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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
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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
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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。
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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 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。 PLC的产生与发展
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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
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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
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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
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2.2 PLC的特点及应用领域 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
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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
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2.3 一般构成和基本工作原理 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
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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 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
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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 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。 PLC的一般构成－－⒉存储器
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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 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
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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
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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 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
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2.3 一般构成和基本工作原理 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。
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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 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：
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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