可编程控制器（PLC）概述

一、PLC的产生及特点

实物展示：

1.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。

2.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。它采用了可编程序的存储器，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，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

3.可编程控制器的产生

1. 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。

2. 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。

3. 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；

4. 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 ；

5. 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

6. 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，处理速度也达到1us/步 ;

7. 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。

编程控制器运行演示 展示板

PLC，时间继电器，继电器，直流电源，两个直流电动机，按钮，若干导线。 演示操作

可编程控制器控制电动机的顺序启动

方式一：按下启动按钮，由可编程控制器控制电动机M1，M2先后启动运行，按下停止按钮，两个电动机停止工作。

方式二：按下启动按钮，由可编程控制器控制电动机M2，M1先后启动运行，按下停止按钮，两个电动机

问题提出:

传统的继电接触控制系统，只能改变某些硬件接线，才能完成上述的两种控制方式，而可编程控制器控制系统可在不改变硬件接线的情况下，通过修改程序而实现控制顺序的变化。控制两个电动机的顺序运行，控制复杂程度不高，如用继电接触控制系统已够费时的了，何况汽车生产流水线的控制系统？

二、可编程控制器的基本特点

1、灵活、实用

2、可靠性高、抗干扰能力强

3、编程简单、使用方便

4、接线简单

5、功能强

6、体积小、重量轻、易于实现自动化

三、可编程控制器的发展趋势

1．向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快，存储容量进一步扩大

2．控制系统将分散化 分散控制、集中管理的原则。

3．可靠性进一步提高 随着PC进入过程控制领域，对可靠性的要求进一步提高。硬件冗余的容错技术将进一步应用。

4．控制与管理功能一体化 PC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使PC系统的生产控制功能和信息管理功能融为一体。

四、PC的应用领域

1、开关量逻辑控制

2、模拟量闭环控制

3、数据量的职能控制

4、数据采集与监控

5、通讯联网与集算散控制

二、可编程控制器的基本组成

问题：

1、可编程控制器由哪几部分组成？ 

2、可编程控制器怎样分类？ 

一、可编程控制器的组成

（一）硬件构成

1、中央处理单元（CPU）

(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。

(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。

(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。 

(4)将处理结果送至输出端。

(5)响应各种外部设备的工作请求。

（一）硬件构成

1、中央处理单元（CPU）

(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。

(2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。

(3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。 

(4)将处理结果送至输出端。

(5)响应各种外部设备的工作请求。

3、可编程控制器输入端口电路

开关量输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

PLC的输入接口电路（直流输入型）

4、可编程控制器输出接口电路 开关量输出接口电路：

采用光电耦合电路，将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。有三种类型：

第一：继电器输出型：为有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。

第二：晶闸管输出型： 为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载。

第三：晶体管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。

5、模拟量接口电路

（1）模拟量输入接口：把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的有若干位二进制数字表示的信号标准的模拟量信号：电流信号：4~20mA 电压信号：1~10V

（2）模拟量输出接口：将PLC运算处理的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制的要求信号

（3）智能输入输出接口：自带CPU，由专门的处理能力，与主CPU配合共同完成控制任务，可减轻主CPU工作负担，又可提高系统的工作效率

6、电源

PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。许多PLC的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而且还可为输入设备（传感器）提供标准电源。 7、编程器

编程器：专用的手持式、台式；电脑+编程软件。

二、可编程控制器的分类

按硬件的结构类型分类：整体式、模块式、叠装式。

按I/O点数的多少分类:小型PLC、中型PLC、大型PLC

一文了解PLC（可编程序逻辑控制器）

PLC是Progammadble Logic Comtroller的简写，中文名称为可编程序逻辑控制器；做过工业控制的朋友对PLC这个东西想必不会陌生，因为如今大多数的工厂已经离不开PLC了，简单理解PLC就是针对工业自动化控制领域的一种计算机。

国际电工委员会（IEC）在1987年的时候，对可编程序逻辑控制器的定义是：“可编程序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；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程”。因为在工业生产过程中，有大量的开关量顺序控制，它们都是按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

最早的PLC是美国数字公司研制出来的，需求是美国GM（通用汽车）公司在1968年提出取代继电器控制装置而来。PLC根据多年的发展和演变，如今根据接口可以分为五类，即微型、小型、中型、大型和巨型，其I/O点数从32个到8195个。从结构上来讲，PLC可以分为固定和模块两种形式，固定的PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块的PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

PLC是工业互联网的重要组成部分，因为它具有互联互通的功能，通讯模块使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的工业网络，可以实现分散和集中控制。大多数PLC都具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

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