可編程控制器基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介綜述

1、l可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。l在1987年國(guó)際電工委員會(huì)IEC（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(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，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)

2、計(jì)。 w初創(chuàng)階段初創(chuàng)階段：從第一臺(tái)可編程序控制器問世到20世紀(jì)70年代中期。w擴(kuò)展階段擴(kuò)展階段：從20世紀(jì)70年代中期到末期。w通訊功能實(shí)現(xiàn)階段通訊功能實(shí)現(xiàn)階段：從20世紀(jì)70年代末期到20世紀(jì)80年代中期。w開放階段開放階段：從20世紀(jì)80年代中期開始。l可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ;l配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) ;l易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 ;l系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造容易改造 ;l體積小，重量輕，能耗低體積小，重量輕，能耗低 ;l開關(guān)量的邏輯控制開關(guān)

3、量的邏輯控制 ;l模擬量控制模擬量控制 ;l運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制 ;l過程控制過程控制 ;l數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 ;l通信及聯(lián)網(wǎng)通信及聯(lián)網(wǎng) 。按I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類 ：l小型小型PLCPLC ；l中型中型PLCPLC ；l大型大型PLCPLC 。 I/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K 。常見的有：l S7-400 德國(guó)西門子公司lGE- GE公司lC-2000 立石公司lK3 三菱公司等 PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。通常都包括以下各部分：lCPUCPU模塊模塊 lI/OI/O模塊模塊 l內(nèi)存內(nèi)存 l電源模塊電源模塊

4、l底板或機(jī)架底板或機(jī)架 CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。PLC中的CPU與存儲(chǔ)器配合，完成控制功能。它采用快速的巡回掃描周期，一般為0.10.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周。 PLC內(nèi)的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊等。 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。 電氣

5、上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴(kuò)展指令。細(xì)分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運(yùn)算指令、二進(jìn)制運(yùn)算指令、增量/減量指令、邏輯運(yùn)算指令、特殊運(yùn)算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器

6、及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來極大方便。 在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。最常用的是以下三種：l梯形圖（Ladder Diagram）程序設(shè)計(jì)語言；l功能模塊圖（Function Block）程序設(shè)計(jì)語言；l布爾助記符（Boolean Mnemonic）程序設(shè)計(jì)語言。 與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性； 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對(duì)電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)； 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流（Power FLow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待； 與布爾助記符程序設(shè)計(jì)語言有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查。 以功能模塊為單位，從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變得容易； 功能模塊是用圖形化的方法描述功能，它的直觀性大大方便了設(shè)計(jì)人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性； 對(duì)控制規(guī)模較大、控制關(guān)系較復(fù)錄的系統(tǒng)，由于控制功能的關(guān)系可以較清楚地表達(dá)出來，因此，編程和組態(tài)時(shí)間可以縮短，調(diào)試時(shí)間也能減少； 由于每種功能模塊需要占用一定的程序內(nèi)存，對(duì)功能模塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時(shí)間，因此，這種設(shè)計(jì)語言在大中型可編程控制器和集散控制系統(tǒng)的編程和組