1、山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 基本内容：基本内容：PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。第五章第五章 PLC基础知识基础知识难点：难点：工作方式、扫描时间。工作方式、扫描时间。重点：重点：定义、基本功能、工作方式。定义、基本功能、工作方式。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC在单台设备上的应用在单台设备上的应用山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC在小型生产线上的应用山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC在啤酒灌装生产线上的应用山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利
2、2013 以PLC为控制核心的电控柜山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 运算与控制运算与控制显示与监控显示与监控感感知知响响应应与与执执行行动作开关动作开关伺服系统伺服系统变频驱动变频驱动编程操作编程操作自动控制系统构成自动控制系统构成山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 生产线的组态控制生产线的组态控制山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC控制系统的组成山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 第五章第五章 PLC基础知识基础知识1一、一、可编程控制器的定义可编程控制器的定义二、二、PLC的产生与历史的产生与历史三、三、PLC的现状及发展趋
3、势的现状及发展趋势四四、PLC的基本功能的基本功能五五、PLC的特点的特点及分类及分类六、六、PLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 一、可编程序控制器的定义一、可编程序控制器的定义 可编程序控制器可编程序控制器:（Programmable Logical Controller）是一种是一种数字运算数字运算操作的电子系统，专为在操作的电子系统，专为在工业环境下应工业环境下应用而设计用而设计的。它采用可编程的存储器，用来在其的。它采用可编程的存储器，用来在其内部存贮执行内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数逻辑运算、顺序控制、定
4、时、计数和算术运算和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式等操作指令，并通过数字式和模拟式的的输入和输出输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。则设计。简单地说：简单地说：PLC就是一种工业用计算机。就是一种工业用计算机。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 二、二、PLC的产生与历史的产生与历史 19681968年，美国通用汽车公司年，美国通用汽车公司(GM(GM公司公司
5、)为了在每次为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，逻辑顺序控制装置，并提出了并提出了1010项招标技术指标。项招标技术指标。1 1、编程编程简单，可在现场修改和调试程序；简单，可在现场修改和调试程序；2 2、维护维护方便，各部件最好采用插件方式；方便，各部件最好采用插件方式；3 3、可靠性可靠性高于继电接触器控制系统；高于继电接触器控制系统；4 4、设备、设备体积体积要小于继电器控制柜；要小于继电器控制柜；5 5、数据数据
6、可以直接送给管理计算机；可以直接送给管理计算机；6 6、成本成本可与继电接触器控制系统相竞争；可与继电接触器控制系统相竞争；山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 7 7、输入输入量是量是115V115V交流电压；交流电压；8 8、输出输出量为量为115V115V交流电压，输出电流在交流电压，输出电流在2A2A以上，能直以上，能直接驱动电磁阀；接驱动电磁阀；9 9、系统、系统扩展扩展时，原系统只需作很小的变动；时，原系统只需作很小的变动；1010、用户、用户程序程序存储器容量能扩展到存储器容量能扩展到4K4K字节。字节。1010项指标的核心为以下四点：项指标的核心为以下四点：用计算机
7、代替继电器控制柜；用程序代替硬件用计算机代替继电器控制柜；用程序代替硬件接线；输入接线；输入/输出信号可与外部装置直接连接；结构易输出信号可与外部装置直接连接；结构易于扩展。于扩展。美国数字设备公司美国数字设备公司(DEC)(DEC)中标，于中标，于19691969年研制成功年研制成功了一台符合要求的控制器，在通用汽车公司了一台符合要求的控制器，在通用汽车公司(GM)(GM)的汽的汽车装配线上试验并获得成功。车装配线上试验并获得成功。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC的历史的历史第一代在第一代在1969196919721972年。年。CPUCPU由中小规模集成电路组成，存
8、储由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。器为磁芯存储器。第二代在第二代在1973197319751975年。开始使用微处理器作为年。开始使用微处理器作为CPUCPU，存储器，存储器采用半导体存储器。采用半导体存储器。第三代在第三代在1976197619831983年。年。PLCPLC进入大发展阶段，采用进入大发展阶段，采用8 8位和位和1616位微处理器作为位微处理器作为CPUCPU，部分产品还采用了多微处理器结构。，部分产品还采用了多微处理器结构。第四代为第四代为19831983年到现在。采用年到现在。采用1616位以上的微处理器作为位以上的微处理器作为CPUCPU外，外，内存容量更大
9、，有的已达数兆字节；多台内存容量更大，有的已达数兆字节；多台PLCPLC可实现资源共享；可实现资源共享；可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统。可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 三、三、PLC的现状与发展趋势的现状与发展趋势 目前，世界上有目前，世界上有200多家多家PLC厂商，厂商，400多品种的多品种的PLC产产品，品，PLC产品可按地域分成三大流派：产品可按地域分成三大流派：欧洲产品欧洲产品;美国产品美国产品;日本产品日本产品。欧洲：西门子（欧洲：西门子（Siemens）；）；法国的法国的TE（Telemecanique）；）；美国
10、：美国：A-B（Allen-Bradly）、）、GE（General Electric）日本：三菱电机（日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、）、欧姆龙欧姆龙（OMRON）、）、FUJI （日本主要发展中小型（日本主要发展中小型PLC，其小型，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜）机性能先进，结构紧凑，价格便宜）韩国、台湾等韩国、台湾等PLC产品应当属于日系产品流派。产品应当属于日系产品流派。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 我国我国PLC研发与生产的现状研发与生产的现状 我国有许多厂家、科研院所从事我国有许多厂家、科研院所从事PLC的研制与开发，如中的研制
11、与开发，如中国科学院自动化研究所的国科学院自动化研究所的PLC-0088，北京联想计算机集团公，北京联想计算机集团公司的司的GK-40，上海机床电器厂的，上海机床电器厂的CKY-40，上海起重电器厂的，上海起重电器厂的CF-40MR/ER，苏州电子计算机厂的，苏州电子计算机厂的YZ-PC-001A，原机电部，原机电部北京机械工业自动化研究所的北京机械工业自动化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40，杭州，杭州机床电器厂的机床电器厂的DKK02，天津中环自动化仪表公司的，天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480，上海自立电子设备厂的，上海自立电子设备厂的KKI系列，上海香岛
12、机电制系列，上海香岛机电制造有限公司的造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256，无锡华光电子工业，无锡华光电子工业有限公司（合资）的有限公司（合资）的SR-10、SR-20/21等。等。总的市场份额少于总的市场份额少于2%。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 中国中国PLC市场（市场（2006年度）年度）世界世界PLC领导厂家的五霸分别为西门子公领导厂家的五霸分别为西门子公司、司、A-B公司、施耐德公司、三菱公司和公司、施耐德公司、三菱公司和欧姆龙公司。他们的销售额约占全球总销欧姆龙公司。他们的销售额约占全球总销售额的三分之二。售额的三分之二。50亿的国内亿的国内PLC市
13、场总需求中，小型市场总需求中，小型PLC（256点以下）的市场巨大，占据点以下）的市场巨大，占据市场总额的市场总额的64。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 2009年，中国年，中国PLC市场的总规模将超过市场的总规模将超过7亿美金亿美金 山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 三菱系列三菱系列PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 西门子系列西门子系列PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 OMRON系列系列PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 A-B系列系列PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 中国
14、中国PLC市场在市场在20042008年翻番年翻番 在最近的经济发展中，中国以其制造业发在最近的经济发展中，中国以其制造业发展的迅猛及范围的广泛为人瞩目，使展的迅猛及范围的广泛为人瞩目，使PLC在某在某些自动化领域增长超过了些自动化领域增长超过了20%。中国的。中国的PLC市市场在未来的场在未来的5年内，将以年内，将以14.1%的综合年增长率的综合年增长率增长。增长。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 PLC的发展趋势的发展趋势朝着朝着小型小型,简易简易,价格低廉价格低廉方向发展方向发展(PLR-(PLR-可编程继电器）可编程继电器）朝着朝着大型大型,高速高速,多功能多功能方向发
15、展（方向发展（PPC-PPC-过程控制；过程控制；PMC-PMC-运动控制）运动控制）就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLCPLC仍仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLCPLC发发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLCPLC的未来发展有着许多的未来发展有着许多不同的意见。不同的意见。近年来近年来PLCPLC的市场销售一直坚挺；的市场销售一直坚挺；PCPC控制有了引人注目的进展，但控制有了引人注目
16、的进展，但毕竟只能对高端的毕竟只能对高端的PLCPLC产品形成竞争；小型、超小型产品形成竞争；小型、超小型PLCPLC的发展势头令人的发展势头令人刮目相看；刮目相看；PLCPLC和和PCPC控制在今后可能相互融合。控制在今后可能相互融合。从从PLCPLC的发展趋势看，的发展趋势看，PLCPLC控制技术将成为今后工业自动化的重要手控制技术将成为今后工业自动化的重要手段。在未来的工业生产中，段。在未来的工业生产中，PLCPLC技术，机器人技术和技术，机器人技术和CAD/CAMCAD/CAM技术技术将成为将成为实现工业生产自动化的三大支柱实现工业生产自动化的三大支柱.山东建筑大学 电气控制与PLC
17、范文利 2013 四、四、PLC的基本功能的基本功能1 逻辑控制功能逻辑控制功能2 定时控制功能定时控制功能3 计数控制功能计数控制功能4 步进控制功能步进控制功能5 数据处理功能数据处理功能6 回路控制功能回路控制功能7 通讯联网功能通讯联网功能8 监控功能监控功能9 停电记忆功能停电记忆功能10 故障诊断功能故障诊断功能山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 1 逻辑控制功能逻辑控制功能v逻辑控制功能实际上就是逻辑控制功能实际上就是位处理功能位处理功能，是是PLC的的最基本功能最基本功能之一。这是之一。这是PLC最基本最基本的应用领域，可用的应用领域，可用PLC取代传统的继电器控
18、取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例，如机床电气控制、起很多成功的应用实例，如机床电气控制、起重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑重机、皮带运输机和包装机械的控制、注塑机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、机的控制、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器家用电器(电视机、冰箱、洗衣机等电视机、冰箱、洗衣机等)自动装自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。生产线的控制等。山东建筑大学 电气
19、控制与PLC 范文利 2013 用用PLC控制电机工作控制电机工作 山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 2 定时控制功能定时控制功能 定时控制功能是定时控制功能是PLC的最基本功能之一。的最基本功能之一。PLC中有许多可供用户使用的定时器，其功能类似于中有许多可供用户使用的定时器，其功能类似于继电器线路中的时间继电器。定时器的设定值继电器线路中的时间继电器。定时器的设定值(定定时时间时时间)可以在编程时设定，也可以在运动过程中可以在编程时设定，也可以在运动过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。同时根据需要进行修改，使用方便灵活。同时PLC还还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时
20、控制。提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 3 计数控制功能计数控制功能v计数控制功能是计数控制功能是PLC的最基本功能之的最基本功能之一一.PLC为用户提供了许多计数器为用户提供了许多计数器,计数器计计数器计数到某一数值时数到某一数值时,产生一个状态信号产生一个状态信号(计数值计数值到到),利用该状态信号实现对某个操作的计数利用该状态信号实现对某个操作的计数控制控制.计数器的设定值可以在编程时设定计数器的设定值可以在编程时设定,也也可以在运行过程中根据需要进行修改可以在运行过程中根据需要进行修改.山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利
21、2013 5 数据处理功能数据处理功能 PLC PLC大部分都具有数据大部分都具有数据处理功能处理功能,可以实现可以实现算术运算术运算、数据比较、数据传送、算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换译码数据移位、数制转换译码编码编码等操作。中、大型等操作。中、大型PLCPLC数据处理功能更加齐全，数据处理功能更加齐全，可完成可完成开方、开方、PIDPID运算、浮运算、浮点运算点运算等操作，还可以和等操作，还可以和CRTCRT、打印机相联，实现程打印机相联，实现程序、数据的显示和打印。序、数据的显示和打印。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 8 监控功能监控功能 PLC设置了较强的
22、监控功能。利用编程设置了较强的监控功能。利用编程器或监视器，操作人员可以对器或监视器，操作人员可以对PLC有关部分有关部分的运行状态进行的运行状态进行监视监视。利用编程器，可以调。利用编程器，可以调整定时器、计数器的设定值和当前值，并可整定时器、计数器的设定值和当前值，并可以根据需要改变以根据需要改变PLC内部逻辑信号的状态及内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为调整和维护提供了极数据区的数据内容，为调整和维护提供了极大的方便。大的方便。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 9 停电记忆功能停电记忆功能 PLC内部的部分存储器所使用的内部的部分存储器所使用的RAM设置了停电保持器
23、件（设置了停电保持器件（备用电池备用电池等），以保等），以保证断电后这部分存储器中的信息能够长期保证断电后这部分存储器中的信息能够长期保存。利用某些记忆指令，可以对工作状态进存。利用某些记忆指令，可以对工作状态进行记忆，以保持行记忆，以保持PLC断电后的数据内容不变。断电后的数据内容不变。PLC电源恢复后，可以在原工作基础上继续电源恢复后，可以在原工作基础上继续工作。工作。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 10 故障诊断功能故障诊断功能 PLC可以对系统构成、某些硬件状态、指令可以对系统构成、某些硬件状态、指令的合法性等进行自诊断，发现异常情况，发出报警的合法性等进行自诊断，发
24、现异常情况，发出报警并显示错误类型，如属严重错误则自动中止运行。并显示错误类型，如属严重错误则自动中止运行。PLC的故障自诊断功能，大大提高了的故障自诊断功能，大大提高了PLC控制控制系统的安全和可维护性。系统的安全和可维护性。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 五、五、PLC的分类的分类1.按结构形式分类按结构形式分类 整体式整体式PLC：整体式是将整体式是将PLC的的CPU、存储器、存储器、I/O单元、单元、电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有I/O扩展单元扩展单元配合主机使用，用以扩展配合主机使用，用以扩展I/O点数。整体式点
25、数。整体式PLC的特点是结构的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵活性较低，小型活性较低，小型PLC多采用这种结构。多采用这种结构。组合式组合式PLC：组合式组合式PLC是由一些标准模块单元组成，采是由一些标准模块单元组成，采用总线结构，不同功能的模块（如用总线结构，不同功能的模块（如CPU模块、输入模块、输出模块、输入模块、输出模块、电源模块等）通过总线连接起来。组合式模块、电源模块等）通过总线连接起来。组合式PLC的特点是的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具有不同功能和不同控制规可以根据功能需要灵活配置，
26、构成具有不同功能和不同控制规模的模的PLC，多用于大型和中型，多用于大型和中型PLC。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 2.按控制规模分类按控制规模分类输入输出的总路数，又称为输入输出的总路数，又称为I/O点数，是表征点数，是表征PLC控制规模的重要控制规模的重要参数。因此，按控制规模对参数。因此，按控制规模对PLC分类时，可分为：分类时，可分为：1.小型小型PLC：I/O点数较少，在点数较少，在256点以下的点以下的PLC。2.中型中型PLC：I/O点数较多，在点数较多，在256点以上、点以上、2048点以下的点以下的PLC。3.大型大型PLC：I/O点数较多，在点数较多，在
27、2048点以上的点以上的PLC。但大中小型但大中小型PLC的划分并无严格的界限，的划分并无严格的界限，PLC的的I/O点数可点数可以依据需要灵活配置。以依据需要灵活配置。山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 小型整体式PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 组合式组合式PLC山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 系统总线组合式PLC的组成示意图控制系统现场过程或上位计算机编程器单元输入单元输出单元智能单元通信单元山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 五、五、PLC的特点的特点1.灵活通用灵活通用2.安全可靠，抗干扰能力强安全可靠，抗干扰能力强
28、3.体积小，重量轻，易于实现机电一体化体积小，重量轻，易于实现机电一体化4.使用方便、维护简单使用方便、维护简单5.速度较慢、价格较高速度较慢、价格较高山东建筑大学 电气控制与PLC 范文利 2013 六、六、PLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 PLC与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、从适应性、可靠性及
29、设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被继电器控制大多数将被PLC所取所取代。代。与工业计算机比较与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、面采用了采用面向控制过程、面向问题的向问题的“自然语言自然语言”进行编程，进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用使用，便于推广应用。，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。机则更能发挥其专长。
