PLC课件第1章 PLC 概述
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《PLC应用技术》ppt课件第一单元 认识PLC
将图1-40改画成图1-41来说明系统的工作过程 。 图1-41 PLC实现的点动电路工作原理
三、知识链接 1．PLC的工作原理 （1）循环扫描工作方式 PLC用户程序的执行采用循环扫描工作方式。它有两种基本的工作模式，运行
（RUN）模式和停止（STOP）模式，如图1-42所示。
图1-42 PLC基本的工作模式
（3）取、取反和输出指令 LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑 行都用此指令。 LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻 辑行都用此指令。 LDP（取上升沿指令） 与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位 元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。 LDF（取下降沿指令） 与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。
在运行模式，PLC要完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作，如 图1-43所示。
图1-43 程序执行过程 PLC重复地执行上述三个阶段，每重复一次的时间就是一个扫描周期（也称一 个工作周期）。在每次扫描中，可编程控制器只对输入采样一次，输出刷新一次，这 可以确保在程序执行阶段，输入映像寄存器和输出锁存电路中的内容保持不变。
4．我国PLC产品
图1-22 24点混合型通用PLC
图1-25 凯迪恩PLC
任务二 PLC的内部结构和控制系统 一、PLC的内部结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源和编程器（或编程软件）组成， CPU模块通过输入模块将外部控制现场的控制信号读入CPU模块的存储器中，经过用 户程序处理后，再将控制信号通过输出模块来控制外部控制现场的执行机构。如图126是PLC控制系统的示意图。
第一次课PLC概述PPT课件
Date: 2020/11/25
Page: 13
四、可编程控制器的应用领域
Date: 2020/11/25
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四、可编程控制器的应用领域
Date: 2020/11/25
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四、可编程控制器的应用领域
Date: 2020/11/25
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四、可编程控制器的应用领域
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二、可编程控制器的产生
❖ 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。
Date: 2020/11/25
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现代工业控制的三大支柱之一 • PLC • 机器人 • CAD／CAM
Date: 2020/11/25
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五、可编程控制器的发展
❖ 高性能、高速度、大容量发展
➢ 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应 速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度 可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要 的一个性能指标。
Date: 2020/11/25
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四、可编程控制器的应用领域
Date: 2020/11/25
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四、可编程控制器的应用领域
1．数字量逻辑控制 2．运动控制
3．闭环过程控制 4．数据处理 5．通信联网
PLC课件第1章1
防灾仪器系
第 1 章
可编程序控制器概述
2.存储器ROM/RAM 存储器具有存储记忆功能，主要用于存储系统程序、应用 程序、逻辑变量和其它一些信息，它一般有ROM和RAM两种类 型。
表1-2-1 ROM和RAM作用比较 PLC程序分类 提供对象 存储地方
系统程序 应用（用户）程序
防灾仪器系
第 1 章
可编程序控制器概述
3.通信功能
通信接口：最大2个串行通信口（RS-232A或RS-422/485 任选）本体附带一个USB编程端口 通信功能：上位链接、无协议通信、NT链接（1:N）、串 行网关功能、串行PLC链接功能、 Modbus-RTU简易主站
4.其他功能
模拟量输入手动设定 2位7段码发光二极管显示故障信息支持欧姆龙中型机CJ1 系列高功能模块（最大2块） 支持FB/ST编程，可以利用欧姆龙的Smart FB库，与 CJ1/CS1系列程序统一，可以互换。
参见P10图1-1
防灾仪器系
第 1 章
地址总线
可编程序控制器概述
控制总线
开关量传感器 继电器触点 行程开关 模拟量输入
输 入 接 口
中 央 处 理 单 元
存 储 器
输 入 输 出 数 据 存 储
输 出 接 口
照明 电磁装置 电动机 其他执行装 置或接触器
地址总线 控制总线
编 程 单 元
数据总线 电源单元
可靠性高、抗干扰能力强：可靠性高，抗干扰能力
强，，MBTF(平均无故障时间)约为5万小时，特别适合在恶劣的 工业环境下运行。
防灾仪器系
第 1 章 1.4 PLC的特点与应用 1.特点
可编程序控制器概述
模块化组合，灵活方便：PLC多采用模块化组合，用户可
第 1 章
可编程序控制器概述
2.存储器ROM/RAM 存储器具有存储记忆功能，主要用于存储系统程序、应用 程序、逻辑变量和其它一些信息，它一般有ROM和RAM两种类 型。
表1-2-1 ROM和RAM作用比较 PLC程序分类 提供对象 存储地方
系统程序 应用（用户）程序
防灾仪器系
第 1 章
可编程序控制器概述
3.通信功能
通信接口：最大2个串行通信口（RS-232A或RS-422/485 任选）本体附带一个USB编程端口 通信功能：上位链接、无协议通信、NT链接（1:N）、串 行网关功能、串行PLC链接功能、 Modbus-RTU简易主站
4.其他功能
模拟量输入手动设定 2位7段码发光二极管显示故障信息支持欧姆龙中型机CJ1 系列高功能模块（最大2块） 支持FB/ST编程，可以利用欧姆龙的Smart FB库，与 CJ1/CS1系列程序统一，可以互换。
参见P10图1-1
防灾仪器系
第 1 章
地址总线
可编程序控制器概述
控制总线
开关量传感器 继电器触点 行程开关 模拟量输入
输 入 接 口
中 央 处 理 单 元
存 储 器
输 入 输 出 数 据 存 储
输 出 接 口
照明 电磁装置 电动机 其他执行装 置或接触器
地址总线 控制总线
编 程 单 元
数据总线 电源单元
可靠性高、抗干扰能力强：可靠性高，抗干扰能力
强，，MBTF(平均无故障时间)约为5万小时，特别适合在恶劣的 工业环境下运行。
防灾仪器系
第 1 章 1.4 PLC的特点与应用 1.特点
可编程序控制器概述
模块化组合，灵活方便：PLC多采用模块化组合，用户可
plc基础知识课件讲解
形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的 电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言， 并用来编制用户程序。梯形图语言实际上是一种面向 用户的高级语言，可编程序控制器在执行梯形图程序 时，应先用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去 执行。 （2）功能强，性能价格比高
一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用 户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。 与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价 格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散 控制与集中管理。 （3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强可 编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配
指标实际上就是当今可编程序控制器最基本的功能。 将它们归纳一下，其核心为以下四点： (1) 用计算机代替继电器控制盘。 (2) 用程序代替硬件接线。 (3) 输入/输出电平可与外部装置直接连接。 (4) 结构易于扩展 美国数字设备公司（DEC）中标并于1969年研出 了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽 车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller），目的是
在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与 普通计算机有很大区别。通常从组成结构形式上将 这些PLC分为两类：一类是一体化整体式PLC，另 一类是结构化模块式PLC。 ①整体式结构。从结构上看，早期的可编程序控 制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及与编程器 或EPROM写入器相连的接口、输入/输出端子、电 源、指示灯等都装配在一起的整体装置。一个箱体 就是一个完整的PLC。它的特点是结构紧凑，体积 小，成本低，安装方便，缺点是输入/输出点数是固 定的，不一定能适合具体的控制现场的需要。这类 产品有OMRON公司的C20P、C40P、C60P，三菱 公司的FX系列，东芝公司的EX20/40系列等。
(完整版)PLC课件 第一章PLC概述
第一章PLC概述§1-1 PLC的产生、定义及发展§1-2 PLC的分类及特点§1-3 PLC的应用§1-4 PLC与其他工业控制装置的比较§1-1 PLC的产生、定义及发展一、PLC产生⏹继电接触器控制系统⏹1968年，通用汽车（GM）公司公开招标研制新的工业控制器，提出十项指标⏹1969年，DEC公司研制成功的一台PLC十项指标⏹编程方便，可在现场修改程序；⏹维护方便，最好是插件式；⏹可靠性高于继电器控制系统；⏹体积小于继电器控制柜；⏹具有数据通信功能，可将数据直接送入管理计算机；⏹在成本上可与继电器控制柜竞争；⏹输人为交流115V；⏹输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⏹在扩展时原有系统改变最少；⏹用户程序存储器至少可扩展到4K。
十项指标的归纳1、控制器硬件是标准的，通用的。
2、根据不同的需求，将控制策略以软件的形式写入，可以进行修改。
3、控制器与被控对象之间连接方便。
二、PLC定义⏹PLC(P rogrammable L ogic C ontroller)⏹PC(P rogrammable C ontroller)⏹可编程序控制器定义可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器。
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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
三、PLC的发展（一）、PLC的发展从以下几个方面来分析：1、生产厂家2、应用领域3、规模4、速度5、标准化6、CIMS的基本、底层装置PLC生产厂家美国、日本、德国AB(Allen-Bradly)、GM(Gould Modicon)、TI(Texas Instruments)、Western House etc三菱、欧姆龙、日立、东芝、富士等西门子全世界约有200多家应用领域70年代（贵）价格昂贵，选择使用80年代（降）：通用、小型、普及价格每年下降16％产值每年增加20％以上90年代（全）：网络工厂自动化规模往大型和微型两个方向发展大型PLC--------I/O点数在2万点以上微型PLC--------I/O点数仅10点左右速度1、CPU:大多数PLC使用16位CPU，也用64位的CPU、RISC(精简指令系统)CPU2、多CPU系统：智能模块都内含CPU，与PLC的CPU并行工作3、典型指令执行时间达零点零几微秒（CSIH-0.04υs）4、循环执行时间达1毫秒标准化1、通信80年代，各大公司相继推出各自的专利技术装置，这些装置各不兼容，在一个企业中可能形成多个“自动化孤岛”。
PLC教程从入门到精通课件
输入处理（输入传送、远程I/O）
通信服务（外设、CPU、总线服务）
更新时钟、特殊寄存器
STOP
CPU运行方式？ RUN
执行程序
扫描 过程
处理程序
执行自诊断
PLC正常？
Y
N 存放自诊断错误结果
致命错误？
N
Y CPU强制为STOP
扫描 过程
出错 处理
信号
PLC的扫描过程
输
输
入
I0.0
I0.1
Q4.1
出
§1.4 PLC的结构和工作过程
PLC的基本器
设备通讯接口
BUS
输 入 单 元
PLC
中央处理单元（CPU）
电源适配器
交流电源
系统程序存储器 RAM
I/O扩展接口
I/O扩展单元
接触器
输
出
电磁阀
单
元 指示灯
+-
电源ON 内部处理
上电 处理
PLC的工作过程
CPU 315F-2DP：基于SIMATIC CPU 315-2DP，集成有一 个MPI接口、一个DP/MPI接口，可以组态为一个故障安全型 自动化系统，满足安全运行的需要。使用带有PROFIsafe协议 的PROFIBUS DP可实现与安全无关的通讯；标准模块的集中 式和分布式使用，可满足与故障安全无关的应用。CPU运 行时需要微存储卡MMC。
3.革新型CPU(2/2)
CPU 317-2DP：具有大容量程序存储器，可用于要求很高 的应用；能够满足系列化机床、特殊机床以及车间应用的多任 务自动化系统；与集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生产线 上的中央控制器；对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力； 具有PROFIBUS DP主/从接口，可用于大规模的I/O配置，可用 于建立分布式I/O结构；可选用SIMATIC工程工具，能够在基 于组件的自动化中实现分布式智能系统。CPU运行时需要微 存储卡MMC。
plc详细讲解ppt课件精选全文
1 配时钟卡
4 096字节 4 096字节 2 048字节 50小时 8入/6出
2个模块 4路30KHz 2路20KHz
2路20KHz
1 配时钟卡
1 RS-485
1 RS-485
有
256 （128入/128出）
0.22μs /指令
CPU224
120.5 x 80 x 62
8 192字节 12 288字节 8 192字节 100小时 14入/10出 7个模块 6路30KHz 4路20KHz 2路20KHz 2 内置
（2）字节（B）
MB[起始字节地址]
MB0表示位存储器区第0个字节，共8位，其中第0位是最 低位，第7位为最高位。
（3）字（W） MW[起始字节地址] 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位 字节是高8位，高位字节是低8位。如MW0中IB0是高8位， MB1是低8位
（4）双字（DW） MD[起始字节地址] 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节 在一个双字中是最高8位。如MD0中IB0是最高8位，MB1是高 8位，MB2是低8位，MB3是最低8位
PLC
1L
~
输出端子
Q0.0
KM
~
1L
公共端
输入部分
用户程序
输出部分
触点闭合 电动机转
SB1闭合
I0.0闭 合
I0.0 I0.0
SB2 I0.1 I0.1
Q
FU KM KH
SB1 I0.0 SB2 I0.1 ST I0.2
1M
M
3~
线圈通电
KM Q0.0
PLC
1L
~
KM通电
接点闭合
Q0.0
4 096字节 4 096字节 2 048字节 50小时 8入/6出
2个模块 4路30KHz 2路20KHz
2路20KHz
1 配时钟卡
1 RS-485
1 RS-485
有
256 （128入/128出）
0.22μs /指令
CPU224
120.5 x 80 x 62
8 192字节 12 288字节 8 192字节 100小时 14入/10出 7个模块 6路30KHz 4路20KHz 2路20KHz 2 内置
（2）字节（B）
MB[起始字节地址]
MB0表示位存储器区第0个字节，共8位，其中第0位是最 低位，第7位为最高位。
（3）字（W） MW[起始字节地址] 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位 字节是高8位，高位字节是低8位。如MW0中IB0是高8位， MB1是低8位
（4）双字（DW） MD[起始字节地址] 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节 在一个双字中是最高8位。如MD0中IB0是最高8位，MB1是高 8位，MB2是低8位，MB3是最低8位
PLC
1L
~
输出端子
Q0.0
KM
~
1L
公共端
输入部分
用户程序
输出部分
触点闭合 电动机转
SB1闭合
I0.0闭 合
I0.0 I0.0
SB2 I0.1 I0.1
Q
FU KM KH
SB1 I0.0 SB2 I0.1 ST I0.2
1M
M
3~
线圈通电
KM Q0.0
PLC
1L
~
KM通电
接点闭合
Q0.0
第1章 PLC概述ppt课件
Copyright by Wang Yonghua ()
2008.1
将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点与计 算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来；
实质
将继电器控制的硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程。 1969年美国数字公司（DEC）根据上述要求，研发出世界 第一台可编程序逻辑控制器（PLC），成功应用于GM公司 汽车生产线上。 当时开发的主要目标是取代继电器逻辑控制系统； 功能仅限于执行继电器逻辑、计时、计数等。 20世纪70年代中期出现的微处理器和微型计算机技术应用 到PLC中，使得它能更多地发挥计算机的功能，不仅用逻 辑编程取代了硬连线逻辑，还增加了运算、数据传输和处 理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备。
2.PLC的定义 国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器即PLC作了 如下的定义： “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专 为工业环境而设计。 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， 并通过数字式和模拟式 的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程; 而有 关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体、 易于扩充其功能的原则设计。” 这段话道出了可编程序控制器的三个重要概念: PLC是什么 PLC具备什么功能、特点及应用领域 PLC及其控制系统的设计原则
2008.1
Copyright by Wang Yonghua ()
20世纪60年代，小型计算机的出现和大规模的生产的 发展，为工业控制系统的提升提供了空间。
小型计算机的不足
价格高； 输入、输出电路信号及容量不匹配； 编程技术复杂；
不便于调试；
未能得到推广应用。
2008.1
2008.1
将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点与计 算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来；
实质
将继电器控制的硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程。 1969年美国数字公司（DEC）根据上述要求，研发出世界 第一台可编程序逻辑控制器（PLC），成功应用于GM公司 汽车生产线上。 当时开发的主要目标是取代继电器逻辑控制系统； 功能仅限于执行继电器逻辑、计时、计数等。 20世纪70年代中期出现的微处理器和微型计算机技术应用 到PLC中，使得它能更多地发挥计算机的功能，不仅用逻 辑编程取代了硬连线逻辑，还增加了运算、数据传输和处 理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备。
2.PLC的定义 国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器即PLC作了 如下的定义： “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专 为工业环境而设计。 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， 并通过数字式和模拟式 的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程; 而有 关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体、 易于扩充其功能的原则设计。” 这段话道出了可编程序控制器的三个重要概念: PLC是什么 PLC具备什么功能、特点及应用领域 PLC及其控制系统的设计原则
2008.1
Copyright by Wang Yonghua ()
20世纪60年代，小型计算机的出现和大规模的生产的 发展，为工业控制系统的提升提供了空间。
小型计算机的不足
价格高； 输入、输出电路信号及容量不匹配； 编程技术复杂；
不便于调试；
未能得到推广应用。
2008.1
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《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
工作数据 •是PLC运行过程中经常变化、经常要存取的一些重要数据。 •工作数据存放在RAM中，可随机存取。 •在工作数据存储器中，设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区。 器件的状态由用户程序的初始设置和运行情况确定。根据需要，部分数据在掉电时可用后备电池维持其 现有的状态，称为保持数据区。
《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义 2. PLC的定义 国际电工委员会(IEC)对PLC的定义：“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运动或生产过程。
Y0
Y0
Y1
指示灯
Y1
Y2
Y2
M
Y3
负荷
辅助继电器
外部输出触点
《可编程序控制器》
开关量输入接线示意图
1.4 PLC的基本结构与工作原理
接近开关
手动开关
限位 继电器 开关 触点
按钮
24V COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PLC
《可编程序控制器》
开关量输出接线示意图
1.4 PLC的基本结构与工作原理
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
（1）中央处理单元(CPU)
1.4 PLC的基本结构与工作原理
•接受、存储用户程序。 •以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相应的数据存储区。 •执行监控(系统)程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，完成用户 指令规定的各种操作。
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用
（1）开关量的逻辑控制 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 （2）过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等 场合有非常广泛的应用。 （3）运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场 合。
（9）扩展时原系统改变最小；
硬件→软件
（10）用户存储器至少能扩展4KB；
《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义 1969年--美国数字设备公司（DEC）研制开发出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司汽车生产线 上首次应用。直到70年代初期--PLC仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继 电器控制，被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用 《可编程序控制器》
PLC在水泵房控制系统中的应用
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
PLC在电梯监控系统中的应用
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
PLC应用于水源热泵空调系统
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
3. PLC的发展趋势
大型
>1024
存储器容量 0-4K字 8K字
8K-16K字
1.3 PLC的主要性能指标及分类
产品 西门子 S7-200
三菱 FX系列 西门子 S7-300 OMRON C200H 西门子 S7-400 OMRON CS1
《可编程序控制器》
（2）根据结构形式分类 •整体式（箱体式） •机架模块式
1.3 PLC的主要性能指标及分类
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
用户程序 •是用户根据控制对象生产工艺及控制要求而编制的应用程序。 •为方便读写、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时 不会丢失信息。为了防止外界干扰对RAM中程序的破坏，可将其固化在EPROM中。 •现在有许多PLC已直接采用EEPROM作为用户存储器。
20世纪70年代中期--出现了微处理器和微型计算机，人们将微机技术应用到PLC中，使其真正成为一种 电子计算机工业控制设备。1980年--美国电气制造商协会(NEMA)正式将其命名为可编程序控制器 （Programmable Controller），简称PC，但是由于它和个人计算机（Personal Computer）的简称容 易混淆，所以现在仍把可编程序控制器简称为PLC。
1.4 PLC的基本结构与工作原理
1.4 PLC的基本结构与工作原理 ※
《可编程序控制器》
类型 ①开关量输入/输出单元 ②模拟量输入/输出单元（模块）
常用开关量输入接口 ①直流输入接口②交流输入接口③交/直流输入接口 常用开关量输出接口 ①继电器输出接口 响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载 ②晶体管输出接口 响应速度快、动作频率高，只能驱动直流负载 ③晶闸管输出接口 响应速度快、动作频率高，只能驱动交流负载
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
PLC内部等效电路
COM
X0
按钮SB1
X1
(X1)
X2
行程开关SQ1
X3
(X3)
X4
SB2
X5
(X5)
X6
X7
输入继电器
1.4 PLC的基本结构与工作原理
梯形图
电源 PLC
X1
X3
(Y0)
输出继电器 Y0
X1
M100
(T0)
K10
X5
X7
(M100)
1. PLC的主要性能指标 （1）输入输出（I/O）点数 （2）PLC内部继电器的种类和点数 （3）用户程序存储量 （4）扫描时间 （5）编程语言及指令功能 （6）工作环境 （7）可扩展性
《可编程序控制器》
2. PLC的分类
（1）根据I/O点数及存储器的容量分类
类型
I/O点数
小型
<256
中型
256-1024
PLC课件___第1章 PLC 概述
1.1 PLC的产生与定义 1. PLC的产生 20世纪20年代始，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系 统，控制各种生产机械----传统继电器-接触器控制系统。
优点：结构简单、容易掌握、价格便宜 缺点：设备体积大，可靠性差；反应速度慢；只能实现简单的顺序控制和逻辑控制，难于实现复杂的控制； 接线复杂，通用性和灵活性差。
•响应外部设备(如编程器，打印机)的请求。
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
PLC常用的CPU类型： ①通用微处理器(如Z80、8086、80286等) ②单片微处理器(如8031、8096等) ③位片式微处理器(如AMD29W等) FX2N系列采用的微处理器是16位的8096系列单片机 •小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器 •中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器 •大型PLC：大多采用高速位片式微处理器(32位) 小型PLC为单CPU系统，中大型PLC大多为双CPU或多CPU系统
《可编程序控制器》
（2）存储器 用于储存系统程序、用户程序及重要工作数据。
存储器的类型： ①可读/写操作的随机存储器RAM ②只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理 系统程序 •可完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。 •由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改，和PLC硬件组 成有关，关系到PLC的性能。
《可编程序控制器》
1. PLC的产生 ←继电器
←PLC 继电器电梯控制柜→
1.1 PLC的产生与定义 《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义
GM10条
1968年美国通用汽车公司（GM）决定对汽车生产线采用计算机程序控制，并进行公开招标，对汽车生产
线控制系统提出具体要求，即著名的GM10条：
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用 2. PLC的应用 PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于冶金、机械、石油、化工、轻工、纺 织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明，80%以上的工业控制可以使用PLC来完成。 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已用PLC所取代。
（1）编程方便，可现场修改程序；
（2）维修方便，采用插件式结构；
（3）可靠性高于继电器控制装置；
（4）体积小于继电器控制盘；
（5）数据可直接送入管理计算机； （6）成本可与继电器控制盘竞争；
优点＋优点
（7）输入可以是交流115V（美国电压标准）；
（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀；
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
（3）输入/输出（I/O）单元（※） 输入/输出单元是PLC与工业生产现场之间的连接通道。 输入接口：可以检测被控对象的各种数据，是PLC对被控制对象进行控制的依据。 输出接口：将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
作用： ①电平转换-电路匹配 ②光电隔离及滤波-抗干扰 ③状态指示-方便使用与维护
PLC按I/O点数的一种分类方法： •小于32为微型PLC •32～128为微小型PLC •128～256为小型PLC •256～1024为中型PLC •大于1024为大型PLC •4000以上为超大型PLC
1.4 PLC的基本结构与工作原理
工作数据 •是PLC运行过程中经常变化、经常要存取的一些重要数据。 •工作数据存放在RAM中，可随机存取。 •在工作数据存储器中，设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区。 器件的状态由用户程序的初始设置和运行情况确定。根据需要，部分数据在掉电时可用后备电池维持其 现有的状态，称为保持数据区。
《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义 2. PLC的定义 国际电工委员会(IEC)对PLC的定义：“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运动或生产过程。
Y0
Y0
Y1
指示灯
Y1
Y2
Y2
M
Y3
负荷
辅助继电器
外部输出触点
《可编程序控制器》
开关量输入接线示意图
1.4 PLC的基本结构与工作原理
接近开关
手动开关
限位 继电器 开关 触点
按钮
24V COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PLC
《可编程序控制器》
开关量输出接线示意图
1.4 PLC的基本结构与工作原理
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
（1）中央处理单元(CPU)
1.4 PLC的基本结构与工作原理
•接受、存储用户程序。 •以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相应的数据存储区。 •执行监控(系统)程序和用户程序，完成数据和信息的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，完成用户 指令规定的各种操作。
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用
（1）开关量的逻辑控制 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 （2）过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等 场合有非常广泛的应用。 （3）运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场 合。
（9）扩展时原系统改变最小；
硬件→软件
（10）用户存储器至少能扩展4KB；
《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义 1969年--美国数字设备公司（DEC）研制开发出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司汽车生产线 上首次应用。直到70年代初期--PLC仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继 电器控制，被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用 《可编程序控制器》
PLC在水泵房控制系统中的应用
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
PLC在电梯监控系统中的应用
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
PLC应用于水源热泵空调系统
1.2 PLC的特点与应用
《可编程序控制器》
3. PLC的发展趋势
大型
>1024
存储器容量 0-4K字 8K字
8K-16K字
1.3 PLC的主要性能指标及分类
产品 西门子 S7-200
三菱 FX系列 西门子 S7-300 OMRON C200H 西门子 S7-400 OMRON CS1
《可编程序控制器》
（2）根据结构形式分类 •整体式（箱体式） •机架模块式
1.3 PLC的主要性能指标及分类
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
用户程序 •是用户根据控制对象生产工艺及控制要求而编制的应用程序。 •为方便读写、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时 不会丢失信息。为了防止外界干扰对RAM中程序的破坏，可将其固化在EPROM中。 •现在有许多PLC已直接采用EEPROM作为用户存储器。
20世纪70年代中期--出现了微处理器和微型计算机，人们将微机技术应用到PLC中，使其真正成为一种 电子计算机工业控制设备。1980年--美国电气制造商协会(NEMA)正式将其命名为可编程序控制器 （Programmable Controller），简称PC，但是由于它和个人计算机（Personal Computer）的简称容 易混淆，所以现在仍把可编程序控制器简称为PLC。
1.4 PLC的基本结构与工作原理
1.4 PLC的基本结构与工作原理 ※
《可编程序控制器》
类型 ①开关量输入/输出单元 ②模拟量输入/输出单元（模块）
常用开关量输入接口 ①直流输入接口②交流输入接口③交/直流输入接口 常用开关量输出接口 ①继电器输出接口 响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载 ②晶体管输出接口 响应速度快、动作频率高，只能驱动直流负载 ③晶闸管输出接口 响应速度快、动作频率高，只能驱动交流负载
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
PLC内部等效电路
COM
X0
按钮SB1
X1
(X1)
X2
行程开关SQ1
X3
(X3)
X4
SB2
X5
(X5)
X6
X7
输入继电器
1.4 PLC的基本结构与工作原理
梯形图
电源 PLC
X1
X3
(Y0)
输出继电器 Y0
X1
M100
(T0)
K10
X5
X7
(M100)
1. PLC的主要性能指标 （1）输入输出（I/O）点数 （2）PLC内部继电器的种类和点数 （3）用户程序存储量 （4）扫描时间 （5）编程语言及指令功能 （6）工作环境 （7）可扩展性
《可编程序控制器》
2. PLC的分类
（1）根据I/O点数及存储器的容量分类
类型
I/O点数
小型
<256
中型
256-1024
PLC课件___第1章 PLC 概述
1.1 PLC的产生与定义 1. PLC的产生 20世纪20年代始，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系 统，控制各种生产机械----传统继电器-接触器控制系统。
优点：结构简单、容易掌握、价格便宜 缺点：设备体积大，可靠性差；反应速度慢；只能实现简单的顺序控制和逻辑控制，难于实现复杂的控制； 接线复杂，通用性和灵活性差。
•响应外部设备(如编程器，打印机)的请求。
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
PLC常用的CPU类型： ①通用微处理器(如Z80、8086、80286等) ②单片微处理器(如8031、8096等) ③位片式微处理器(如AMD29W等) FX2N系列采用的微处理器是16位的8096系列单片机 •小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器 •中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器 •大型PLC：大多采用高速位片式微处理器(32位) 小型PLC为单CPU系统，中大型PLC大多为双CPU或多CPU系统
《可编程序控制器》
（2）存储器 用于储存系统程序、用户程序及重要工作数据。
存储器的类型： ①可读/写操作的随机存储器RAM ②只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM
1.4 PLC的基本结构与工作原理
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理 系统程序 •可完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。 •由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改，和PLC硬件组 成有关，关系到PLC的性能。
《可编程序控制器》
1. PLC的产生 ←继电器
←PLC 继电器电梯控制柜→
1.1 PLC的产生与定义 《可编程序控制器》
1.1 PLC的产生与定义
GM10条
1968年美国通用汽车公司（GM）决定对汽车生产线采用计算机程序控制，并进行公开招标，对汽车生产
线控制系统提出具体要求，即著名的GM10条：
《可编程序控制器》
1.2 PLC的特点与应用 2. PLC的应用 PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于冶金、机械、石油、化工、轻工、纺 织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明，80%以上的工业控制可以使用PLC来完成。 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已用PLC所取代。
（1）编程方便，可现场修改程序；
（2）维修方便，采用插件式结构；
（3）可靠性高于继电器控制装置；
（4）体积小于继电器控制盘；
（5）数据可直接送入管理计算机； （6）成本可与继电器控制盘竞争；
优点＋优点
（7）输入可以是交流115V（美国电压标准）；
（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀；
《可编程序控制器》
1.4 PLC的基本结构与工作原理
（3）输入/输出（I/O）单元（※） 输入/输出单元是PLC与工业生产现场之间的连接通道。 输入接口：可以检测被控对象的各种数据，是PLC对被控制对象进行控制的依据。 输出接口：将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
作用： ①电平转换-电路匹配 ②光电隔离及滤波-抗干扰 ③状态指示-方便使用与维护
PLC按I/O点数的一种分类方法： •小于32为微型PLC •32～128为微小型PLC •128～256为小型PLC •256～1024为中型PLC •大于1024为大型PLC •4000以上为超大型PLC