第2章 PLC的基本知识 2.1 PLC的历史与发展 2.2 PLC的特点及应用领域 2.3 一般构成和基本工作原理 2.4 2.5 PLC的主要性能指标和分类

2.1 PLC的历史与发展 2.2.1 可编程序控制器的定义 2.2.2 PLC的产生与发展 本节内容 2.2.3 PLC的发展趋势

2.1 PLC的历史与发展 2.1.1 定义 结论 定义 发展 事实上，可编程序控制器是一种以微处理器为核心，带有指令存储器和输入/输出接口，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。 起源 1987年国际电工委员会(IEC) 对可编程序控制器作如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专门为在工业环境下应用设计的…… 功能大大增强。不仅具有逻辑运算功能，还具有算术运算、模拟量处理和通信联网等功能。因此，它被命名为可编程序控制器(Programmable Controller)，简称PC。 早期的可编程序控制器在功能上只能进行逻辑控制，替代继电器、接触器为主的各种顺序控制，因此，称它为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic controller)，简称PLC。

2.1 PLC的历史与发展 5 20世纪90年代中期至今。CPU使用16位和32位微处理器，出现了智能化模块，还增加了高级语言。 4 20世纪80年代中期到90年代中期。超大规模集成电路使PLC完全计算机化。 3 20世纪70年代末期到80 年代中期。大规模集成电路发展。CPU采用8位和16　　　 位微处理器有了通信能力 2 20世纪70年代初期到末期。CPU采用微处理器，数据处理能力大大提高，实现了对模拟量的控制 1 1969年第一台PLC产生了。早期的PLC能实现定时、计数及逻辑控制等功能。 2.1.2 PLC的产生与发展

2.1 PLC的历史与发展 发展趋势 2.1.3 PLC的发展趋势  　　小型化发展是指体积小、价格低、速度快、功能强、标准化和系列化发展。尤其体积小巧，易于装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 　　PLC向大型化发展，即是向大容量、高可靠性、高速度、高功能、网络化方向发展。 发展趋势

2.2 PLC的特点及应用领域 2.2.1 PLC的特点 本节内容 2.2.2 PLC的应用领域

2.2 PLC的特点及应用领域 2.编程简单 3.通用性好 2.2.1 PLC的 1.可靠性高 4.功能强大 特点 6.设计施工周期短 5.体积小功耗低

2.2 PLC的特点及应用领域 2.2.2 PLC的应用领域 　　目前，在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备，应用的领域已覆盖整个工业企业。概括起来主要应用在以下几个方面： 　开关量的 　逻辑控制 　模拟量 　控制 　数据处理 　机械运 　动控制 　通信、联网 　及集散控制

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 2.3.2 PLC的基本工作过程 本节内容 2.3.3 PLC的I/O滞后现象

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 　　PLC主要有六部分组成：CPU(中央处理器)、存储器、输入/输出接口电路、电源、外设接口、I/O扩展接口。 PLC结构示意图

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 I/O扩展接口 CPU (中央处理器) 外设接口 存储器 电源 输入/输出 2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成 I/O扩展接口 CPU (中央处理器) 外设接口 存储器 电源 输入/输出 接口电路

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成－－1、CPU 2.3.1 PLC的一般构成－－⒉存储器 2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成－－1、CPU CPU即中央处理器是PLC的核心和控制指挥中心。 CPU的主要功能有：接收输入信号并存入存储器，读出指令，执行指令将结果输出，处理中断请求，准备下一条指令。 根据存储器在系统中的作用，可分为系统程序存储器和用户程序存储器。 系统程序存储器是对整个PLC系统进行调度、管理、监视及服务的程序，控制和完成PLC各种功能。 用户程序是用户在各自的控制系统中开发的程序。大都存放在RAM存储器中。使用者可对用户程序进行修改。 2.3.1 PLC的一般构成－－⒉存储器

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成－－3、输入、输出接口电路 2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.1 PLC的一般构成－－3、输入、输出接口电路 输入、输出接口电路(I/O)是PLC与现场I/O设备相连接的部件。PLC将输入信号转换为CPU能够接收和处理的信号，通过用户程序的运算，把结果通过输出模块输出给执行机构。 输入接口电路

2.3 一般构成和基本工作原理 输出接口电路类型 继电器型 晶体管型 晶闸管型

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.2 PLC的基本工作过程 循环扫描 循环扫描 输出刷新 输入采样 程序执行 2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.2 PLC的基本工作过程 PLC采用循环扫描的工作方式。PLC的工作过程大致分为3个 阶段：输入采样、程序执行和输出刷新。PLC重复执行上述3个 阶段，周而复始。每重复一次的时间称为一个扫描周期。 循环扫描 输出刷新 输入采样 程序执行 循环扫描

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.2 PLC的基本工作过程 可编程序控制器的工作过程示意图如图所示。

2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.3 PLC的I/O滞后现象 2.3 一般构成和基本工作原理 2.3.3 PLC的I/O滞后现象  当PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入信号的变化作出反应，需要一段时间，这段时间称为响应时间或滞后时间。滞后时间的长短与以下因素有关：

2.4 编程语言 2.4.1 梯形图语言 2.4.2 助记符语言 本节内容 2.4.3 逻辑功能图 2.4.4 高级语言

2.4 编程语言 编程语言 “与” “或” “非” 助记符 逻辑功 梯形图 能图 梯形图 2.4 编程语言 助记符语言类似于计算机的汇编语言，它采用简洁易记的文字符号表示各种程序指令。与梯形图语言相互对应，可以相互转换。 助记符 “与” 梯形图 编程语言 逻辑功 能图 “或” 高级 语言 “非” 例如BASIC、C、Pascal等高级语言。 电气控制线路图 梯形图

2.4 编程语言 2.4.1梯形图语言 梯形图 传统控制线路图 软接线：程序 硬接线 循环扫描，串行工作 并行工作 软继电器：存储器中的一位 2.4 编程语言 2.4.1梯形图语言 梯形图 传统控制线路图 软接线：程序 硬接线 循环扫描，串行工作 并行工作 软继电器：存储器中的一位 物理继电器、接触器 概念电流：逻辑关系 物理电流 机械触点，个数有限，使用寿命有限 触点无限多，无使用寿命限制

2.5 主要性能指标和分类 2.5.1 PLC的主要性能指标 本节内容 2.5.2 PLC的分类

2.5 主要性能指标和分类 2.5.1 PLC的主要性能指标 性能 指标 数字 字 字节 位 2.5 主要性能指标和分类 2.5.1 PLC的主要性能指标 在描述PLC的性能时，常用到以下术语：位(Bit)、数字(Digit)、字节(Byte)及字(Word)。 数字 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 字 字节 位 1. I/O点数 2.程序容量 性能 指标 6.特殊功能及高级模块 3.扫描速度 5.内部继电 器和寄存器 4.指令条数

2.5 主要性能指标和分类 2.5.2 PLC的分类 按I/O点数 按功能 分类 按结构形式 微型机 小型机 中型机 大型机 低档机 中档机 2.5 主要性能指标和分类 2.5.2 PLC的分类 按I/O点数 按功能 微型机 小型机 中型机 大型机 低档机 中档机 高档机 分类 整体式结构 模块化结构 按结构形式