第一讲 可编程控制器概述

1. 第一讲 可编程控制器概述

2. 教学要求 1、 了解可编程序控制器的由来及其特点 2、 熟悉PLC的应用领域 3、 重点掌握PLC发展趋势

3. 三菱PLC外形图 3 2006-3-3 Q系列PLC FX2N系列PLC FX1N系列PLC FX1S系列PLC

4. 西门子PLC外形图 4 2006-3-3 S7-200系列PLC S7-300系列PLC S7-400系列PLC

5. 欧姆龙PLC外形图 CPM1A、CPM2A系列PLC C200H系列PLC

6. 可编程控制器的名称演变 1969年时被称为可编程逻辑控制器，简称PLC (Programmable Logic Controller)。 70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，称其为可编程控制器，简称PC (Programmable Controller)。但由于PC容易和个人计算机 (Personal Computer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。

7. 可编程控制器定义 （1987年 国际电工委员会） 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

8. 可编程控制器的产生 • 1968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司（GM公司）提出设想。 • 1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PC，型号为PDP-14。 • 第一代：从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点是：CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器； • 第二代：70年代初期到70年代末期。其特点是：CPU采用微处理器，存储器采用EPROM ； • 第三代：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ； • 第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ； • 第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器芯片，有的已使用RISC芯片。

9. 编程控制器运行演示 展示板 PLC，时间继电器，继电器，直流电源，两个直流电动机，按钮，若干导线。 演示操作 可编程控制器控制电动机的顺序启动 方式一：按下启动按钮，由可编程控制器控制电动机M1，M2先后启动运行，按下停止按钮，两个电动机停止工作。 方式二：按下启动按钮，由可编程控制器控制电动机M2，M1先后启动运行，按下停止按钮，两个电动机停止工作。

10. 原理图 传统的继电接触控制原理图 主电路原理图 PLC控制原理图原理图

11. 问题提出: 传统的继电接触控制系统，只能改变某些硬件接线，才能完成上述的两种控制方式，而可编程控制器控制系统可在不改变硬件接线的情况下，通过修改程序而实现控制顺序的变化。控制两个电动机的顺序运行，控制复杂程度不高，如用继电接触控制系统已够费时的了，何况汽车生产流水线的控制系统？ 思考:可编程控制器的基本特点是什么?

12. 可编程控制器的基本特点 • 灵活、通用-----PC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的，如果控制功能需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。 可靠性高、抗干扰能力强平均无故障时间一般可达10万小时左右-----PC采用的是微电子技术，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，因此不会出现继电器控制系统中的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。 “专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机” 编程简单、使用方便 -----用微机实现控制，使用的是汇编语言，难于掌握，要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。而PC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握 。 接线简单 功能强 体积小,重量轻,易于实现机电一体化 -----PC还采取了以下主要措施来提高其可靠性。1)硬件措施：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，均采用严格措施进行屏蔽，以防外界干扰； 2)软件措施监控程序定期地监测外界环境；死循环报警；停电时利用后备电池供电。

13. 可编程控制器的发展趋势 1．向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 2．控制系统将分散化 分散控制、集中管理的原则。 3．可靠性进一步提高 随着PC进入过程控制领域，对可靠性的要求进一 步提高。硬件冗余的容错技术将进一步应用。 4．控制与管理功能一体化 PC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使PC系统的生产控制功能和信息管理功能融为一体。

14. 四、PC的应用领域？ 开关量的逻辑控制 ----开关量的逻辑控制使PC的最基本控制功能。目前，PC首用的目标，就是用于开关量的控制。 模拟量的闭环控制 ----PC具有A/D、D/A转换及算术运算等功能，因此可以实现模拟量控制。 数字量的智能控制 ----利用PC能接受和输出高速脉冲的功能，在配备了相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环型分配器、功放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。 数据采集与监控 ----利用PC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。 通信、联网及集散控制 ----利用PC的强大的通信联网功能，把PC分布到控制现场，并实现各站间的通信，上、下层间的通信，达到分散控制、集中管理，即构成了现在的PCS系统。