第一课题 PLC 介绍

可编程控制器产生的历史背景

1968 年，美国最大的汽车制造商——通用汽车制造公司（ GM ），为适应汽车型号的不断更新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。即：

硬件： 减少并相对稳定软件： 简单、灵活并随控制要求而变

通用汽车公司根据上述设想提出了这种新型控制器所必须具备的十大条件（ GM10 条）：

编程简单，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柜体积小于继电器控制柜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入可以是交流 115V输出可以是交流 115V ， 2A 以上，可直接驱动电磁阀在扩展时，原有系统只要很小变更用户程序存储器容量至少能扩展到 4K 字节

1969 年，美国数字设备公司（ GEC ）的子公司AB 公司首先成功研制出第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。

1971 年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器 DSC-8 。

1973 年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。

我国从 1974 年开始研制， 1977 年开始工业应用。

PLC 的划代

第一代的 PLC时间 ： 70 ～ 80 年代

功能 ：

名称： Programmable Logic Controller简称： PLC

逻辑运算 计时，计数

第二代的 PLC

时间 ： 80 ～ 90 年代

功能 ：

名称： Programmable Controller

简称： PC

逻辑运算 数据运算传送

第三代的 PLC

时间： 90 年代以后

功能：

名称： Programmable Controller

简称：

逻辑运算 数据运算传送 网络通信

PC PLC

可编程控制器的特点及应用范围可编程控制器系统的特点 可靠性高，抗干扰能力强。通用性强，使用方便。功能强，适应面广。编程简单，容易掌握。减少了控制系统设计及施工的工作量。体积小、重量轻、功耗低。

可编程控制器的应用范围 顺序控制 PLC 取代传统的继电器构成顺序控制系统，是 PLC 最广泛的

应用领域。运动控制 PLC 制造商目前已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或

多轴位置控制模块。

过程控制 PLC 能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度

和流量等。 PID （ Proportional-Integral-Derivative ） 模块的提供使 PLC 具有闭环控制功能。数据处理 随着 PLC 技术的发展，已把支持顺序控制的 PLC

和计算机数值控制 (CNC) 的设备紧密地结合了起来。

通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（ FA ）系统、柔性制造系统（ FMS ）及集散控制系统（ DCS ）等发展的需要，必须发展 PLC 之间、 PLC 和上位计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC 数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。 PLC 之间、 PLC 和上位计算机之间都采用光纤通信，多级传递。 I/O 模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络联结构成集中管理信息的分布式网络系统。

可编程控制器的发展趋势国外 PLC发展概况 目前，世界上有 200 多个厂家生产 PLC ，著名的有 : 美国： AB 通用电气公司、莫迪康公司； 日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等公司； 德国：西门子公司； 法国： TE 施耐德公司； 韩国：三星、 LG 公司等。

技术发展动向产品规模向大、小两个方向发展。PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛。不断加强通讯功能。新器件和模块不断推出。编程工具丰富多样，编程语言趋向标准化。追求软硬件的标准化。

辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产 PLC；无锡电器和日本光洋合资生产的 PLC;中美合资的厦门 A—B 公司生产的 PLC；上海香岛机电公司引进技术生产的 PLC;上海 OMRON 公司 ;西安 Siemens 公司等。

国内发展及应用概况

可编程控制器的硬件构成可编程控制器基本组成

中央处理单元 CPU

存储器单元 ROM/RAM

输入 / 输出单元 I/O

编程器、电源

PLC 的结构图

可编程控制器的系统程序

系统程序

系统管理程序

用户指令解释程序

专用标准程序块

运行管理

存贮空间的管理

系统自检程序

标准程序模块调用

系统调用

可编程控制器用户程序

用户程序

梯形图

指令表

状态图

功能图

可编程控制器用户工作环境

用户环境

用户数据结构

用户元件区分配

用户程序存贮区

用户参数

文件存贮区

bit 数据： X 、 Y

字数据： D 、 Z 、 V

字与 bit 的混合数据： T 、C

元件（软元件）输入 / 输出继电器（ X ， Y ）输入继电器（ X0~X267 ） 作用：采集或接受外部信号。 结构：常开触点，符号： 常闭触点，符号： 公共点： COM ，电位为 0V ，相当于直流

电源的负极。 元件编号：按八进制编号。

信号的采集方式：

a ）图 PLC 与开关量连接示意图 b ）图 信号采集的梯形图

信号的采集方式：

a ）图 PLC 与开关量连接示意图 b ）图 信号采集的梯形图

输出继电器（ Y0~Y267 ）作用：专门用来驱动外部负载。结构：线圈 常开触点，符号： 常闭触点，符号：

公共点： COM1 ： Y0 、 Y1 、 Y2 、 Y3 ； COM2 ： Y4 、 Y5 、 Y6 、 Y7 ； COM3 ： Y10 、 Y11 、 Y12 、 Y13 ； COM4 ： Y14 、 Y15 、 Y16 、 Y17 ； COM5 ： Y20 ～ Y37 。

Y0

输出继电器（ Y0~Y267 ）元件编号：按八进制编号。输出端的外加电压： 交流电压小于 250V； 直流电压小于 30V 。输出继电器的驱动负载能力： 灯负载≤ 100W/ 点； 电阻性负载≤ 2A/ 点； 电感性负载≤ 80VA/ 点。

输出继电器硬件接线图PLC 的输出端子是向外部负载输出信号的窗口

辅助继电器（ M ）作用：辅助继电器的线圈对外不输出。

在逻辑运算中经常需要一些辅助继电器作为辅助运算用。常用作状态暂存、移动运算等，它的数量常比 X 、 Y 多。 它还有各种具有特殊功能的特殊辅助继电器，起定时时钟，进／借位标志，启动／停止，单步运行，通讯状态，出错标志等。

结构：线圈 常开触点，符号： 常闭触点，符号：

元件编号：按十进制编号。

M0

辅助继电器的分类：通用辅助继电器M0~M499（ 500点） 通用辅助继电器有 500 点，其元件号按十进制编号（MO～M499 )。停电保持辅助继电器M500~M1023（ 524点） PLC 在运行中若发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部成为断开状态。再运行时，除去 PLC 运行时就接通（ ON ）的以外，其他仍断开。停电保持由 PLC

内装的后备电池支持。

特殊辅助继电器M8000～M8255（ 256点） 特殊辅助继电器共 256点，提供时钟脉冲和标志，设定可编程序控制器的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等。

特殊辅助继电器

触点利用型

线圈驱动型

M8000 、 M8002

M8012 、 M8013 、 M8014

M8033 、 M8034

M8000 、 M8002 、 M8012波形图

完