這是plc基礎(chǔ)知識(shí)ppt，包括了PLC的產(chǎn)生與歷史，可編程控制器的定義，PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，PLC的特點(diǎn)，PLC的基本功能，PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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PLC基礎(chǔ)知識(shí) 一、 PLC的產(chǎn)生與歷史 世界上第一臺(tái)PLC 1969年由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司（GE）的要求研制成功。 背景： 1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GE），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。 設(shè)計(jì)思想： 吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn) ☆ 繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復(fù)雜、不易更改、查找和排除故障困難，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，但簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜； ☆ 計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活（可編程）、通用性好，但編程困難； ☆ 采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。（梯形圖） ◆70年代初期： 僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制，通常稱(chēng)為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller） ◆70年代中期： 微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能 ◆80年代以后：隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能。 近年來(lái)PLC發(fā)展迅速 PLC集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價(jià)格比高、高可靠性的特點(diǎn)，已成為自動(dòng)化工程的核心設(shè)備。 PLC成為具備計(jì)算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使用量高居首位。 PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。 二、 可編程控制器的定義 定義： 國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對(duì)可編程控制器定義如下： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)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儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程�？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。 PLC三大流派 歐洲：德國(guó)的西門(mén)子(SIEMENS)、AEG及法國(guó)的TI公司 美國(guó)：A-B（Allen-Bradly）(其產(chǎn)品約占美國(guó)PLC市場(chǎng)50％的份額。 )、GE（General Electric）、莫迪康(MODICON)公司、德州儀器(T1)公司、 歌德(Gould)公司、西屋公司 日本：三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（OMRON）、 FUJI （日本主要發(fā)展中小型PLC，在世界小型PLC市場(chǎng)上， 日本產(chǎn)品約占有70％的份額。在中國(guó)，OMRON產(chǎn)品的銷(xiāo)量居首位。） 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有韓國(guó)、臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品；現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了系列化的國(guó)產(chǎn)PLC，其價(jià)格相對(duì)低廉，性價(jià)比較高。 　西門(mén)子PLC外形圖 　三菱PLC外形圖 　歐姆龍PLC外形圖 （1）向高速度、大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展 （CPU處理速度nS級(jí)；內(nèi)存2M字節(jié)） （2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性 （超大型和超小型） （3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化 （硬件、軟件兼容的PLC） （4）分散型、智能型、與現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的I／0 （5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力 （6）控制的開(kāi)放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（open Modular Architecture for Control） 通用性強(qiáng)，使用方便 功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 控制程序可變具有很好的柔性 編程方法簡(jiǎn)單，容易掌握 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修工作少.極為方便�？刂瞥绦蜃兓�方便.具有很好的柔性。 體積小、重量輕、功耗低 第二節(jié) PLC基本原理 2.1 PLC內(nèi)部硬件框圖及各部分作用 2.2 PLC工作過(guò)程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo) 2.4 PLC分類(lèi) PLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類(lèi)似：是一種以微處理器為核心的、用于控制的特殊計(jì)算機(jī) PLC的基本組成包括硬件與軟件兩部分 PLC的硬件：中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等 PLC的軟件：系統(tǒng)程序和用戶程序 2.1.2 PLC內(nèi)部主要部件功能 PLC中常采用的CPU有三類(lèi)： 1) 通用微處理器（如Z80、8086、80286等） 2) 單片微處理器（如8031、8096等） 3) 位片式微處理器(如AMD29W等) 小型PLC：大多采用8位通用微處理器和單片微處理器； 中型PLC：大多采用16位通用微處理器或單片微處理器； 大型PLC：大多采用高速位片式微處理器（32位）； 小型PLC為單CPU系統(tǒng)； 中、大型PLC則大多為雙CPU或多CPU系統(tǒng)； 對(duì)于雙CPU系統(tǒng)，一個(gè)為字處理器，一般采用8位、16位或32位處理器；另一個(gè)為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專(zhuān)用芯片。 存儲(chǔ)器的作用： PLC中，存儲(chǔ)器主要用于系統(tǒng)程序、用戶程序、數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器的類(lèi)型： ① 可讀/寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM ② 只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM、EPROM、E2PROM 4. 輸入/輸出接口（I/O模塊） 輸入/輸出接口通常也稱(chēng)I / O 單元或I / O 模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接通道。 PLC輸入接口-----用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量(要通過(guò)模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號(hào)，用這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。 PLC輸出接口-----路將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 ◆ I / O 接口的作用： 電平轉(zhuǎn)換功能：由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。 光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力，通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。 I / O 接口的類(lèi)型： 開(kāi)關(guān)量輸入/輸出接口 模擬量輸入/輸出接口 ◆ 輸入/輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)： PLC的I/O點(diǎn)數(shù)是指PLC的I/O接口所能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)的總和。 I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。 當(dāng)I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò)PLC的I/O擴(kuò)展接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。 5.PLC編程器及作用 6. PLC中的電源及作用 PLC配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，以提供內(nèi)部電路使用。 與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。因此，對(duì)于電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內(nèi)波動(dòng)。 許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感 器供電。 電源的容量。 ◆PLC配有各種通信接口與外部設(shè)備連接 與打印機(jī)連接，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印 與監(jiān)視器連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái) 與PLC連接，組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)�？刂� 與計(jì)算機(jī)連接，組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，控制與管理相結(jié)合 與人機(jī)界面（觸摸屏）連接 與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。PLC的智能接口模塊種類(lèi)很多，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。 與編程器連接 系統(tǒng)程序: 系統(tǒng)程序，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能。 系統(tǒng)程序，由PLC的制造廠家編寫(xiě)的，在PLC使用過(guò)程中不會(huì)變動(dòng)，它和PLC的硬件組成有關(guān)，它關(guān)系到PLC的性能。 系統(tǒng)程序，由制造廠家直接固化在只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問(wèn)和修改。 ◆ 用戶程序: 用戶程序是用戶根據(jù)控制對(duì)象生產(chǎn)工藝及控制的要求而編制的應(yīng)用程序。它是由PLC控制對(duì)象的要求而定的。 為便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。 為防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在EPROM中。 現(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲(chǔ)器。 PLC的編程語(yǔ)言 （3）順序功能圖 順序功能圖常用來(lái)編制順序控制程序，它包括步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能圖法可以將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為一些小的工作狀態(tài)。對(duì)于這些小狀態(tài)的功能依次處理后再把這些小狀態(tài)依一定順序控制要求連接成組合整體的控制程序。 2.2 可編程控制器工作過(guò)程特點(diǎn)及主要性能指標(biāo) 當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行眾多的操作，而PLC的CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作， 每一刻只能執(zhí)行一個(gè)操作。 解決的辦法：采用分時(shí)操作原理 掃描工作方式：由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來(lái)看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)完成的，這種分時(shí)操作的方法稱(chēng)為掃描工作方式。 2.3掃描周期和I/O滯后時(shí)間 I/O滯后時(shí)間又稱(chēng)為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的間隔。 3、PLC的掃描時(shí)間計(jì)算 有關(guān)結(jié)論 1、PLC的掃描周期和用戶程序的長(zhǎng)短與系統(tǒng)構(gòu)成有關(guān)，用戶程序越短、系統(tǒng)構(gòu)成越簡(jiǎn)單，掃描周期越短。 2、PLC的掃描周期一般在10ms級(jí)，這樣普通輸入點(diǎn)的信號(hào)頻率應(yīng)不大于50HZ（在使用時(shí)一般在10HZ以下）。 例 3—1 某C200H型PLC系統(tǒng)，由主機(jī)和遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)構(gòu)成。主機(jī)上裝有3個(gè)16點(diǎn)輸入模塊，2個(gè)12點(diǎn)輸出模塊。遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)上裝有3個(gè)16點(diǎn)輸入模塊，一個(gè)12點(diǎn)輸出模塊。程序有5000條指令，假定程序中使用的指令均為基本指令，平均執(zhí)行時(shí)間為0.94PS。 試計(jì)算不與微機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)且不帶編程器時(shí)的掃描時(shí)間。 解：共同處理時(shí)間Tc=2.6m。因不與微機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，故上位鏈接服務(wù)時(shí)間Tl=0。因不帶外設(shè)，所以外設(shè)服務(wù)時(shí)間To=0。 運(yùn)算處理時(shí)Tp＝0.94×5000＝4.7×103(ms)=4.7ms。 主機(jī)部分的3個(gè)16點(diǎn)模塊可看作6個(gè)8點(diǎn)輸入模塊，2個(gè)12點(diǎn)輸出模塊可看作4個(gè)8點(diǎn)輸出模塊。遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)部分3個(gè)16點(diǎn)輸入模塊和1個(gè)12點(diǎn)輸出模塊共占用4個(gè)通道。因此，I/O刷新時(shí)間: Tr=0.07×6+0.04×4+(1.3+0.2×4)=2.68(ms) 所以，該P(yáng)LC系統(tǒng)在不與微機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，不帶編程器時(shí)的掃描時(shí)間為: Ts=Tc+Tl+To+Tp+Tr=2.6+4.7+2.7＝10(ms)Hnh紅軟基地

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