1、1 1、PLCPLC的定义：的定义：4.1 可编程控制器的定义和特点可编程控制器的定义和特点 是一种专门用于工业环境的、以开关量逻辑控制为主，具有存储控制程序的存储器，能够按照控制程序，将输入的开关量（或模拟量）进行逻辑运算、定时、计数和算术运算等处理后，以开关量（或模拟量）的形式输出，控制各种类型的机械或生产过程的自动控制装置。v通用叫法通用叫法中文名称为中文名称为可编程控制器可编程控制器；英文名称为英文名称为Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，简称，简称PLCPLC早期叫早期叫PCPCPersonnelPer
2、sonnel computercomputer。易混，现都称。易混，现都称PLCPLC4.1 可编程控制器的定义和特点可编程控制器的定义和特点v 可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强；无触点免配线，采取了滤波、屏蔽、隔离等抗干扰措施，适应无触点免配线，采取了滤波、屏蔽、隔离等抗干扰措施，适应于各种恶劣的工业环境于各种恶劣的工业环境。v 编程简单，容易掌握；编程简单，容易掌握；采用梯形图方式编写程序，与继电器控制逻辑的设计相似采用梯形图方式编写程序，与继电器控制逻辑的设计相似。v 功能完善，灵活方便；功能完善，灵活方便；不仅有开关量逻辑控制功能和步进、计数功能，还具有模拟量不仅有开关量逻
3、辑控制功能和步进、计数功能，还具有模拟量处理、温度、位置、通信等功能。处理、温度、位置、通信等功能。v 体积小，质量小，能耗低；体积小，质量小，能耗低；采用大规模集成电路芯片构成。采用大规模集成电路芯片构成。2、可编程控制器的特点可编程控制器的特点4.2 可编程控制器的发展方向可编程控制器的发展方向v高性能、高速度、大容量发展高性能、高速度、大容量发展为了提高为了提高PLCPLC的处理能力，要求的处理能力，要求PLCPLC具有更好的响应速具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的度和更大的存储容量。目前，有的PLCPLC的扫描速度可的扫描速度可达达0.1ms/k0.1ms/k步左右。步左右
4、。PLCPLC的扫描速度已成为很重要的一的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。个性能指标。在存储容量方面，有的在存储容量方面，有的PLCPLC最高可达几十兆字节。为最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。盘。v向小型化和大型化两个方向发展向小型化和大型化两个方向发展小型小型PLCPLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型超小型微型PLCPLC，最小配置的，最小配置的I/OI/O
5、点数为点数为8 81616点，以点，以适应单机及小型自动控制的需要适应单机及小型自动控制的需要。大型化是指大中型大型化是指大中型PLC PLC 向大容量、智能化和网络化发向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/OI/O点数达点数达1433614336点的超大型点的超大型PLCPLC，其使用，其使用3232位微处理器，多位微处理器，多CPUCPU并行工作和大容量存储器，功能强。并行工作和大容量存储器，功能强。4.2 可编程控制器的发展方向可编程
6、控制器的发展方向v智能模块，加强联网与通信能力智能模块，加强联网与通信能力为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/OI/O模块、模块、通信和人机接口模块等。通信和人机接口模块等。PLCPLC的联网与通信有两类：的联网与通信有两类：PLC PLC之间联网通信，各之间联网通信，各PLCPLC生产厂家都有自己的专有联网手段；生产厂家都有自己的专有联网手段；PLC PLC与计与计算机之间的联网通信。算机之间的联网通信。为了加强联网与和通信能力，为了加强联网与和通信能力，P
7、LCPLC生产厂家也在协商生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。4.2 可编程控制器的发展方向可编程控制器的发展方向v增强外部故障的检测与处理能力增强外部故障的检测与处理能力据统计资料表明：在据统计资料表明：在PLCPLC控制系统的故障中，控制系统的故障中，CPUCPU占占5%5%，I/OI/O接口占接口占15%15%，输入设备占，输入设备占45%45%，输出设备占，输出设备占30%30%，线，线路占路占5%5%。前二项共前二项共20%20%故障属于故障属于PLCPLC的内部故障，它可通过的内部故障，它可通过PLCPLC本本身的软、
8、硬件实现检测、处理。身的软、硬件实现检测、处理。而其余而其余80%80%的故障属于的故障属于PLCPLC的外部故障。的外部故障。PLCPLC生产厂家都生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。进一步提高系统的可靠性。4.2 可编程控制器的发展方向可编程控制器的发展方向v编程语言多样化编程语言多样化在在PLCPLC系统结构不断发展的同时，系统结构不断发展的同时，PLCPLC的编程语言也越的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。来越丰富，功能也不断提高。除了大多数除了大多数PLCPLC使用的使用的梯形图梯形图、
9、语句表语句表语言外，为了适语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程步进编程语语言、面向过程控制的言、面向过程控制的流程图流程图语言、与计算机兼容的高语言、与计算机兼容的高级语言（级语言（BASICBASIC、C C语言等）等。多种编程语言并存、语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是互补与发展是PLCPLC进步的一种趋势。进步的一种趋势。4.2 可编程控制器的发展方向可编程控制器的发展方向4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类1、可编程控制器的性能指标可编程控制器的性能指标输入输入/输出点数（输出点数（I/OI/
10、O点数）；点数）；存储容量；存储容量；扫描速度；扫描速度；功能扩展能力；功能扩展能力；指令系统；指令系统；v按结构形式分按结构形式分整体式整体式PLCPLC 将电源、将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类2、可编程控制器的分类可编程控制器的分类v按结构形式分按结构形式分模块式模块式PLCPLC 将将PLCPLC各组成部分分别作成若干个单独的各组成部分分别作成若干个单独的模块，如模块，如CPUCPU模块
11、、模块、I/OI/O模块、电源模块（有的含在模块、电源模块（有的含在CPUCPU模块中）以及各种功能模块。模块中）以及各种功能模块。4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类2、可编程控制器的分类可编程控制器的分类v按结构形式分按结构形式分紧凑式紧凑式PLCPLC 还有一些还有一些PLCPLC将整体式和模块式的特点结将整体式和模块式的特点结合起来。合起来。4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类2、可编程控制器的分类可编程控制器的分类模块式模块式PLCPLC 将将PLCPLC各组成部分分别作成若干个单独的各组成部分分别作成若干个单独的模块，如模块，
12、如CPUCPU模块、模块、I/OI/O模块、电源模块（有的含在模块、电源模块（有的含在CPUCPU模块中）以及各种功能模块。模块中）以及各种功能模块。v按结构形式分按结构形式分紧凑式紧凑式PLCPLC 还有一些还有一些PLCPLC将整体式和模块式的特点结将整体式和模块式的特点结合起来。合起来。整体式整体式PLCPLC 将电源、将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类2、可编程控制器的分类可编程控制器的分
13、类v按功能分按功能分 低档低档PLCPLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。送和比较、通信等功能。中档中档PLCPLC 具有低档具有低档PLCPLC功能外，增加模拟量输入功能外，增加模拟量输入/输出、算术运输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程算、数据传送和比较、数制转换、远程I/OI/O、子程序、通信联网、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、等功能。有些还增设中断、PIDPID控制等功能。控制
14、等功能。高档高档PLCPLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档传送等。高档PLCPLC机具有更强的通信联网功能。机具有更强的通信联网功能。4.3 可编程控制器的性能指标与分类可编程控制器的性能指标与分类2、可编程控制器的分类可编程控制器的分类4.4 PLC系统的组成系统的组成硬件系统硬件系统软件系统软件系统PLCPLC系统系统CPU CPU 系统存储器系统存储器用户存储器用户存储器输入单元输入单元存储器存储器
15、输入输出接口输入输出接口输出单元输出单元系统监控程序系统监控程序 用户程序用户程序1、PLC硬件系统组成硬件系统组成输入电路输入电路输出电路输出电路CPUEEPROMRAM内部电源总线扩展接口外设接口编程器打印机计算机现场输入信号输出信号基本单元扩展单元现场输入信号输出信号4.4 PLC系统的组成系统的组成1、PLC硬件系统组成硬件系统组成v微处理器（微处理器（CPUCPU）接收并存储用户程序和数据；接收并存储用户程序和数据；诊断电源、诊断电源、PLCPLC工作状态及编程的语法错误；工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取
16、、解释、执行用户程序，完成用户运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户 程序的各种操作；程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。将用户程序的执行结果送至输出端。4.4 PLC系统的组成系统的组成1、PLC硬件系统组成硬件系统组成4.4 PLC系统的组成系统的组成v系统存储器系统存储器系统程序存储器系统程序存储器+系统数据存储器系统数据存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。存放存储系统参数。1
17、、PLC硬件系统组成硬件系统组成4.4 PLC系统的组成系统的组成v用户存储器用户存储器RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序存放用户工作程序；存放工作数据。存放工作数据。1、PLC硬件系统组成硬件系统组成4.4 PLC系统的组成系统的组成v通讯及编程接口通讯及编程接口采用采用RS-485RS-485或或RS-422RS-422串行总线串行总线连接专用编程器（连接专用编程器（FX-20PFX-20P、FX-10PFX-10P）；连接个人电脑（连接个人电脑（PCPC），实现编程及在线监控；），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接网络设
18、备（如调制解调器），实现远程通讯；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。连接打印机等计算机外设。1、硬件系统、硬件系统4.4 PLC系统的组成系统的组成通常有干接触、直流输入、交流输入三种形式。通常有干接触、直流输入、交流输入三种形式。干接触式由内部的直流电源供电，小型干接触式由内部的直流电源供电，小型PLC的直流输入电路也由内部的的直流输入电路也由内部的直流电源供电，交流输入必须外加电源。直流电源供电，交流输入必须外加电源。PLCPLC的输入接口电路的输入接口电路干接触直流输入交流输入1、PLC硬件系统组成硬件系统组成4.4 PLC系统的组成系统的组成输出形式有
19、三种：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。输出形式有三种：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。PLCPLC的输出接口电路的输出接口电路继电器输出晶体管输出晶闸管输出2、PLC软件系统组成软件系统组成4.4 PLC系统的组成系统的组成编程软件编程软件存储在ROM中，有PLC厂家开发的软件，通常不能被用户读取的程序。软件系统软件系统系统监控程序系统监控程序 用户程序用户程序由用户根据需要，通过编程软件（平台）用户自己编写的梯形图程序。4.5 PLCPLC系统的工作方式与编程语言系统的工作方式与编程语言 PLC的扫描工作方式 包括五个阶断：内部处理、通包括五个阶断：内部处理、通信处理、输入扫描、程序
20、执行、信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。输出处理。扫描周期：扫描周期：PLC完成一次扫描完成一次扫描过程所需的时间。过程所需的时间。扫描周期的长短与用户程序的扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关长度和扫描速度有关 1可编程控制器可编程控制器PLC的工作方式的工作方式4.5 PLCPLC系统的工作方式与编程语言系统的工作方式与编程语言1可编程控制器可编程控制器PLC的工作方式的工作方式 PLC的程序执行过程 PLC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段三个阶段 PLC 用户程序扫描工作过程用户程序扫描工作过
21、程输输入入端端子子输入输入映象映象寄存器寄存器X0X1X2M100 Y0元件元件映象映象寄存器寄存器读读X0Y0读读写写读读写写辅助继电器辅助继电器输输出出端端子子输出输出锁存锁存存储器存储器Y0Y1Y2输出输出反复一个周期反复一个周期称为扫描周期称为扫描周期程序执行中读程序执行中读 X X程序执行完写所有程序执行完写所有 Y Y4.5 PLCPLC系统的工作方式与编程语言系统的工作方式与编程语言1可编程控制器可编程控制器PLC的工作方式的工作方式 PLC的扫描周期 指指PLC从输入采样从输入采样程序执行程序执行输出刷新所用的时间。输出刷新所用的时间。主要与主要与I/O点数、程序的长短、指令的执行速度有关。点数、程序的长短、指令的执行速度有关。PLC的I/O响应时间 当当PLC的输入变化时，对应输出应随着变化，二者变化的时间间隔。的输入变化时，对应输出应随着变化，二者变化的时间间隔。I/O响应时间的大小与扫描周期、输入滤波器的滞后、输出开关电路响应时间的大小与扫描周期、输入滤波器的滞后、输出开关电路的滞后有关。的滞后有关。4.5 PLCPLC系统的工作方式与编程语言系统的工作方式与编程语言2可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言 梯形图语言 助记符语言 顺序功能图语言 类C语言
