PLC的基本结构和工作原理分解课件.ppt

第3章PLC的基本组成和工作原理20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器
装置构成的。当时，汽车的每一次改型都需要重新设计和安装继电器控制装置。
随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需
要经常地更换，十分费时、费工、费料，延长了更新的周器。为改变这一现状，
人们曾试图用小型计算机来实现工业控制代替传统的继电器控制，但因价格昂
贵、输入输出电路不匹配、编程复杂等原因，而没能得到推广和应用。
20世纪60年代末，美国通用汽车公司（GM）为了适应汽车型号不断翻新的
需要，要求制造商为其装配线提供一种新型的通用控制器。
1969年美国数据通信公司（DEC）公司研制出第一台可编程控制器，在GM公司
生产线上获得成功。其后日本、德国、等相继引入，可编程控制器迅速发展起来。
这一时期它主要用于顺序控制。虽然也采用了计算机的设计思想，但当时只能进行逻辑
运算，故称为“可编程控制器”，简称为PLC（ProgrammableLogicController）。

20世纪70年代以来，由于大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，PLC的功能日益增强，它不仅能执行逻辑控制、顺序控制、定时及计数控制，还增加了算术运算、数据处理、通信等功能，具有处理分支，中断、自诊断能力，使PLC从开关量的控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机控制装置。
因此有人将PLC称为工业生产自动化三大支柱
（即PLC、机器人、计算机的辅助设计/制造CAD/CAM）之一。
由于PLC的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，故称为“可编程控制器”，简称PC（ProgrammableController）。
但因PC容易和“个人计算机”（PersonalComputer）混淆，
故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。电度表生产装配线三菱PLC1)可靠性高，抗干扰能力强。
2)配套齐全，功能完善，适用性强。
3)易学易用，深受工程技术人员欢迎。
4)系统设计周期短，维护方便，改造容易。
5)体积小，重量轻，能耗低。

3PLC的主要应用4PLC代替继电器接线逻辑用于电动机的控制1.2PLC的硬件？1)中央处理器（CPU）

中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成
逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制
器中采用的CPU一般有三大类：一类为通用微处理器，如80286、80386等；
一类为单片机心片，如8051、8096等；另外还有双极行为片式微位处理器，
如AMD2900、AMD2930等。
FX2N系列的控制器使用的微处理器是16位的8096单片机2)存储器（RAM、ROM）PLC与外部设备联系的桥梁PLC与外部设备联系的桥梁直流输入型接口电路(2)输出接口电路

PLC的输出电路有三种形式:继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。4)电源及编程设备PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微
机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，而PLC则采用循环扫描的
工作方式。在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始按指
令步序号进行其周性的循环扫描，直到遇到结束符后又返回第一条指令，周而
复始不断循环，因此称为循环扫描方式。PLC进入工作状态后，首先通过其输入端子，将外部输入设备的状态收集并存入对应的输入继电器，如图中的X0就是对应于按钮SB的输入继电器，当按钮按下时，X0被写“1”，当按钮被送开时，X0被写入“0”，并由此时写入的值来决定程序中X0触点的状态。输入信号采集后，CPU会结合输入的状态，根据语句排序逐步进行逻辑运算，产生确定的输出信息，再将其送到输出部分，从而控制执行元件动作。以图中程序为例，若SB按下，SQ未被压动，则X0被写入“1”，X1被写入“0”。则程序中出现X0的常开触点合上，而Y1运算得“0”。最终，在外部执行元件中，接触器线圈KM，得电，而指示灯H1不亮。PLC的扫描工作过程台达DVPES系列PLC软继电器有八大类：

1)输入继电器[X]
2)输出继电器[Y]
3)辅助继电器[M]
4)状态继电器[S]
5)定时器[T]
6)计数器[C]
7)数据寄存器[D]
8)指针[P、I、N]

(详见台达DVPES系列PLC应用技术手冊26页,三菱FX2N系列PLC类似)分析PLC工作原理时，常用到继电器的概念，但在PLC内部没有
传统的实体继电器，仅是一个逻辑概念，因此被称为“软继电器”。这些
“软继电器”实在上由程序的软件功能实现的存储器，它有“1”和“0”两种
状态，对应于实体继电器线圈的“ON”（接通）和“OFF”（断开）状态。
在编程时，“软继电器”可向PLC提供无数动合（常开）触点,动断