电气控制与可编程控制技术-8次课

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1、可编程控制器概述电气控制与可编程控制技术课程内容PLC的产生、发展PLC的定义、分类PLC的硬件组成基本结构各组成部分及其功能在在PLC产生以前，生产自动控制过程主要由以产生以前，生产自动控制过程主要由以继电器为主要元件的电气控制线路完成的继电器为主要元件的电气控制线路完成的连接复杂，导线众多连接复杂，导线众多继电器柜，占用空间继电器柜，占用空间噪音大，耗能高噪音大，耗能高维护和改造困难维护和改造困难运算能力差运算能力差不适应柔性制造要求不适应柔性制造要求GM公司的通用控制器招标公司的通用控制器招标1968年，美国通用汽车公司年，美国通用汽车公司(GM公司公司)为了在每次汽车改型或改变工艺流程

2、为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了新型逻辑顺序控制装置，并提出了10项招标技术指标。项招标技术指标。1、 在工厂里能迅速方便地对其控制系统进行编程。在工厂里能迅速方便地对其控制系统进行编程。2、 所有系统单元必须能在工厂内独立运行。所有系统单元必须能在工厂内独立运行。3、 系统的维修必须简单易行。系统的维修必须简单易行。4、 装置的体积、能耗小于继电器控制系统。装置的体积、能耗小于继电器控制系统。5、 必须具有通信功能。必须具有通信功能

3、。 6、 输入开关量可以是已有的交流输入开关量可以是已有的交流115 V电压信号。电压信号。7、 输出必须设计为能驱动具有输出必须设计为能驱动具有115 V、2 A以下的负载。以下的负载。8、 具有灵活的扩展能力。具有灵活的扩展能力。9、 在购买和安装费用上，应具有较高的性能价格比。在购买和安装费用上，应具有较高的性能价格比。10、用户存储器容量至少在、用户存储器容量至少在4 KB以上。以上。用计算机代替继电器控制盘。用计算机代替继电器控制盘。用程序代替硬件接线。用程序代替硬件接线。 输入输入/输出电平可与外部装置直接连接。输出电平可与外部装置直接连接。结构易于扩展。结构易于扩展。1969年美

4、国数字设备公司（年美国数字设备公司（DEC）根据招标）根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。公司汽车生产线上首次应用成功。GOULD公司将公司将PLC商品化商品化71年后日本研制出第一台年后日本研制出第一台PLCSIEMENS在在73年研制出年研制出PLC74年我国开始研制年我国开始研制PLC，77年开始工业应用年开始工业应用PLC已经在冶金、机械、石油、化工、纺织、已经在冶金、机械、石油、化工、纺织、轻工、建筑、运输、电力等部门得到广泛应用轻工、建筑、运输、电力等部门得到广泛应用可编程控制器的定义

5、可编程控制器的定义“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，

6、易于扩充其功能的原控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。则设计。”-1987.2，国际电工委员会（，国际电工委员会（IEC）PLC的发展阶段的发展阶段 第一阶段是初创阶段。主要用于逻辑运算和定第一阶段是初创阶段。主要用于逻辑运算和定时、计数，它的控制功能比较简单。时、计数，它的控制功能比较简单。第二阶段是扩展阶段。它的主要功能是逻辑运第二阶段是扩展阶段。它的主要功能是逻辑运算，同时增加了模拟运算。算，同时增加了模拟运算。第三阶段第三阶段 是是PLC通信功能的实现阶段。通信功能的实现阶段。第四阶段是第四阶段是PLC的开放阶段。通信协议的标准的开放阶段。通信协议的标准化。化。第一阶段第一

7、阶段从第一台可编程序控制器问世到从第一台可编程序控制器问世到20世纪世纪70年年代中期。这一阶段的产品主要用于逻辑运算和代中期。这一阶段的产品主要用于逻辑运算和定时、计数，它的定时、计数，它的CPU由中小规模的数字集成由中小规模的数字集成电路组成，它的控制功能比较简单。这一阶段电路组成，它的控制功能比较简单。这一阶段的典型产品有的典型产品有MODICON公司的公司的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的公司的PDQII、DEC的的PDP-14、日立公司的、日立公司的SCY-022等。等。第二阶段第二阶段从从20世纪世纪70年代中期到末期。这一阶段产品年代中期到末期。这一阶段产品的主要

8、控制功能得到了较大的发展。它的发展的主要控制功能得到了较大的发展。它的发展主要来自两方面，一是从可编程序控制器发展主要来自两方面，一是从可编程序控制器发展而来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同而来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算功能；二是从模拟仪表发展时扩展了其他运算功能；二是从模拟仪表发展而来的控制器，其主要功能是模拟运算，同时而来的控制器，其主要功能是模拟运算，同时扩展了逻辑运算功能。这一阶段的产品有扩展了逻辑运算功能。这一阶段的产品有MODICON公司的公司的184、284、384，西门子，西门子公司的公司的SYMATIC S3系列，富士电机公司的系列，富士电机公司

9、的SC系列等。系列等。第三阶段第三阶段从从20世纪世纪70年代末期到年代末期到80年代中期，是年代中期，是PLC通通信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC也在通信方面有了很大的发展，初步形成也在通信方面有了很大的发展，初步形成了分布式的通信网络体系，但是，由于制造企业了分布式的通信网络体系，但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各产品互各自为政，通信系统自成系统，因此，各产品互相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控制的需要，对制的需要，对PLC的需求大大增加，产品的功能的需求大大增

10、加，产品的功能也得到了发展，数学运算的功能得到了较大的扩也得到了发展，数学运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性进一步提高。这一阶段的产品充，产品的可靠性进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的有西门子公司的SYMATIC S6系列、富士电机公系列、富士电机公司的司的MI-CREX和德州仪器公司的和德州仪器公司的TI530等。等。第四阶段第四阶段从从20世纪世纪80年代中期开始，是年代中期开始，是PLC的开放阶段的开放阶段。由于开放系统的提出，使。由于开放系统的提出，使PLC也得到了较大的也得到了较大的发展。主要表现为通信系统的开放，使各制造企发展。主要表现为通信系统的开放，使各制造企业的产

11、品可以互相通信，通信协议的标准化使用业的产品可以互相通信，通信协议的标准化使用户得到了好处。在这一阶段，产品的规模增大，户得到了好处。在这一阶段，产品的规模增大，功能不断完善，大中型产品多数有功能不断完善，大中型产品多数有CRT屏幕的显屏幕的显示功能，产品的扩展也因通信功能的改善而变得示功能，产品的扩展也因通信功能的改善而变得方便，此外，还采用了标准的软件系统，增加了方便，此外，还采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言等。这一阶段的产品有西门子公司高级编程语言等。这一阶段的产品有西门子公司的的SYMATIC S5和和S7系列、系列、AB公司的公司的PLC-5等。等。PLC分类分类分类有助于分