第一讲 可编程控制器概述 主讲教师：李 泽 明 联系方式（一）：手机13682393846 联系方式（二）：VSLZM@126.com

教学要求 1、 了解可编程序控制器的由来及其特点 2、 熟悉PLC的应用领域 3、 重点掌握PLC发展趋势

三菱PLC外形图 3 2006-3-3 Q系列PLC FX2N系列PLC FX1N系列PLC FX1S系列PLC

西门子PLC外形图 4 2006-3-3 S7-200系列PLC S7-300系列PLC S7-400系列PLC

欧姆龙PLC外形图 CPM1A、CPM2A系列PLC C200H系列PLC

可编程控制器的名称演变 1969年时被称为可编程逻辑控制器，简称PLC (Programmable Logic Controller)。 70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，称其为可编程控制器，简称PC (Programmable Controller)。但由于PC容易和个人计算机 (Personal Computer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。

可编程控制器定义 （1987年 国际电工委员会） 可编程序控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，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。

可编程控制器的产生 因为继电器逻辑电路配线复杂，可以说，PLC在继电控制系统上发展而来

可编程控制器的产生 1968年，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司（GM公司）提出设想，为了改变日益庞大的继电控制系统，开始招标。 1969年，美国数字设备公司研制出了世界上第一台PC，型号为PDP-14。 第一代：从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点是：CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器； 第二代：70年代初期到70年代末期。其特点是：CPU采用微处理器，存储器采用EPROM ； 第三代：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ； 第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ； 第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器芯片，有的已使用RISC芯片。

1968年，GM公司招标文件提出十项设计标准： 编程简单，可在现场修改程序； 维护方便，采用插件式结构； 可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜； 成本可与继电器控制柜竞争； 可将数据直接送入计算机； 可直接使用115V交流输入电压； 输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等； 通用性强，扩展方便; 能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。

PLC 的特点 1）编程方法简单易学 比如梯形图。很适合电气技术人员学习。 2）功能强，性价比高 3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 主要是实行了模块化，配置灵活，安装方便，程序方便修改，适应工艺变化。

PLC特点续 4）可靠性高，抗干扰能力强 一般的PLC平均无故障时间达到数万小时，可靠性的提高是由于大量减少了继电器等电子装置，使系统复杂性降低，提高可靠性。 5）系统的设计、安装、调试工作量少 6）维修工作量少，维修方便 PLC都具有故障自诊断的功能，可以根据故障表快速定位故障。

PLC特点再续 7）体积小，能耗低。 小型的PLC只有几个继电器的大小，节省了开关柜的大量空间，配线也少得多，节省很多安装工时，费用大大降低。

PLC的分类 按I/O点数来分 超小型：<=64点，存储空间1~2K 小型 ：64~128点，存储空间2~4K 也可以直接分为小型、中型、大型 （当然，随着时间的推移，存储空间的变化很大，有的现在中型的PLC已经有1M或者512K的存储空间了。）

PLC的分类续 2）按结构形式来分 有整体式的，就是将电源、CPU、I/O、部件都集中在一个机箱内，结构紧凑、体积小、价格低。一般都配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元，通讯单元等等。 有模块式的，PLC的各部分分成若干个部分，如CPU模块、I/O模块，电源模块和各种功能模块。装配灵活，更换方便，一般大中型都采用这种方式。

PLC的性能 1，硬件性能 包括有环境温度，环境湿度，抗震，抗冲击，抗噪声干扰，耐压，接地等。 2，软件指标 1）编程语言，一般常用的有梯形图，指令表，控制系统流程图。 2）用户存储空间和类型，一般以字、步或KB为单位，比如FX2的存储空间就是2K步；常用的用户存储器类型有RAM，EEPROM，EPROM。（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

PLC的性能续一 RAM（Random Access Memory）随机存储器,断电后数据会丢失 。 EEPROM （Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ）电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片，在指定的引脚加上一个高电压即可写入或擦除，而且其擦除的速度极快 。 EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory ）可擦除可编程只读存储器，一旦经过编程，EPROM只有在强紫外线的照射下才能够进行擦除

PLC的性能续二 （接软件指标） 3）I/O总数，有开关量和模拟量两种I/O。 5）软元件的种类和点数。指辅助继电器、定时器、计数器、状态、数据寄存器和各种特殊继电器。 6）扫描速度。以“us/步“表示。扫描速度越快，其输入输出的响应越快。 7）其他指标。如运行方式、I/O方式、自诊断功能、通讯联网功能、远程监控等等。

PLC的应用领域（一）

PLC的应用领域（二）

PLC的应用领域（三）

PLC的应用领域（四）

PLC的应用领域（五）

PLC的应用领域（六）

PLC的应用领域（七）

PLC的应用领域（八）

PLC的应用领域（九）

PLC的应用领域（十）

PLC应用领域总结 1，开关量逻辑控制,包括各种生产线. 2，慢连续量的过程控制,电力\冶金\化工 3，快连续量的运动控制,装配机械等 4，数据处理，造纸、食品，冶金等 5，通讯，PLC之间的联网，与上位机的通讯等等。

PLC的发展趋势 1）大力发展微型PLC 比如西门子的LOGO！系列，可以用作家用、民用、工业控制，价格便宜，结构小巧。 2）向高性能，高速度，大容量发展 三菱的Ａ系列ＰＬＣ使用了世界上第一个在一块芯片上可实现ＰＬＣ全部功能的３２位微处理器，即顺序控制专用芯片，其每条指令的扫描时间为０.１５us.

PLC的发展趋势续一 3）大力开发智能型I/O模块和分布式I/O子系统 比如西门子的ET200系列，是基于PROFIBUS的分布式I/O控制系统，包括我们最常用的ET200M。 4）PC的编程软件取代手持式编程器 5）PLC的编程语言标准化 都要以IEC1131-3标准。

PLC的发展趋势续二 6）PLC通讯的易用化和傻瓜化 目前最常用的是现场总线和以太网。 7）PLC的软件化与PC化 8）组态软件引发的上位机编程革命 INTOUCH，iFIX ,WINCC，CIMPLICITY， RSVIEW32，组态王，力控。

PLC的发展趋势续三 9）PLC与现场总线的结合 可以通过现场总线组成廉价的DCS，目前的现场总线有：FOUNDATION FIELDBUS（现场基金会总线），PROFIBUS（是德国和欧洲标准），LONWORKS（目前在楼宇自动化方面应用较多）CAN （汽车行业应用较多）

本讲小结 本章主要介绍了可编程控制器的定义、可编程控制器产生的背景、可编程控制器的特点、可编程控制器的应用领域、主要类型、发展趋势及概况

练习 填空： 1,可编程序控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的______，是带有存储器，可以编制程序的控制器。

练习 填空： 1,可编程序控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。

练习 填空： 2,可编程序控制器是在_____控制系统上发展而来。 答案：继电

练习 世界上第一台PLC是（）年研制出来的： A 1968; B 1969; C 1978; D 1979;

练习 PLC按结构分，有（）： A 整体型; B 模块型; C 小型; D 中型; E 大型；

练习 PLC按I/O点数分，有（）： A 整体型; B 模块型; C 小型; D 中型; E 大型；

练习 PLC控制与继电器控制相比，其特点有（）： A 通用性好，接线简单; B 可靠性高; C 定时准确; D 体积小、耗电少; E 由继电器控制的都应用PLC代替；