PLC第一章概述

河北联合大学迁安学院PLC原理及应用技术主讲教师：岳立喜河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展二十世纪六十年代末期，美国汽车制造工业竞争十分激烈，为了适应市场从少品种大批量生产向多品种小批量生产的转变，为了尽可能减少转变过程中控制系统的设计制造时间，减少经济成本，1968年美国通用汽车公司GM（GenerlMotors）公开招标，要求用新的控制装置取代生产线上的继电接触器控制系统。河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基本可分为：第一代PLC（1969～1972年）：大多用一位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。第二代PLC（1973～1975年）：采用了8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基本可分为：第三代PLC（1976～1983年）：随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量的使用，PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通信方向发展，增加了多种特殊功能，如浮点数的运算、三角函数、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基本可分为：第四代PLC（1983年～现在）：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reducedinstructionsetcomputer)精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展正是由于PLC具有多种功能，并集三电（电控装置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得PLC在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。河北联合大学迁安学院第1章概述1.1可编程控制器的历史和发展由于PLC的发展，使其功能已经远远超出了逻辑控制的范围，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特点。1980年，美国电气制造商协会(NEMA)给它起了一个新的名称，叫programmablecontroller”，简称PC。由于PC这一缩写在我国早已成为个人计算机(personalcomputer)的代名词，为避免造成名词术语混乱，因此在我国仍沿用PLC表示可编程控制器。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用可靠性高，抗干扰能力强通用性强，使用方便采用模块化结构，使系统组合灵活方便编程语言简单、易学，便于掌握系统设计周期短对生产工艺改变适应性强安装简单、调试方便、维护工作量小河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用世界著名的PLC厂家：美国（AB公司）、日本（三菱、松下公司、OMRON）、德国（西门子）、我国（1971年开始研制）。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用Q系列PLCFX2N系列PLCFX1N系列PLCFX1S系列PLC三菱PLC外形图河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用西门子PLC外形图S7-200系列PLCS7-300系列PLCS7-400系列PLC河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用欧姆龙PLC外形图C200H系列PLCCPM1A、CPM2A系列PLC河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：逻辑量控制这是PLC最基本的应用领域，可用PLC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、家用电器(电视机、冰箱、洗衣机等)自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：模拟量控制PLC都具有模拟量处理功能，通过模拟量I／O模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，大、中型的PLC还具有PID闭环控制功能，运用PID子程序或使用专用的智能PID模块，可以实现对模拟量的闭环过程控制。PLC的模拟量控制功能已广泛应用于工业生产各个行业，例如自动焊机控制、锅炉运行控制、连轧机的速度和位置控制等都是典型的闭环过程控制的应用场合。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：模拟量控制锅炉运行控制河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：运动控制运动控制是指PLC对直线运动或圆周运动的控制，也称为位置控制，早期PLC通过开关量I/O模块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一功能，现在一般都使用专用的运动控制模块来完成。目前，PLC的运动控制功能广泛应用在金属切削机床、电梯、机器人等各种机械设备上，典型的如PLC和计算机数控装置(CNC)组合成一体，构成先进的数控机床。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：运动控制河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：数据处理现代PLC都具有不同程度的数据处理功能，能够完成数学运算(函数运算、矩阵运算、逻辑运算)、数据的移位、比较、传递、数值的转换和查表等操作，对数据进行采集、分析和处理。数据处理通常用在大、中型控制系统中，如柔性制造系统、机器人的控制系统等。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：数据处理河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：通信联网通信联网是指PLC与PLC之间、PLC与上位计算机或其他智能设备间的通信，利用PLC和计算机的RS-232或RS-422接口、PLC的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络，可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，建立工厂的自动化网络。河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用：通信联网河北联合大学迁安学院第1章概述1.2可编程控制器的特点和应用应用灌装及包装机械木材加工电梯控制空调控制纺织机械印刷机械河北联合大学迁安学院第1章概述1.3可编程控制器的结构和工作原理PLC结构与工作原理接受现场信号（按钮、各类开关、模拟量等）输入接口部件中央处理器CPU板内存块编程器电源部件接口部件输出受控元件（接触器、磁阀、指示灯）河北联合大学迁安学院第1章概述1.3可编程控制器的结构和工作原理PLC结构与工作原理河北联合大学迁安学院第1章概述1.3可编程控制器的结构和工作原理PLC结构与工作原理硬件软件存储器CPUI/O口编程器电源系统程序用户程序河北联合大学迁安学院第1章概述1.3可编程控制器的结构和工作原理PLC工作原理内部处理与自诊断通信处理方式开关？开始STOP输入采样程序执行输出刷新RUN用于程序的编制与修改实现程序控制河北联合大学迁安学院第1章概述1.3可编程控制器的结构和工作原理输入端输入电路输入映像寄存器X0X1X0Y0Y0Y1元件映像寄存器读写输出锁存器输出电路输出端Y0Y1读写输入部分逻辑部分输出部分河北联合大学迁安学院第1章概述1.4西门子公司简介西门子股份公司是世界最大西门子公司总部的机电类公司之一，1847年由维尔纳·冯·西门子建立。如今，它的国际总部位于德国慕尼黑。年营业额：767亿美元(2009年)员工数460,800人河北联合大学迁安学院西门子（中国）有限公司三大业务领域及所属业务集团业务集团业务领域能源工业医疗工业自动化&驱动技术楼宇科技欧司朗工业解决方案交通火力发电可再生能源石油与天然气能源服务输电配电影像及信息技术医疗流程与解决方案诊断