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1、可編程控制器原理及應(yīng)用,泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院,介紹,教材以小型可編程控制器PLC為例，介紹可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)，以及工作原理，要求掌握常用指令的格式和應(yīng)用方法，熟練畫出可編程控制器外部電路接線圖，掌握可編程控制器應(yīng)用的基本設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。,第1章 概論,1.1 可編程控制器的產(chǎn)生及定義 1、PLC的產(chǎn)生及定義 1968年由美國通用汽車公司（GE）提出，1969年有美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功，有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)算功能稱為PLC（programmable logic controller）。 80年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC采用通用微處理器為核心，功能擴(kuò)展到各種算術(shù)運(yùn)算，PLC運(yùn)
2、算過程控制并可與上位機(jī)通訊、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。被稱為PC（programmable controller）即可編程控制器。 2、PLC的產(chǎn)生及定義 國際電工委員會（IEC）1987年頒布的可編程邏輯控制器的定義如下： “可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)”。,本章敘述可編程控制器產(chǎn)生、定義及特點(diǎn)，分
3、類和發(fā)展方向,1.3 可編程控制器的工作特點(diǎn),1、使用于工業(yè)環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)。 2、可靠性高。無故障工作時間（平均）數(shù)十萬小時并可構(gòu)成多機(jī)冗余系統(tǒng)。 3、控制能力極強(qiáng)。算術(shù)、邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)、PID運(yùn)算、過程控制、通訊等。 4、使用、編程方便。（LAD）梯形圖、語句表（STL）、功能圖（FBD）、控制系統(tǒng)流程圖等編程語言通俗易懂，使用方便。 5、組成靈活。小型PLC為整體結(jié)構(gòu)，并可外接I/O擴(kuò)展機(jī)箱構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。中大型PLC采用分體模塊式結(jié)構(gòu)，設(shè)有各種專用功能模塊（開關(guān)量、模擬量輸入輸出模塊，位控模塊，伺服、步進(jìn)驅(qū)動模塊等）供選用和組合，由各種模塊組成大小和要求不同的控制系統(tǒng)。 所
4、以可編程控制器可以稱為全功能工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。,1.4 可編程控制器的分類和發(fā)展,1、 分類 按I/O點(diǎn)數(shù)可分為大、中、小型三大類，通?？梢远x為： 小型：I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下； 中型：I/O點(diǎn)數(shù)在2561024點(diǎn)之間； 大型：I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上。 2、應(yīng)用 可編程控制器在多品種、小批量、高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，PLC控制已成為工業(yè)控制的重要手段之一，與CAD/CAM，機(jī)器人技術(shù)一起成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代自動化生產(chǎn)的三大支柱。 通常可以認(rèn)為，只要有控制要求的地方，都可以用到可編程控制器。 3、發(fā)展方向 發(fā)展方向分小型化和大型化兩個發(fā)展趨勢。小型PLC有兩個發(fā)展方向，即
5、?。ㄎⅲ┬突蛯I(yè)化。大型化指的是大中型PLC向著大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動控制。,第2章 可編程控制器構(gòu)成原理,可編程控制器硬件系統(tǒng)：可編程控制器系統(tǒng)由輸入部分、運(yùn)算控制部分和輸出部分組成。 輸入部分：將被控對象各種開關(guān)信息和操作臺上的操作命令轉(zhuǎn)換成可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，然后送到PLC的輸入端點(diǎn)。 運(yùn)算控制部分（CPU）：由可編程控制器內(nèi)部CPU按照用戶程序的設(shè)定，完成對輸入信息的處理，并可以實(shí)現(xiàn)算術(shù)、邏輯運(yùn)算等操作功能。 輸出部分：由PLC輸出接口及外圍現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成。CPU的運(yùn)算結(jié)果通過PLC的輸出電路，提供
6、給被控制裝置。,2.1 可編程控制器的基本組成,可編程控制器主機(jī)的硬件電路： 由CPU，存儲器，基本I/O接口電路，外設(shè)接口，電源等五大部分組成。,2.1 可編程控制器的基本組成,基本I/O接口電路 可編程控制器輸入電路原理圖 PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部信號送至PLC內(nèi)部電路。輸入接點(diǎn)分為干接點(diǎn)式，直流輸入式和交流輸入式三大類。,2.1 可編程控制器的基本組成,可編程控制器輸出電路原理圖 PLC輸出電路用來驅(qū)動被控負(fù)載（電磁鐵、繼電、接觸器線圈等）。PLC輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式，雙極型和晶閘管式等三種。,2.2 可編程控制器的工作原理,可編程控制器通過循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)，執(zhí)行用戶程序，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。 PLC采用循環(huán)順序掃描方式工作，CPU在每個掃描周期的開始掃描輸入模塊的信號狀態(tài)，并將其狀態(tài)送入到輸入映像寄存器區(qū)域；然后根據(jù)用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號，并將處理結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域，在每個掃描周期結(jié)束時，送入輸出模塊。,
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