1、可编程控制器应用,孙海维主编中央电大出版,一、课程的性质和有关说明,课程的性质“可编程控制器（PLC）应用”是中央广播电视大学数控技术专业（机电一体化）必修课程之一。通过本课程的学习，可以使学生掌握可编程控制器的基本组成、常用的编程指令及其编程方法、可编程控制器的程序设计与系统调试方法。结合工程实际，运用相关的基本理论和技能，解决有关电气控制应用方面的一般工程控制问题，进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力，同时，为后续课程的学习打下坚实的基础。,关于考核的有关说明,1、期末考核分为终结性考核和形成性考核两部分。两者比例为82。终结性考核一般为笔试，占80%；形成性考核主要检验学生的平时作
2、业和实验，占20%，由地方电大根据课程要求组织实施。,2、考核要求：重点考核本课程所涉及到的基本概念、基础知识和可编程控制器基本编程方法。考核分三个层次要求：了解：对教学内容达到一般认知的要求。理解：对教学内容涉及到的基本概念、基本理论和基本分析方法达到领会的要求。掌握：对教学内容涉及到的基本理论、基本分析方法以及技能达到运用的要求。所以本课程侧重于PLC基本理论的讲解 如果想多点了解可以到网站上：http:/,第1章 可编程逻辑控制器基础 一、PLC的定义及基本功能二、PLC的特点、分类和性能指标三、PLC的基本结构和工作原理四、PLC与其他工控装置的比较,课时： 4节 教学目的及要求： 1
3、、了解可编程逻辑控制器的产生、定义、分类及 应用； 2、了解可编程逻辑控制器与其他工业控制装置的区别； 3、理解可编程控制器的特点，性能指标及分类； 4、掌握可编程控制器的基本结构即工作原理。 重点：可编程控制器的特点、性能指标，基本结构及工作原理 难点：PLC工作原理,一、PLC的定义及基本功能 随着电子计算机的迅猛发展，工业生产自动化控制技术发生了深刻的变化。无论是从国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动化控制系统，普遍把可编程控制器作为控制系统的核心。可编程控制器在取代传统电气控制方面有着不可比拟的优点，在自动化领域已形成了一种工业控制趋势。,自1969年第一台PLC面试以来，已成为
4、一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。,PLC品牌： 美国：A-B公司、通用电气公司、莫迪康公司等欧洲：德国西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法 国的TE公司。日本：三菱、欧姆龙、松下、富士等,定义：专为工业环境下应用而设计的计 算机控制系统，不仅可以对逻辑 量进行控制，也可以对模拟量进 行控制。,二、PLC的特点、性能指标和分类,1、PLC的主要特点 高可靠性，灵活性，编程简单，但价格较高。,2、PLC的性能指标硬件指标： I/O总点数开关量I/O用最大I/O点数表示，模拟量I/O用最大I/O通道数表示。 工作环境软件指
5、标：用户程序存储量、扫描速度、编程语言,3、PLC的分类 按结构形式分类整体式、模块式； 按输入输出点和存储容量分类大、中、小型； 按功能分类低档机、中档机、高档机。,三、PLC的基本结构和工作原理 1、PLC的基本结构 导轨安装各类模板的机架； 电源模板给PLC供电； CPU模板系统运算核心； 输入/输出模板配置I/O电平 转换及电气隔离。 可编程控制系统由硬件和软件两大部分组成。,2、PLC的工作原理 PLC工作过程一般分为三个阶段： 输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。,（1） 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中
6、的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。,（2） 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/
7、O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O 映象区或系统RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。,（3）输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应
8、的外设。这时，才是PLC 的真正输出。,四、PLC与其他工控装置的比较,1、PLC与继电器控制系统的比较 继电器控制系统：“硬接线”控制系统，通过修改控制器件和接线来改变控制功能； PLC控制系统：“软接线”程序控制系统，通过修改PLC程序并改动少量接线端子来改变控制功能。,2、PLC与集散控制系统（DCS）的比较 集散控制系统：由单回路仪表控制系统发展起来，侧重于模拟量调节，回路调节功能； PLC控制系统：由继电器逻辑控制系统发展起来，侧重于开关量顺序控制。 把PLC系统和DCS系统结合起来，形成一种新型的分布式计算机控制系统。,3、PLC于工业控制计算机的比较工业控制计算机通过微型计算机工业生产。适用于要求快速、实时性强、模型复杂、计算工作量大的工业对象的控制。PLC控制系统专为工业现场应用而设计，采取一系列抗干扰措施，具有很高的可靠性。,五、PLC的发展趋势,网络化主要是朝DCS方向发展，使其具有DCS系统的一些功能。多功能高可靠性兼容性小型化简单易用编程语言向高层次发展,
