PLC原理及应用Ⅱ第一章概述1.PLC的基本概念随着微处理器技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机种类很多，如可编程序控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置和嵌入式计算机控制系统等。可编程序控制器是功能强大、使用方便、应用面最广的通用工业控制装置，它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。因为继电器逻辑电路配线复杂背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。1968年，GM公司提出十项设计标准：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接使用115V交流输入电压；输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。70年代，随着计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到生产过程控制的各个领域，真正成为一种电子计算机工业控制设备。1980年国外工业界正式将其命名为可编程控制器（programmablecontroller）简称PC。但由于PC容易与个人计算机（PersonalComputer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下十分确切的定义。国际电工委员会（IEC）曾先后于八十年代三易其稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：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，用来在起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，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。是什么？功能设计原则PLC的又一定义：PLC是以微处理器为核心,集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型的、通用的、用程序来改变控制功能的工业控制计算机。CPU存储器I/O单元电源通信接口扩展接口编程设备其他部件CPU模块在PLC中，CPU模块相当于人的大脑，是指挥中心。I／O模块输入和输出模块简称为I／O模块，它们是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块通过开关用来接收和采集输人信号，是系统的眼、耳。输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯等，是系统的手、脚。编程设备过去的编程设备是编程器，不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，又叫指令编程器。现在PLC生产厂家不再提供编程器，取而代之的是给用户配置在PC机上运行的基于Windows的编程软件。使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以保存和打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。西门子资料及软件下载1.2PLC的特点与应用领域4.可靠性高、抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器、时间继电器，可靠性高。可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。5.系统的设计、安装、调试工作量少6.维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和现实功能。7.体积小，能耗低1.2.2PLC的应用领域1.2.2PLC的应用领域3.闭环过程控制过程控制是通过模拟量I／O模块，进行A／D和D／A转换，实现对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的PID闭环控制。其控制功能已经广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、冶金、电力等行业。4.数据处理现代的PLC具有数学运算、比较、数据传送、转换等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据也可以用通信功能传送到别的智能设备中去。5.通信联网PLC的通信包括主机与远程I／O之间的通信、多台PLC之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如变频器、智能仪表等)之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。习题