4 第四章 PLC1( 可编程序控制器基础知识 )
更新时间:2023-08-30 15:04:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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第4 章 可编程序控制器基础知识
学习说明: 本章是学习PLC的入门知识,因此对初学者来说显得特别重要。 重点掌握:什么是PLC?PLC与其它控制装置的区别?PLC的工 作机制? 本章内容: 4.1 概述 4.2 PLC系统与继电器系统比较 4.3 PLC组成 4.4 PLC工作原理 4.5 PLC特点与分类 4.6 PLC的发展趋势
4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?
可编程序控制器(Programmble Controller)简称PC或 PLC
■ 是一种工业控制装置PLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出 来的,并逐渐发展成为 以微处理器为核心,将自动化技 术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装 置
4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?
■ 定义 国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程控 制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如 下:
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统, 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、 计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式 的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编 程控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联
4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?
◆ 区别于一般微机控制系统 ◆ 区别于传统控制装置 近年来,可编程控制器发展很快,几乎每年都推
出不少新系列产品,其功能已远远超出了定义的范围。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
■ 世界上第一台PLC1969年由美国数字设备公司(DEC)根据美国通用 汽车公司(GM)的要求研制成功
◆背景:1968年美国通用汽车公司(GM),为了适应汽车 型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批 量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能 做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线, 以降低成本,缩短周期。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
◆设计思想:吸取继电器和计算机两者的优点 ☆ 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易 更改、查找和排除故障困难,对生产工艺变化的适应性 差,但简单易懂、价格便宜;
☆ 计算机功能强大、灵活(可编程)、通用性好,但编 程困难;
☆ 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编 程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。(梯形图)
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
◆70年代初期: 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller) ◆70年代中期: 微处理器技术应用到PLC中,使PLC不仅具有逻辑控制 功能,还增加了算术运算、
数据传送和数据处理等功能 ◆80年代以后:随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发 展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到迅速发展。PLC 不仅控制功能增强,同时可靠性提高,功耗、体积减小,成本降低, 编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图 象显示等功能。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
◆近年来PLC发展迅速 PLC集三电(电控、电仪、电传)为一体、性能价 格比高、高可靠性的特点,已成为自动化工程的核心设
备。 PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置, 其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、机 器人、CAD/CAM)之一。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言, PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国
内有关探讨PLC发展的论文中,这个结论是众口一词的,尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。
在全球经济不景气的时候,PLC的市场销售仍然坚挺;PC控 制有了引人注目的进展,但毕竟只能对高端的PLC产品形成 竞争;小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看;PLC和 PC控制在今后可能相互融合。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
PLC三大流派 自从第一台PLC出现以后,日本、德国、法国等也相继开始研 制PLC,并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色。 ●欧洲:西门子(Siemens); 法国的TE(Telemecanique) ●美国:A-B(Allen-Bradly)、GE(General Electric) ●日本:三菱电机(Mitsubishi Electric)、 欧姆龙(OMRON)、 FUJI (日本主要发展中小型PLC,其小型机性能先进,结构紧凑, 价格便宜) 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
■我国PLC发展情况
在70年代末和80年代初,我国随国外成套设备、专用设备引进了不 少国外的PLC。
我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC,如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。 在传统设备改造和新设备设计中,PLC的应用逐年增多,取得良好 效果。PLC在我国的应用越来越广泛。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
■我国PLC发展情况目前,国内PLC生产厂家有30余家,并有迹象显示,更多的来自 于原PLC应用的技术人员准备加入到小型PLC开发的行列。但在目前 上市的众多PLC产品中,还没有形成规模化的生产和名牌产品。
从技术角度来看,国内外的小型PLC差距正在缩小。如无锡信捷、 兰州全志等公司生产的微型PLC已经比较成熟,有些国产PLC(如和 利时、科迪纳)已经拥有
符合IEC标准的编程软件、支持了现场总线 技术等。面对国际厂商数十年的规模化生产和市场管理经验,国内厂商更 多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段,离真正批量生产、 市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时,国产PLC的 低价优势也正在受到新的挑战。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
PLC品牌分布情况的原因:
产品覆盖范围。排在最前的三个品牌有最丰富的产品系列,而且没有 偏重,用户很容易得到恰当的产品;其他品牌如Fuji,LG则以小型和 微型产品为主,GE和Schneider以中大型产品为主。虽然A-B拥有出 色的技术和全面的产品系列,但是高价格使用户却步。 中国市场上的历史。Siemens,Mitsubishi和Omron都是在中国市场上 传统的供应商,在很多领域占了先机,相对应的是GE,Schneider (其实Modicon进入中国也比较早,但没有完整的销售和服务体系) 和LG这些后来者虽然市场快速增长,但距先行者仍有一定的差距。 行业分布。某些品牌会侧重于一些行业,如Schneider更加注重电力 行业,Rockwell在冶金行业表现出众。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
2004年度PLC市场研究报告表明: ①作为目前国内控制市场上的主流控制器,PLC市场的 国内参与者却需要尴尬地面对这样一个局面,即在高达 31亿的PLC市场总需求中,国产PLC不到整个市场份额1 %。 ②在按照I/O数量划分的市场总量中,小型PLC(256点 以下)的市场巨大,占据市场总额的64%,而国产PLC 的市场贡献恰恰就在小型PLC的市场中。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
■预测:中国PLC市场在2008年有望翻番 在最近的经济发展中,中国以其制造业发展的迅猛及
范围的广泛为人瞩目,使PLC在某些自动化领域增长超过了20%。中国的PLC市场在未来的5年内,将以14.1% 的综合年增长率增长。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
流行新词汇:可编程自动化控制器 (Programmable Automation Controller,PAC)PAC源自于ARC咨询集团市场调查公司,认为:
“PLC相当活跃,而且发展良好,具很强的生命力。 然而,PLC这个工业的有效工具正在许多方面不断改变, 不断增加其魅力。自动化供应商正不断致力于PLC的开 发,以迎合市场和特殊用户的需求。功能的增强促使了 新系列的系统浮出水面。PAC基于开放的工业标准、具 多领域功能、通用的开放平台以及高性能” 。
4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展
GE Fanuc却没有丝毫犹豫,立刻接受了PAC的概念,而且在汉诺威 展上公开宣布,其新的旗舰控制产品的名称为PACSystems。GE Fanuc使用了这个名称,表达了其产品
综合了传统PLC和PC硬件的优 点,具有通用编程环境。 2003年11月Rockwell宣布,其为PAC技术的领导厂商,其产品 Control Logix和Compact Logix PLC事实上就是PAC。他认为,随着 不断的发展, PAC将采用大量的方法以处理数据,并具有升级性, 而在多项目控制、集成商务系统分析和生命周期成本管理等方面也能 大踏步地前进。 2004年 是否制造商会将产品名称从PLC改到PAC,还有待观察。
4.1 概述 4.1.3 PLC的应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用冶金、石油、化工、 建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐 等各行各业,随着PLC性能价格比的不断提高,其应用 领域不断扩大。 从PLC应用类型看,大致可归纳为以下几个方面: 开关量逻辑控制 运动控制 过程控制(PID闭环控制 ) 数据处理 通信联网(构成DCS、FCS系统)
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4 第四章 PLC1( 可编程序控制器基础知识 )08-30
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