plc可编程控制器的发展及应用

1. 什么是PLC？

国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算 *** 作的电子装置，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 *** 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。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。

2. PLC可编程控制器的产生

2.1  随着半导体技术，尤其是微型计算机和微处理器技术的发展，在20世纪70年代初期、中期，设计制造出可编程逻辑控制器PLC，它能完成顺序控制，仅有逻辑运算、定时、计数等控制功能。

2.2  20世纪70年代末至80年代初，可编程控制器的处理速度大提高，增加了许多特殊功能，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制。

2.3  20世纪80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器为核心的可编程控制器也得到迅猛发展，其功能越来越强。PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节、数据处理和数据通信功能。

2.4  1985年1月国际电工委员会(IEC)制定了PLC的标准。

3.   PLC的特点

3.1  可靠性高，抗干扰能力强

3.2  通用性强，使用方便

3.3  采用模块化结构，系统组合灵活方便

3.4  编程语言简单、易学，便于掌握

3.5  系统设计周期短

3.6  对生产工艺以身试法适应性强

3.7  安装简单、调试方便、维护工作量小

4.   可编程控制器的分类

4.1  按输入/输出点数分

a)   小型机： 小型PLC　I/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。

b)   中型机：中型PLC　I/O总点数在256∽2048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。

c)   大型机：大型PLC　I/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。

4.2  按结构形式分

a)    整体式

b)    模块式

3)    按生产厂家分

在全世界有上百家PLC制造商，其中占PLC市场80%以上的生产公司是：德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的施耐德（SCHNEIDER）自动化公司、日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司。

5.   PLC的应用

5.1  开关量逻辑控制

5.2  模拟量控制

5.3  过程控制

5.4  定时和计数控制

5.5  顺序控制

5.6  数据处理

5.7  通信和联网

6.   PLC的发展趋势

6.1  系列化、模块化

6.2  小型机功能强化

6.3  中、大型机高速度、高功能、大容量

6.4  低成本

6.5  多功能

7.   可编程控制器技术性能指标

7.1  I/O点数

I/O点数是指PLC外部I/O端子的总数。如FX毓的I/O点数最多为256。

7.2  扫描速度

一般指执行指令的时间，单位是μs/步，有时也以执行1000步指令的时间计，单位为ms/千步，通常为10ms，小型PLC的扫描时间可能大于40s。

7.3  内存容量

通常以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。

7.4  指令系统

PLC指令的多少是衡量其软件功能强弱的主要指标。PLC具有的指令种类越多，它的软件功能则超强。

7.5  内部寄存器

寄存器的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。这些寄存器主要用以存放变量状态、结果和数据等。

可编程控制器（PLC）的工作有两个要点：入出信息变换、可靠物理实现，入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统的（这程序又称监控程序，或 *** 作系统），又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台，同时，还进行必要的公共处理，如自检，I/O刷新，与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制，就有什么样的用户程序。

可靠物理实现主要通过输入（I， INPUT）及输出（O， OUTPUT）电路。每一输入点或输出点就有一个I或O电路。而且，总是把若干个这样电路集成在一个模块（或箱体）中，然后再由若干个模块（或箱体）集成为PLC完整的I/O系统（电路）。尽管这些模块相当多，占了PLC体积的大部分，但由于它们都是由高度集成化的，所以，PLC的体积还是不太大的。

输入电路时刻监视着输入点的（通、ON或断、OFF）状态，并将此状态暂存于它的输入暂存器（还可能有别的称谓）中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。

输出电路有输出锁存器（还可能有别的称谓）。它也有两个状态，高、低电位状态，并可锁存。同时，它还有相应的物理电路，可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输出点都有一个与其对应的输出锁存器。

这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。

把输入暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称为输入继电器，或称软触点，或称为过程映射输入寄存器（the process-image input register）。这些位（bit）置成1，表示触点通，置成0为触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入点的状态。

输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈，或称为过程映射输出寄存器（the process-image output register）。通过PLC I/O总线及运行系统程序，输出继电器的状态将映射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。

PLC除了有可接收开关信号的输入电路，有时，还有接收模拟信号的输入电路（称模拟量输入单元或模块）。只是后者先要进行模、数转换，然后，再把转换后的数据存入PLC相应的内存单元中。

如要产生模拟量输出，则要配有模拟量输出电路（称模拟量输出模块或单元）。靠它对PLC相应的内存单元的内容进行数、模转换，并产生输出。

这样，用户所要编的程序只是，PLC输入有关的内存区到输出有关的内存区的变换。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的。

第一题：

第二题：

第三题：

第四题：

第五题：

扩展资料

电气控制与可编程序控制器应用技术原理：

由若干电气原件组合，用于实现对某个或某些对象的控制，从而保证被控设备安全、可靠地运行。电气控制系统的主要功能有：自动控制、保护、监视和测量。它的构成主要有三部分：输入部分（如传感器、开关、按钮等）、逻辑部分（如继电器、触电等）和执行部分（如电磁线圈、指示灯等）。

电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。

高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用 *** 作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气 *** 作设备，对供电设备进行自动控制。

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