PLC的基本介绍

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1、PLC 的基本介绍1、定义可编程控制器，简称PLC (Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新 型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对 PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和 算术运算等操作的指令，并能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。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统

2、形成一个整体，易于扩展其 功能的原则而设计。”2、基本结构各种 PLC 的组成结构基本相同，主要有 CPU, 电源，储存器和输入输出接口电路等组成衍踵开黄中央处理器中央处理器单元一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出接口、通信接口、扩展接口相连。CPU是PLC的核心，它不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。储存器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。系统存储器用于存放 PLC的系统 程序，用户存储器用于存放PLC的用户程序。现在的PLC 般均采用可电擦除的E2PROM 存储器来作为系统存储器和用户存储器。输入输出接口单元PL

3、C的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入CPU；PLC的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信 号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。PLC的输入输出接口电路一般采用光耦合 隔离技术，可以有效地保护内部电路。1、输入接口电路PLC的输入接口电路可分为直流输入电路和交流输入电路。直流输入电路的延迟时 间比较短，可以直接与接近开关，光电开关等电子输入装置连接；交流输入电路适用于 在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。交流输入电路和直流输入电路类似，外接的输入电源改为220V交流电源。2、输出接口电路输出接口电路通常有3种类型：继电器输出型、晶体

4、管输出型和晶闸管输出型。继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型的输出电路类似，只是晶体管或晶闸 管代替继电器来控制外部负载。扩展接口和通信接口PLC的扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要；通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视 器、打印机、其他的PLC或是计算机相连，从而实现“人-机”或“机-机”之间的对话。电源PLC 一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理 器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常工作。3、工作原理PLC的工作方式为循环扫描方式，当PLC投入运行后

5、，其工作过程一般分为三个阶段， 即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在 整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。其工作过程大致分为 3 个阶段：输入采样、程序执行和输入采样、程序执行和输出刷新4、PLC 的分类（一） 小型 PLC小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一 体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包 括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。（二） 中型 PLC中型PLC采用模块化结构，其I/O点

6、数一般在2561024点之间。I/O的处理方式除了 采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中， 直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。（三） 大型 PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强 的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂 生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更高。5、功能特点1使用灵活、通用性弓 一PLC的硬件是标准化的，加之PLC的产品已系列

7、化，功能模 块品种多，可以灵活组成各种不同大小和不同功能的控制系统。在PLC构成的控制系统中， 只需在PLC的端子上接入相应的输入输出信号线。当需要变更控制系统的功能时，可以用编 程器在线或离线修改程序，同一个PLC装置用于不同的控制对象，只是输入输出组件和应用 软件的不同。2.可靠性高、抗干扰能力强微机功能强大但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰， 电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能导致一般通用微机不能正常工作；传统的 继电器接触器控制系统抗干扰能力强，但由于存在大量的机械触点（易磨损、烧蚀）而寿 命短，系统可靠性差。 PLC 采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完

8、 成，大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高，从实际使用 情况来看，PLC控制系统的平均无故障时间一般可达45万小时。PLC采取了一系列硬件 和软件抗干扰措施，能适应有各种强烈干扰的工业现场，并具有故障自诊断能力。如一般PLC 能抗1000V、1ms脉冲的干扰，其工作环境温度为060C，无需强迫风冷。3接口简单、维护方便PLC的接口按工业控制的要求设计，有较强的带负载能力（输 入输出可直接与交流220V，直流24V等强电相连），接口电路一般亦为模块式，便于维修 更换。有的PLC甚至可以带电插拔输入输出模块，可不脱机停电而直接更换故障模块，大大 缩短了故障修复时间。4体

9、积小、功耗小、性价比高以小型PLC （TSX21）为例，它具有128个I/O接口， 可相当于400800个继电器组成的系统的控制功能，其尺寸仅为216x127x110mm3，重 2.3kg，不带接口的空载功耗为1.2W，其成本仅相当于同功能继电器系统的1020%。PLC 的输入输出系统能够直观地反应现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系 统的运行状态，如内部工作状态、通讯状态、I/O点状态、异常状态和电源状态等，对此均有 醒目的指示，非常有利于运行和维护人员对系统进行监视。5编程简单、容易掌握一一PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑了现场工程 技术人员的技能和习惯。大多

10、数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简 单指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要专门的计算机知识和语言，具 有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用专用的编程器，可方便地查看、 编辑、修改用户程序。6.设计、施工、调试周期短用继电器接触器控制完成一项控制工程，必须首先按 工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏（柜）的布置和接线图等，进行安装调试，以 后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其靠软件实现控制，硬件线路非常简洁，并为 模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量（输入输出点数、内存大小）等选用 组装，而大量具体的程序编制工作也可在

11、PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和 施工可同时进行。由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线 工作，缩短了施工周期。PLC是通过程序完成控制任务的，采用了方便用户的工业编程语言， 且都具有强制和仿真的功能，故程序的设计、修改和调试都很方便，这样可大大缩短设计和 投运周期。6、编程语言五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图 形化语言和指令表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。顺序功能图是一种结构块控制程序流程图，梯形图和功能模块图是图形化语言，指令表、 结构文本两种文本语言，梯形图的应用直观，与指令表可以相互转

12、换。7、常用PLC与生产厂家我国有不少的厂家研制和生产过PLC，但是还没有出现有影响力和较大市场占有率的产 品，目前我国使用的PLC几乎都是国外品牌的产品。在全世界上百个PLC制造厂中，有几家举足轻重的公司。它们是美国Rockwell自动化公 司所属的A. B（Allen& Bradly）公司、GE-Fanuc公司，德国的西门子（Siemens）公司和法国 的施耐德（Schneider）自动化公司，日本的三菱公司和欧姆龙（OMRON）公司。这几家公司控制 着全世界80%以上的PLC市场，它们的系列产品有其技术广度和深度，从微型PLC到有上万 个1/0（输入，输出）点的大型PLC应有尽有。附表国

13、外PLC生产厂家公司名称PLC产品日本三菱公司A系列、FX系列、Q系列日本东芝公司EX小型机及EX-PLUS小型机、EX日本松下公司FP-e/FPO/FP刀/FP1/FP-M/FP2/FP2SH/FP3/FP10SH/FP-X日本富士公司Flex NS/NJ/NB NWO 系列、MICREX-SX SPB 系列日本日立公司E系列PLC美国AB公司PLC-5系列、微型PLC等GE-FANAC 公司中型机90-30系列，小型机90-20系列，914、781/782、771/772 等日本OMRON公司CPMIA 型，P 型，H 型，CVM、CV 型，Ha 型，F 型德国西门子公司S7-200, S

14、7-300、S7-400 S7-1200 系列欧姆龙集团CQM1系列、C200H系列、CS1系列、CJ1系列美国莫迪康公司（施耐德）M340、 M218 M238、 M258罗克韦尔自动化有限公司PLC-5、 CompactLogix、 SLC 500韩国LG集团Master-k系列，X系列国内PLC生产厂家公司名称PLC产品北京凯迪恩自动化技术有限公司KDN-K3系列小型一体化PLC浩纳尔（天津）自动化科技有限公司XLt系列、XLe系列石豕庄德立科电子科技有限公司KX1S系列、KX1N系列、KX2N系列PLC深圳三凌机电科技开发有限公司FX系列PLC北京安控科技发展有限公司PLCcore 系

15、列、DemoECll 系列北京和利时系统工程股份有限公司LK大型PLC、LM系列小型PLC基恩士国际贸易（上海）有限公司SV系列厦门海为科技有限公司S系列Koyo光洋电子（无锡）有限公司SH/SH1/SH2、 SM/SM1、 SN、 SZ、 SU、 SR/DL-305 系列丰炜科技企业股份有限公司（台湾）V、M、VB、VH 系列台达电子工业股份有限公司（台湾）DVP-EH3/EH2 系列、DVP-PM 系列、DVP-ES2/EX2 系列、DVP-EC3 系列等福建毅天自动化科技有限公司ET-SX、ET-MX、ET-200、ET-300 系列上海金鸿格国际贸易有限公司WinPAC智能型、泛用型P

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