PLC自动化课程 第一章 PLC概述

第一章 PLC概述

1.1 PLC的产生与发展

1.2 PLC的基本构成及工作原理

1.3 PLC的技术规格与分类

1.4　PLC的编程语言

1.5　PLC的工作方式

1.6　PLC的主要性能指标　

1.7　国内外主要PLC产品概况

1.1 PLC的产生与发展

一、PLC的发展简史

1968年，美国通用汽车公司根据生产发展的需要，提出了新型电气控制装置的十点招标要求。

1969年，美国数字设备公司（DEC）结合计算机和继电器控制两者的优点，按招标要求完成了研制工作，并在通用汽车公司的自动生产线上试用成功。

从20世纪70年代初开始的三十余年里，PLC已发展成一个巨大的产业。据不完全统计，现在世界上有PLC及其网络的生产厂商200余家，所生产的PLC产品的品种达400多种。PLC产品的产量和销量在工业控制装置中都居于首位；而从第一台PLC诞生至今，已大致经历了四次更新换代

二、PLC的定义：简单地说就是一种控制用工业计算机

三、PLC的发展趋势

大型机：向着网络化、大型化、高可靠性、多功能方向发展

小型机：向着小型化、低成本、简单易用方向发展

1.2、PLC的主要特点

灵活性和通用性强

抗干扰能力强、可靠性高

编程语言简单易学

与外部设备的连接简单、使用方便

功能强、功能的扩展能力强

设计、施工和调试周期短

体积小、重量轻

1.3 PLC的基本组成：

根据结构形式的不同， PLC 可分为整体式（也称箱体式）和组合式（也称模块式）两类。整体式结构的 PLC 是将中央处理单元（ CPU ）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、 I / O 扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。另外还有独立的 FO 扩展单元等与主机配合使用。整体式 PLC 的结构紧凑、体积小，小型机常采用这种结构。整体式 PLC 的基本组成如图所示。

组合式 PLC 的组成如下图所示。这种结构的 PLC 是将 CPU 单元、输入单元、输出单元、智能 I / O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有 CPU 的单元称为 CPU 模块，其他称为扩展模块。 CPU 与各扩展模块之间若通过电缆连接，距离一般不超过 10m 。中、大型机常采用组合式。由于组合式的 PLC 系统配置灵活，有的小型机也用这种结构。下面介绍 PLC 各组成部分及其作用。

1.3.1中央处理单元（ CPU )

（1）CPU 是 PLC 的核心部件，它类似人的大脑，能指挥 PLC 按照预先编好的系统程序完成各种任务。其作用有以下几点：

① 接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并可通过显示器显示出程序的内容和存储地址。

② 检查、校验用户程序。对正在输入的用户程序进行检查，发现语法错误立即报警，并停止输入；在程序运行过程中若发现错误，则立即报警或停止程序的执行。

③ 接收、调用现场信息。将接收到现场输入的数据保存起来，在需要该数据的时候将其调出、并送到需要该数据的地方。

④ 执行用户程序。当 PLC 进入运行状态后， CPU 根据用户程序存放的先后顺序，逐条读取、解释和执行程序，完成用户程序中规定的各种操作，并将程序执行的结果送至输出端，以驱动 PLC 外部的负载。

⑤ 故障诊断。诊断电源、 PLC 内部电路的故障，根据故障或错误的类型，通过显示器显示出相应的信息，以提示用户及时排除故障或纠正错误。

（2） 存储器存储器可以分为以下 3 种。

① 系统程序存储器。系统程序是厂家根据其选用的 CPU 的指令系统编写的，它决定了 PLC 的功能。系统程序存储器是只读存储器，用户不能更改其内容。

② 用户程序存储器。根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。不同机型的 PLC ,其用户程序存储器的容量可能差异较大。根据生产过程或工艺的要求，用户程序经常需要改动，所以用户程序存储器必须可读写。一般要用后备电池（锂电池）进行掉电保护，以防掉电时丢失程序。目前较先进的 PLC （如 CPMIA 等）采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。