電工學chapter11.ppt

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1、第11章可編程控制器(PLC)概述11.2可編程控制器的程序編制11.3可編程控制器應用舉例11.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理第11章可編程控制器(PLC)本章要求：1.了解可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.了解可編程控制器的幾種基本編程方法。3.熟悉常用的編程指令。4.學會使用梯形圖編制簡單的程序。第11章可編程控制器（PLC）概述PLC是60年代末發(fā)展起來的一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電控制技術(shù)和計算機控制技術(shù)融為一體，被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制。傳統(tǒng)的繼電接觸控制具有結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，

2、在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。但這類控制裝置體積大，耗電較多，功能少，特別是靠硬件連接構(gòu)成系統(tǒng)，接線復雜，通用性和靈活性差。它的起源可以追溯到60年代，美國通用汽車公司為了適應汽車型號不斷翻新的需要，對生產(chǎn)線上的控制設(shè)備提出了新的要求，為此設(shè)想：把計算機的功能完善、通用靈活等優(yōu)點和繼電接觸控制簡單易懂等優(yōu)點結(jié)合起來，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的靈活性。并要求把計算機的編程方法和程序輸入方法加以簡化，使得不熟悉計算機的人也能方便使用。但這一時期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，邏輯運算，計時、計數(shù)、故稱為可編程邏輯控制器簡稱PLC（Pro

3、grammableLogicalController）。可編程控制器的發(fā)展：進入80年代，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，它具有數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能和可以進行模擬量控制、位置控制，特別是遠程通訊功能的實現(xiàn)，易于實現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱為可編程控制器（ProgrammableController）簡稱PC,但為了與個人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱為PLC。目前PLC已廣泛應用于冶金、礦業(yè)、機械、輕工等領(lǐng)域，加速了機電一體化的進程。1.用于邏輯控制這是PLC的基本功能，也是最

4、廣泛的應用，如機車的電氣控制、包裝機械的控制、電梯的控制等。2.用于模擬量的控制PLC通過模擬量I/O模塊，實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對模擬量進行控制。如閉環(huán)系統(tǒng)的過程控制、位置控制和速度控制。2.用于工業(yè)機器人的控制PLC作為一種工業(yè)控制器，適用于工業(yè)機器人。如自動生產(chǎn)線上有多個自由度的機器人控制。11.1.1可編程控制器的主要功能和特點主要功能2.PLC的主要特點(1)可靠性高，抗干擾能力強。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應惡劣的工作環(huán)境，具有很高的

5、可靠性。(2)編程簡單，使用方便。目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖編程語言，沿用了繼電接觸控制的一些圖形符號，直觀清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣泛的工業(yè)通用性。(4)縮短設(shè)計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標準化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應的模塊進行組合設(shè)計，同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時PLC還具有

6、故障檢測和顯示功能，使故障處理時間縮短。(5)體積小，易于實現(xiàn)機電一體化。各種PLC的具體結(jié)構(gòu)雖然多種多樣，但其結(jié)構(gòu)和工作原理大同小異，都是以微處理器為核心的電子電氣系統(tǒng)。PLC各種功能的實現(xiàn)，不僅基于其硬件的作用，而且要靠其軟件的支持。PLC內(nèi)部主要由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器、擴展接口和外部設(shè)備接口等幾部分組成。11.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理11.1.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用模擬量輸入行程開關(guān)繼電器觸點各種開關(guān)傳感器CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機構(gòu)采用光電隔離裝置繼電器

7、、可控硅、晶體管電路編程器打印機計算機1.主機CPU是PLC的核心，一切邏輯運算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。(1)運行用戶程序。(2)監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。(3)作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。內(nèi)部存儲器有兩類：一類是系統(tǒng)程序存儲器，另一類是用戶程

8、序及數(shù)據(jù)存儲器2.輸入/輸出(I/O)接口輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號。輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。3.