可編程控制器基礎(chǔ)知識簡介

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,可編程控制器基礎(chǔ)知識簡介,,,可編程控制器的定義,,可編程控制器，簡稱,PLC,（,Programmable logic Controller,）,,,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。,,在,1987,年國際電工委員會(huì)IEC（,International Electrical Committee,）頒布的,PLC,標(biāo)準(zhǔn)草案中對,PLC,做了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定

2、時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。,,,,PLC的發(fā)展歷程,,初創(chuàng)階段,：從第一臺可編程序控制器問世到20世紀(jì)70年代中期。,,擴(kuò)展階段,：從20世紀(jì)70年代中期到末期。,,通訊功能實(shí)現(xiàn)階段,：從20世紀(jì)70年代末期到20世紀(jì)80年代中期。,,開放階段,：從20世紀(jì)80年代中期開始。,,,PLC的特點(diǎn),,可靠性高，抗干擾能力強(qiáng),;,,配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng),;,,易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎,;,,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容

3、易改造,;,,體積小，重量輕，能耗低,;,,,PLC的應(yīng)用,,開關(guān)量的邏輯控制,,;,,模擬量控制,;,,運(yùn)動(dòng)控制,;,,過程控制,;,,數(shù)據(jù)處理,;,,通信及聯(lián)網(wǎng),。,,,PLC的分類,,按I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類,：,,小型PLC,,；,,中型PLC,,；,,大型PLC,,。,,小型PLC,,I/O點(diǎn)數(shù)< 256點(diǎn)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。常見的有以下：,,GE-I型 美國通用電氣（GE）公司,,TI100 美國德洲儀器公司,,F、F1、F2 日本三菱電氣公司,,C20 C40 日本立石公司（歐姆龍）,,S7-200

4、 德國西門子公司,,EX20 EX40 日本東芝公司,,SR-20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司,,中型PLC,I/O點(diǎn)數(shù)256～2048點(diǎn)；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K,。常見的有：,,S7-300 德國西門子公司,,SR-400 華光電子工業(yè)有限公司,,SU-5、SU-6 德國西門子公司,,C-500 日本立石公司,,GE-Ⅲ GE公司,,,大型PLC,,I/O點(diǎn)數(shù)> 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K,,。常見的有：,,S7-400 德國西門子公司,,GE-Ⅳ GE公司,,C-2

5、000 立石公司,,K3 三菱公司等,,PLC,的硬件,,PLC,控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，家,,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。通常都包括以下各部分：,,CPU模塊,,,I/O模塊,,,內(nèi)存,,,電源模塊,,,底板或機(jī)架,,,CPU模塊,CPU,主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，,CPU,單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。,PLC,中的,CPU,與存儲器配合，完成控制功能。它采用快速的巡回掃描周期，一般為,0.1~0.2s,，更快的則選用,50ms,或更小的掃描周。,,,I/O模塊,PLC,內(nèi)的,I/O,模板，除一般的,DI/DO,、,AD/

6、DA,模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的,I/O,模板，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊等。,,,電源模塊,PLC,電源用于為,PLC,各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供,24V,的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（,220VAC,或,110VAC,），直流電源（常用的為,24VAC,）。,,,底板或機(jī)架,電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使,CPU,能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。,,,PLC,的軟件,,,為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊,(,或子程序,),，稱為指令

7、系統(tǒng)，固化在存貯器,ROM,中，用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴(kuò)展指令。細(xì)分一般,PLC,的指令系統(tǒng)有,:,基本指令、定時(shí)器,/,計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、,BCD,運(yùn)算指令、二進(jìn)制運(yùn)算指令、增量,/,減量指令、邏輯運(yùn)算指令、特殊運(yùn)算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外,PLC,還提高了充足的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來極大方便。,,,可編程控制器程序設(shè)計(jì)語言,在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言,,,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。最常用的

8、是以下三種：,,梯形圖（Ladder Diagram）程序設(shè)計(jì)語言；,,功能模塊圖（Function Block）程序設(shè)計(jì)語言；,,布爾助記符（Boolean Mnemonic）程序設(shè)計(jì)語言。,,梯形圖（Ladder Diagram）程序設(shè)計(jì)語言,,與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；,,,與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)；,,,與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流（,Power,FLow,）,不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待；,,,與布爾助記符程序設(shè)計(jì)語

9、言有一一對應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查。,,,功能模塊圖（Function Block）程序設(shè)計(jì)語言,,以功能模塊為單位，從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變得容易；,,功能模塊是用圖形化的方法描述功能，它的直觀性大大方便了設(shè)計(jì)人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性；,,,對控制規(guī)模較大、控制關(guān)系較復(fù)錄的系統(tǒng)，由于控制功能的關(guān)系可以較清楚地表達(dá)出來，因此，編程和組態(tài)時(shí)間可以縮短，調(diào)試時(shí)間也能減少；,,,由于每種功能模塊需要占用一定的程序內(nèi)存，對功能模塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時(shí)間，因此，這種設(shè)計(jì)語言在大中型可編程控制器和集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)中才被采用。,,布爾助記符（Boolean Mnemonic）程序設(shè)計(jì)語言,采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于撐握的特點(diǎn)；,,,在編程器的鍵盤上采用助記符表示，具有便于操作的特點(diǎn)，可在無計(jì)算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；,,,與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語言基本類同。,,,圖示：,,