第三章第二节 PLC的基本组成与工作原理（课件）-《电器及PLC控制技术》同步教学（机工版）

$number{01} 第二节 plc的基本组成与工作原理 目录 PLC的定义和概述 PLC的基本组成 PLC的工作原理 PLC的编程语言和编程工具 PLC的应用和发展趋势 01 PLC的定义和概述 PLC的定义 定义：PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采用可编程的存储器，用于存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 PLC的发展历程 发展历程：PLC的发展始于20世纪60年代，当时由于工业自动化的需求，美国通用汽车公司提出了使用可编程逻辑控制器的想法。1969年，美国数字设备公司（DEC）生产了第一台可编程逻辑控制器PDP-14，标志着PLC的诞生。之后，PLC得到了广泛的应用和推广，逐渐形成了完整的控制系统。 PLC的特点和应用 PLC具有高可靠性、抗干扰能力强、编程简单易学、维护方便、体积小、能耗低等特点。 特点 PLC被广泛应用于工业控制领域，如制造业、电力、石油化工、交通运输等。它不仅可以控制各种机械设备的运行，还可以进行监控、故障诊断和数据处理等工作。同时，PLC在智能家居、智能交通等领域也有广泛的应用。 应用 02 PLC的基本组成 03 02 中央处理单元是PLC的控制中枢，负责执行用户程序和控制算法。 01 中央处理单元(CPU) 常见的CPU类型包括通用处理器和专用处理器。 CPU的性能直接影响PLC的处理速度和可靠性。 存储器 存储器用于存储用户程序、系统程序和数据。 根据需要，PLC通常配备不同类型的存储器，如只读存储器（ROM）、随机访问存储器（RAM）和电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）。 存储器的容量和速度也是PLC性能的重要指标。 输入/输出接口的种类和数量取决于PLC的应用需求。 输入接口用于接收来自外部设备的信号，如传感器、开关等。 输出接口用于将控制信号输出到外部设备，如电动机、指示灯等。 输入/输出接口 PLC需要稳定的电源来供电。 电源的稳定性和可靠性对PLC的性能和使用寿命具有重要影响。 常见的电源类型包括交流电源和直流电源。 01 02 03 电源 其他组件 PLC还可能包括其他组件，如通信接口、扩展模块、编程设备等。 这些组件可以增强PLC的功能和灵活性，满足不同应用场景的需求。 03 PLC的工作原理 1 2 3 扫描工作方式 分段扫描 PLC将用户程序分成若干段，每段程序逐一执行完毕后再输出。 顺序扫描 PLC按照从左到右、从上到下的顺序逐条执行用户程序，直至程序结束。 集中扫描 PLC将用户程序集中起来，一次性处理完毕后再输出。 PLC在输入采样阶段读取所有输入端子的状态，并将其存入输入映像寄存器中。 输入采样 对于模拟量输入，PLC通常会进行滤波处理以消除噪声干扰。 输入滤波 输入采样阶段 PLC按照用户程序的逻辑顺序逐条执行指令，包括逻辑运算、计时、计数等操作。 在程序执行阶段，PLC将需要输出的结果存入输出映像寄存器中。 程序执行阶段 输出映像寄存器 程序执行 输出刷新 在输出刷新阶段，PLC将输出映像寄存器中的结果输出到输出端子，控制外部设备。 输出驱动 PLC通过输出驱动电路将输出信号转换为可以驱动外部设备的电压或电流信号。 输出刷新阶段 04 PLC的编程语言和编程工具 低级语言 结构化文本语言（ST）：它是一种高级语言，可以用来描述控制系统的动作和功能，以及编写程序的结构。 指令表语言（IL）：它是一种与继电器梯形图非常相似的语言，通过一些简单的命令来控制逻辑运算。 PLC的编程语言 高级语言 功能块图（FBD）：它使用方框图来代表功能块，每个功能块都有输入、输出和参数。 顺序功能图（SFC）：它是一种图形编程语言，用于描述控制系统的动作和功能，以及编写程序的结构。 梯形图（LADDER）：它是一种基于电气工程和电子工程的概念的图形编程语言，用于描述控制系统的动作和功能。 01 02 03 04 PLC的编程语言 文本编程工具 基于文本的编辑器：它是一种简单的文本编辑器，用于编写和编辑PLC程序。 IDE（集成开发环境）：它是一种综合性的开发环境，提供了编写、调试和测试PLC程序的工具。 图形编程工具 基于图形的编程工具：它是一种基于图形的编程工具，用于创建和编辑PLC程序。 PLC模拟器：它是一种模拟PLC运行环境的工具，用于测试和调试PLC程序。 PLC的编程工具 05 PLC的应用和发展趋势 交通运输 交通信号控制、地铁和轻轨系统、高速公路监控系统等都使用了PLC技术。 工业自动化 PLC在工业自动化领域中应用广泛，如制造业、电力、石油化工等。 建筑和楼宇自动化 楼