逻辑与可编程控制系统.pptx

第一章第一章 绪论绪论第一节第一节逻辑与可编程控制的基本概念逻辑与可编程控制的基本概念一、逻辑与可编程控制技术的概念1、逻辑控制 是指在对生产过程运行状态检测的基础上，依据预先编制好的操作规则，对输入状态进行逻辑运算、或计数、或定时、或对某些变化参量进行判断等，然后根据这些结果作出控制决策，控制执行机构协调动作，完成以开关量控制为主的生产过程的自动控制。2、可编程控制 其操作规则，即控制程序，是用软件技术的方式存储在可编程控制器的存储器中，用户可以依据需要方便地改写控制程序。二、逻辑控制方式和控制要素1、逻辑控制的方式（1）顺序控制（2）条件控制（3）时序控制2、控制要素动作的转换与执行第二节第二节逻辑与可编程控制技术的发展逻辑与可编程控制技术的发展一、可编程控制器的由来在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控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1、编程方便，现场可修改程序；2、维修方便，采用模块化结构；3、可靠性高于继电器控制装置；4、体积小于继电器控制装置；5、数据可直接送入管理计算机；6、成本可与继电器控制装置竞争；7、输入可以是交流115V；8、输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9、在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4K。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。二、可编程控制器的发展虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：1、早期的PLC（60年代末70年代中期）早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言梯形图一直沿用至今。2、中期的PLC（70年代中期80年代中，后期）在70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU)。这样，使PLC得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC得应用范围得以扩大。3、近期的PLC（80年代中、后期至今）进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化。第二章第二章 继电器逻辑控制技术继电器逻辑控制技术第一节第一节 继电器逻辑控制电路继电器逻辑控制电路 一、继电器逻辑控制电路的概念一、继电器逻辑控制电路的概念 继电器逻辑控制电路是根据外界输入的特定信号和某种要求，自动地接通和断开电路，断续地或连续地改变电路参数或运行状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、调节和保护的一种自动控制电路。通常包含主令电器、检测器件、继电器、接触器等部分。二、继电器逻辑控制电路的主要组成部分二、继电器逻辑控制电路的主要组成部分1、逻辑输入部分、逻辑输入部分（1）主令电器（2）检测器件2、逻辑记忆部分、逻辑记忆部分（1）电磁继电器（2）干黄继电器（3）热继电器（4）时间继电器3、执行部分、执行部分三、基本继电器逻辑控制线路三、基本继电器逻辑控制线路1起动、停止、自锁电路起动、停止、自锁电路2、行程控制、行程控制3、定时控制电路、定时控制电路四、继电接触式控制系统的设计四、继电接触式控制系统的设计1、自动工作循环的分析、自动工作循环的分析2、联锁条件及电气保护的确定、联锁条件及电气保护的确定（1）联锁（2）禁止（3）互锁3、采用记忆单元、采用记忆单元4、输入信号时间长短的处理、输入信号时间长短的处理第三章第三章可编程控制器的组成及原理可编程控制器的组成及原理第一节第一节可编程控制器概述可编程控制器概述一、可编程控制器的概念 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。可编程控制器是一种以微处理器技术为基础，将控制处理规则存储于存储器中，应用于以控制开关量为主或包括控制过程参量在内的逻辑控制、机电运动控制或过程控制等工业控制领域的新型工业控制装置。二、可编程控制器（PLC）的特点1、通用性强，使用方便 2、功能强，适应面广 3、可靠性高，抗干扰能力强 4、编程方法简单，容易掌握 5、PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的柔性。6、体积小、重量轻、功耗低 三、PLC的应用领域 1、开关量逻辑控制 2、运动控制 3、闭环过程控制 4、数据处理 5、通讯联网 第二节第二节可编程控制器的基本组成和原理可编程控制器的基本组成和原理一、可编程控制器的基本组成 （1）CPU部分（2）输入部分（3）输出部分二、虚拟可编程控制器初级机1、虚拟的PLC（1）硬件 1）输入继电器 2）输出继电器 3）内部继电器（2）编程语言 2、实例 3、实例的PLC实现4、初级机的基本工作原理5、PLC的输入/输出滞后