的提出 六十年代末期 ， 美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈 ，各生產(chǎn)廠家汽車型號(hào)不斷更新 ， 其加工的生產(chǎn)線亦必須隨之改變 ， 對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)要重新配置 ， 因此 ， 1968年美國(guó)通用汽車公司 （ GM）公開招標(biāo) ， 對(duì)控制系統(tǒng)提出具體要求： （ 1） 編程簡(jiǎn)單 ， 可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； （ 2） 維修方便 ， 采用模塊化結(jié)構(gòu) ， 即插件式； （ 3） 可靠性高于繼電器控制系統(tǒng) ， 能在惡劣環(huán)境下工作； 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 （ 4） 體積小于繼電器控制柜； （ 5） 價(jià)格便宜 ， 成本應(yīng)可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)； （ 6） 輸入 、 輸出可以采用市電 ， 電流達(dá)到一定 要求 （ 2A以上 ） ， 可直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥； （ 7） 具有數(shù)據(jù)通訊功能 ， 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； （ 8） 易于系統(tǒng)擴(kuò)展 ， 在擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)只要很小變更； 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 （ 9） 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K以上 。用小型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制 : 由于價(jià)格昂貴 ， 輸入 、 輸出電路的不匹配及編程技術(shù)復(fù)雜等原因 （ 因?yàn)楫?dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的接口技術(shù) 、 編程技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到目前的水平 ） ， 因而并未得到推廣應(yīng)用 。最常用的一種順序控制裝置就是利用二極管矩陣來實(shí)現(xiàn)輸入輸出邏輯關(guān)系，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動(dòng)作的順序，從而大大增加了控制系統(tǒng)的靈活性 。半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置 半導(dǎo)體邏輯元件：是一種由半導(dǎo)體電子器件（各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等）組成的自動(dòng)化元件，它種類很多，如各種邏輯門（與、或、非）、觸發(fā)器、延時(shí)元件、振蕩器、開關(guān)放大器、電平檢測(cè)器、接近開關(guān)、交流可控硅開關(guān)等。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 二。繼電接觸器控制系統(tǒng)存在的問題 （ 1）隨著生產(chǎn)的發(fā)展，控制要求愈來愈 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 復(fù)雜，采用繼電器的類型和數(shù)量就不得不大量增加，電器之間的連接也就非常復(fù)雜，使控制柜的體積非常龐大，大大增加了生產(chǎn)控制柜的難度； （ 2）在繼電接觸器控制系統(tǒng)中，一個(gè)繼電器或一條連線出現(xiàn)故障，都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的不正常，而且由于系統(tǒng)的復(fù)雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便； (3)當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原來的接線和控制柜就要改接或更換，因此繼電接觸器控制系統(tǒng)的通用性和靈活性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。繼電接觸器控制系統(tǒng)特點(diǎn)： 由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、價(jià)格便宜，能在一定范圍內(nèi)（特別是在工作模式固定、工作方式簡(jiǎn)單的場(chǎng)合）滿足自動(dòng)控制的需要，因而使用面甚廣，在一定時(shí)期內(nèi)在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位?！?可編程序控制器系統(tǒng) 》 《 可編程序控制器系統(tǒng) 》 ? 課程背景 ? 課程目的 ? 課程內(nèi)容 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 一 .傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)及其存在 的問題 (20世紀(jì) 20年代） :用導(dǎo)線將各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 2。 2。 因此，為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，人們自然對(duì)控制系統(tǒng)提出了更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更通用、更靈活、易維修等要求。其他控制裝置 （ 20世紀(jì) 60年代） 1。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 半導(dǎo)體邏輯元件控制裝置：用半導(dǎo)體邏輯元件控制元件，按某種控制需要構(gòu)成相應(yīng)的無觸點(diǎn)邏輯控制系統(tǒng)及控制裝置；也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 2。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 三。 這些要求實(shí)際上提出了將繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)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 、 通用性好的特點(diǎn)結(jié)合起來 ， 將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想 。 PLC的歷史 1。 當(dāng)時(shí)人們把它稱為可編程序邏輯控制器 PLC（ Progrmmable Logic Controller） ， 只是用它取代繼電接觸器控制 ， 功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯 、 計(jì)時(shí) 、 計(jì)數(shù)等 。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 1971年日本開始生產(chǎn)可編程序控制器； 1973年歐洲開始生產(chǎn)可編程序控制器 ， 到現(xiàn)在世界各國(guó)一些著名的電氣制造商幾乎都在生產(chǎn) PLC裝置 ，如美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化公司的 AB、 歐洲的西門子 、 日本的三菱 、 日本的 OMROM、 美國(guó)的GE等 ， PLC已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中 ， 成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo) 。 PLC的定義 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） 1985年 1月對(duì)可編程序控制器作過如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。 可編程序控制器系統(tǒng)的基本特點(diǎn) （ 1）編程簡(jiǎn)單 （ 2）控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) （ 3）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 （ 4）體積小，維護(hù)方便 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 （ 5）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期 （ 6）其他功能： PLC除了上述特點(diǎn)之外，它具有開關(guān)量輸入／輸出，模擬量輸入／輸出，和大量的內(nèi)部中間繼電器、時(shí)間繼電器（定時(shí)器）、計(jì)數(shù)器等，具有邏輯控制、順序控制、信號(hào)／數(shù)據(jù)處理（算術(shù)處理、數(shù)據(jù)處理）等功能，并具有各種接口功能（可配備一般的 I/O接口模塊和一些智能模塊如通訊模塊、高精度定位模塊、遠(yuǎn)程 I/O控制等），現(xiàn)在的 PLC還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，可以通過各種通訊口將數(shù)據(jù)直接傳送給上位機(jī)，以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)在工業(yè)控制的應(yīng)用 1。應(yīng)用行業(yè) 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 三。 可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成 編程設(shè)備 外部設(shè)備 輸入模塊 CPU模塊 微處理器 存貯器 輸出模塊 外部設(shè)備 電 源 模 塊 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 （ 1） ． CPU模塊 CPU模塊是可編程序控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲(chǔ)器兩部分組成。 輸入模塊 :用來接收和采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)， 包括開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 輸入輸出模塊的分類 ： （ 1）數(shù)字量輸入輸出模塊： （ 2）模擬量輸入輸出模塊： （ 3）特殊模塊：如高速計(jì)數(shù)器模塊、熱電偶或熱電阻模塊，各種定位模塊、各種編碼器模塊、 ASCII／ BASIC模塊、各種通訊模塊等等。概括地說，可編程序控制器采用了“不斷循環(huán)順序掃描”的工作方式，CPU從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束為止，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 PLC運(yùn)行框圖： 上電及 內(nèi)部處理 掃描過程 診斷及 出錯(cuò)處理 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 第一部分：是上電及內(nèi)部處理，上電后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一些初始化工作，如硬件初始化、 I/O模塊配置檢查、停電保護(hù)設(shè)定及其它初始化處理。首先是輸入掃描， 其次是程序掃描階段， 最后一個(gè)階段即輸出掃描階段 。 若出現(xiàn)致命錯(cuò)誤 ， CPU就會(huì)被強(qiáng)制成 STOP方式 ， 停止掃描 。如果忽略可編程序控制器的通訊服務(wù)時(shí)間，忽略更新時(shí)鐘及進(jìn)行自診斷的時(shí)間，忽略 I/O刷新的響應(yīng)滯后時(shí)間，掃描周期就是程序執(zhí)行時(shí)間和 I/O掃描時(shí)間之和。 第 1章 可編程序控制器系統(tǒng)概述 四、 可編程序控制器的國(guó)內(nèi)外發(fā)狀況及發(fā)展趨勢(shì) （ 1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展 （ 2）體系結(jié)構(gòu)開放化及通信功能標(biāo)準(zhǔn)化 （ 3） I/O模塊智能化及專用化 （ 4）編程組態(tài)軟件圖形化 （ 5）發(fā)展集成技術(shù)及容錯(cuò)技術(shù) 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 概述 一、 可編程序控制器系統(tǒng)的組成 組成： PLC主要由電源、處理器 (CPU)、輸 入 /輸 出單元 (I/O)、特殊輸入 /輸出單 元及一些外部單元 (如編程器等 )組成?；究蚣芘c擴(kuò)展框架之間如果距離較近 (一般不超過 30m)，可通過擴(kuò)展本地 I/O(并行 )通信口與多個(gè)本地?cái)U(kuò)展框架相連；如果距離較遠(yuǎn) (一般少于3000m)，可以通過遠(yuǎn)程 I/O口連接。 控制容量：就是 I/O容量，也叫 I/O能力，通常以離散量 (數(shù)字量 )個(gè)數(shù)計(jì)。 2. 控制性能優(yōu)越的主控程序：編程人員可以任意使用順序功能流程圖 、 梯形圖和結(jié)構(gòu)文本來完成多達(dá) 16個(gè)主控程序 ， 每個(gè)主控程序?qū)?yīng)一個(gè)實(shí)際的設(shè)備或功能塊 ， 在實(shí)際應(yīng)用中可使用若干個(gè)主控程序 。 4. 內(nèi)置可組態(tài) RS–232/422/423串行口 ， 以及最大距離可達(dá) 3048m的 DH+網(wǎng) 、 遠(yuǎn)程 I/O(可組態(tài) )鏈路通信口 。 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 二 、 PLC5/40處理器 Keyswitch (Prog/Rem/Run) Serial Channel Channel 2A: DH+/RIO Channel 2B: DH+/RIO Channel 1A: DH+/RIO Channel 1B: DH+/RIO Memory Backup Slot Battery Holder Battery Indicator Processor Run/Fault Indicator Force Indicator ASCII Port Status Indicator Channel 2A and 2B Status Channel 1A and 1B Status EEPROM Memory 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 : （ 1） 鑰匙開關(guān) :用來設(shè)定可編程序控制器的工作狀態(tài) , 共 (PROG/REM/RUN)三種狀態(tài) . 其中 :當(dāng)開關(guān)處于 “ REM”即遠(yuǎn)程 (Remote)狀 態(tài)時(shí) ， 可以通過編程軟件設(shè)定處理器 工作在 “ 編程 ” 、 “ 調(diào)試 ” 或 “ 運(yùn) 行 ”狀態(tài) 。 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 （ 2） .指示燈 電池指示燈 “ BATT”: 燈 (紅 )亮表示電池盒里的電池該更換了 。 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 處理器運(yùn)行 /故障 (綠 /紅 )指示器燈 “ PROC”: 顯示處理器當(dāng)前的工作情況 燈 (綠 )亮：表示運(yùn)行正常 燈 (紅 )亮：表示處理器故障 強(qiáng)制指示燈 “ FORCE”：顯示用戶有無強(qiáng)制 I/O。 第 2章 可編程序控制器處理器及I/O模塊 串行口狀態(tài)指示燈： 閃綠表示通信正常 通信口指示燈 （ 1A、 1B； 2A、 2B） ： 固綠表示通信正常 （ 3） 通信口：