工业控制中可编程序控制器的运用
PLC可编程序控制器的应用及发展趋势探析
刖 吾
来对输入信号进 行隔离和 电平转换 ；输 出
电路用来对Ｐ Ｃ Ｌ 的输 出结果进行放大和 电 平转换 ，驱动现 场设备 ； ５．电源 。包 括 系统 电源 、 备 用 电 源和掉 电保护 电源等。
位置控制模块 ， 广泛用于各种机械 、 机床 、 机器人 、电梯等 场合。
程 去 实现控 制 。
算 ，控 制整个系统 ，使 之协调地工作 ； ２ ．存储 器 。用 于存放 系统的监控 程 序 、 用户程 序 、逻 辑 变量 和一 些 其他 信
息； ３ ．接 口电路 。它是 Ｐ Ｃ与现场设 备 Ｌ 以及外 围设 备的联系通道 ，如输入 ／输 出 接 口、键盘 ／显示接 口、通信接 口和扩 展 接 口等等 ； ４．输 入 ，输 出 电路 。输 入 电路 用
种调节 方法。过 程控 制在冶金 、化工 、热 处 理 、锅 炉控 制等 场 合有非 常广 泛 的应
用。
３运动控制 ． Ｐ Ｃ 以用 于 圆 周运 动 或 直 线 运 动 的 Ｌ 可 控制 。一般 使用专用的运动控制模块 ，如 可驱动步进 电机或伺服 电机的单轴或多轴
Ｐ Ｃ 用 ；趋 势 ；探 究 Ｌ应
Ｄ和 Ｄ／ 转换模块 及各种各样 的控制算 Ａ 法程序 来处理模拟量 ， 完成闭环控制。 Ｉ ＰＤ 调节是 般 闭环控制 系统 中用得较 多的一
１ ．中央 处理 器。进行逻辑 和数学 运
的一种新型工 业控制装 置。 它通过 运行存 储在其 内存 中的程序 ， 经输 入 电路 的物 把 理过程得到 的输入信 息，变换 为所要 求的 输 出信息 ， 进而再通过输 出电路 的物理过
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉｎ １０ － ９ ２２ １ ．６ ０ ５ Ｏ： ０ ３６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．００ １ ．５ ｓ
简述可编程控制PLC的应用
简述可编程控制PLC的应用1、可编程控制器概述在工业环境中，广泛使用的一种计算机是可编程控制器（PLC），它具有灵敏度高、工作效率高的优点，计算水平相当突出。
因此PLC经常被应用于存储中的逻辑运算、安排工序、定时、技术即算术运算工作，然后将结果以数字式或模拟式的方式输入输出，来对各类机械的生产过程进行控制。
现代工程系统的重要组成部分是PLC和集成控制系统，借助这一系统，可以让整个系统结合的更紧密，使管理控制体系可以更加高效、便捷的对系统进行管理。
在设计编程控制软件时，常常会由于可编程控制公司的不同而使其各具特色，而通过这种软件设计方式能够使PLC在逻辑控制编程方面更加简捷。
PLC采用了独特的抗干扰设计，可以很好的对抗电子线路带来的磁干扰。
在工业企业的日常生产中，电子线路产生的干扰是无法避免的，如果某一部分的抗干扰能力太差，将使整个系统无法顺利运行，所以一定要保证PLC系统具有较强的抗干扰能力。
在系统工作期间，也不能忽略以下几点：①要使信号源和屏蔽源同时接地；②信号侧屏蔽源未接地时，要使PLC侧接地；③如果信号线间有接头，屏蔽层就需进行加固和绝缘操作，尽可能避免多点接地；④若屏蔽双绞线与总屏电缆相连时测点信号较多，就要保证屏蔽层之间连接良好并实施绝缘操作，还要科学确定接地点的单点接点。
此外，PLC及其外围模块品类繁多，因此系统结构应具有较强的通用性；设计、施工、调试PLC系统时所耗费的时间不长，能使工作效率更高。
并且计算机技术的飞速发展和应用，也使PLC的功能愈加完善，例如中断、高速计数、WM高速脉冲输出和PID控制功能。
PLC设计控制器也因以上优势而被广泛应用。
2、PLC在自动控制系统中的应用概述PLC在自动控制系统中的应用领域极广。
例如泵站排涝系统、水利灌溉系统、城市饮用水系统、大规模的机器控制系统、工业生产流程中的应用等。
下文仅对PLC在直流电动机双闭环控制系统中的使用做出简单论述。
起动性能好、制动功能强、可以实现大面积内的平滑调速是直流电动机的主要优点，所以在工矿生产中得到了广泛应用。
PLC在工业自动化中的作用和优势
PLC在工业自动化中的作用和优势工业自动化是现代工业发展的重要方向之一，而在工业自动化中，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。
PLC是一种专用于工业控制系统的计算机，它采用多种输入和输出装置，用于监测和控制生产过程。
本文将重点探讨PLC在工业自动化中的作用和优势。
一、PLC在工业自动化中的作用1. 灵活的控制能力：PLC具有灵活的控制能力，可以根据不同的需求进行编程和配置。
它能够适应不同的生产过程和工艺要求，实现对设备的高效控制。
2. 实时监测和反馈：PLC能够实时监测生产过程中的各种参数和数据，并将其反馈给操作员或其他自动化设备。
这帮助企业在生产过程中及时发现并解决问题，提高生产效率。
3. 故障诊断和报警：PLC能够诊断设备故障，并及时通过报警系统通知运维人员。
这样可以快速排除故障，减少停机时间，提高生产稳定性。
4. 数据存储和分析：PLC可以将生产过程中的数据进行存储和分析。
通过对这些数据的分析，企业可以了解生产状况，发现潜在问题，并采取相应的措施进行改进。
二、PLC在工业自动化中的优势1. 可靠性高：PLC具有高可靠性，能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
它采用了工业级元件，能够抵抗电磁干扰、温度变化和震动等因素的影响，确保设备正常运行。
2. 扩展性强：PLC系统可以根据生产需求进行扩展和升级。
企业可以根据需要增加输入输出模块，添加新的功能，以适应生产线的变化和发展。
3. 编程灵活：PLC的编程语言相对简单易懂，可以快速进行编程和修改。
操作员只需掌握基本的逻辑和程序设计知识，即可完成PLC的编程任务。
4. 可远程监控控制：PLC系统支持网络通信功能，使得远程监控和远程操作成为可能。
企业可以通过互联网或局域网实现对生产过程的实时监控与控制，提高生产效率。
5. 成本效益高：相比传统的控制方式，PLC具有较低的成本，更容易实现自动化控制。
此外，PLC的维护成本也相对较低，减少了企业的运营成本。
可编程序控制器及应用(PLC技术)
第二章PL●C基P本LC组的基成本和组工成作原理
● PLC的工作原理
2.1 PLC的基本组成
SB
输 微处理器 输
SQ 入
单
存储器
出 单
KM YV
SA 元
电源
元
HL
编程器或其他编程设备
❖ 1.中央处理单元（CPU）：
(1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2)将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端
美国PLC发展得最快：
❖ 1984年有48家，生产150多种PLC；
❖ 1987年有63家，生产243种PLC；
❖ 1996年有70余家，生产近300种PLC。
❖ 著名厂家有A—B（Allen－Bradley）艾伦一 布拉德利公司，MODICON莫迪康公司， GE－FSNUC公司，TI（Texas Instrument） 德州仪器公司，WESTHOUSE Electric西 屋电气公司， IPM（International Parallel Machines）国际并行机器公司等。
❖ 有的PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装 式PLC。
电源模块
模块式
底板
CPU模块
IO模块
1.3 PLC的特点
优点：
1编程方法简单易学 2可靠性高,抗干扰能力强 3通用性强 4系统的设计、安装、调试工作量少 5维修工作量小，维修方便 6体积小，能耗低
❖ 缺点：
❖ 1.主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是 开放的：如专用总线、专家通信网络及协议， I/O模板不通用，甚至连机柜、电源模板亦各不 相同。
❖ PLC著名品牌
1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家： ❖ 美国 A－B公司 （Allen－Bradley） ❖ 德国西门子公司（Siemens） ❖ 美国GE－Fanuc公司 ❖ 美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司 ❖ 日本欧姆公司（OMRON） ❖ 日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI） ❖ 日本富士电机株式会社（Fuji Electric） ❖ 日本东芝公司（TOSHIBA） ❖ 日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE） ❖ 日本松下电工株式会社（MEW）：Matsushita Electric
可编程控制器的应用举例
电梯控制系统
电梯是现代建筑中必不可少的运输设备，可编 程控制器在电梯控制系统中发挥着关键作用。
PLC能够根据电梯的楼层呼叫信号和运行状态， 进行逻辑运算和控制指令的输出，实现电梯的 自动选层、开关门、停靠等功能。
PLC还可以与电梯的故障检测系统相连，实时 监测电梯的运行状态，确保电梯的安全可靠运 行。
03
功能强大
PLC具有丰富的指令集、多种算术运 算、逻辑运算和顺序控制等功能，可 以满足各种工业控制需求。
05
04
灵活性好
PLC的模块化结构使其能够灵活地适应 各种规模的控制任务，且易于扩展和 修改。
可编程控制器的发展历程
初创期
发展期
成熟期
扩展期
20世纪60年代，美国通用汽 车公司（GM）为了提高汽车 生产线设备的利用率和生产 效率，提出了“通用十条” 招标条件，向世界各国著名 的电气厂商发出委托设计可 编程控制器的招标启事。
PART 02
可编程控制器的基本组成
中央处理器单元
01
中央处理器单元是可编程控制器 的核心，负责执行用户编写的程 序，处理输入信号，并控制输出 信号。
02
它包括运算器、控制器和寄存器 等组件，用于执行算术、逻辑、 比较和位操作等指令。
存储器
存储器是可编程控制器中的重要组成 部分，用于存储用户程序、系统程序 和数据。
电源
电源是可编程控制器的能源供应，用于提供稳定的直流电 源。
它通常采用开关电源，能够提供稳定的电压和电流，以保 证可编程控制器的正常工作。
编程器
编程器是用于编写、调试和下载用户程序的工具。
它通常采用计算机作为硬件平台，通过专用的编程软件实现程序的编写、调试和下载等功能。
可编程序控制器基础及应用
可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是一种工业控制系统，用于自动化生产过程和设备。
PLC构造紧凑，灵活性高，操作简单，并可与其他工业控制设备（如传感器、执行器等）进行通讯。
PLC广泛应用于制造业、基础设施、能源等领域。
PLC基础包括以下几个方面：1. 硬件组成：PLC主要由中央处理单元（CPU）、输入/输出（I/O）模块、通讯模块和电源模块组成。
CPU负责执行逻辑运算和指令，I/O模块连接传感器和执行器，用于数据交换；通讯模块支持与其他设备或上位机通讯；电源模块提供稳定电力供应。
2. 编程语言：PLC使用标准化的编程语言（如：梯形图（Ladder Logic）、结构文本（Structured Text）、指令列表（Instruction List）等），使得编程和维护变得简便。
3. 逻辑控制：PLC根据编程来实现逻辑控制，如顺序控制、闭环控制、事件控制等。
4. 可编程性：PLC具备可编程性，用户可以根据需要编写或修改逻辑程序，以满足各种自动化控制需求。
PLC在很多应用场景中发挥着重要作用，以下是一些常见的用途：1. 工业自动化：PLC广泛应用于生产线自动化、包装、材料加工等环节，如控制输送带、机械手、液压设备等。
2. 基础设施：在公共设施中，PLC用于控制供水、供电、交通信号、空调和通风系统等。
3. 能源行业：PLC在发电厂、输电系统、可再生能源（如太阳能和风能）中发挥关键的控制作用。
4. 建筑自动化：PLC应用于楼宇自动化系统，实现对空调、照明、消防、门禁等设备的集中控制。
5. 交通运输：在铁路及地铁信号系统、道路监控系统等领域，PLC负责控制和监测各种信号和传感器设备。
6. 环境保护：PLC用于污水处理、废气治理、固体废弃物处理等环保设备的自动化控制和监测。
可编程序控制器及其应用
高效率、低成本、安全性
详细描述
在汽车制造生产线上，PLC被广泛应用于对各种机械设备的自动化控制，例如对焊接、涂装、装配等 环节进行精确控制。此外，PLC能够实现生产线的智能化调度，提高生产效率的同时降低生产成本， 并确保生产过程的安全性。
工程实例三：智能仓库的管理系统
总结词
智能化、高精度、自动化
梯形图语言（ LD）
一种以图形符号表示输入 、输出变量和逻辑运算结 果的编程语言，通过梯形 图表达控制程序。
功能块图语言 （FBD）
一种以功能块为单位描述 控制系统逻辑的编程语言 ，用矩形框表示功能块， 用线段表示功能块之间的 信息传递。
结构化文本语 言（ST）
一种基于文本的编程语言 ，采用结构化语句描述控 制系统的逻辑，可读性强 。
程序执行与输出
控制器根据采样结果和用户程序， 对输出映像区进行更新，输出控制 信号。
输出刷新
控制器将输出映像区的控制信号输 出到外部设备，实现控制功能。
03
可编程序控制器的编程语言 及选型
可编程序控制器的编程语言
01
02
03
04
05
继电器逻辑（ RL）语言
一种以硬件继电器表示输 入和输出变量的编程语言 ，利用物理继电器实现逻 辑控制功能。
02
可编程序控制器的构成及原 理
可编程序控制器的硬件构成
中央处理器(CPU)
输入输出模块
包括微处理器和存储器，用于执行用户程序 和控制信号输入输出。
提供与外部设备的接口，实现信号的采集和 输出。
电源模块
提供控制器所需的电源。
其他可选模块
如通信模块、模拟量输入输出模块等，根据 具体应用需求进行选配。
可编程序控制器工作原理
2 更智能的功能
控制器将集成机器学习和人工智能技术，具备自主学习和优化能力。
3 更广泛的应用领域
控制器将进一步应用于领域如自动驾驶、医疗、能源等。
3 故障诊断
可编程序控制器能够检测 和诊断故障，并采取适当 的措施进行修复。
控制器的基本原理
可编程序控制器的基本原理是通过输入和输出模块与外部设备进行通信，接 收和发送信号来实现控制。
控制器的组成部分
CPU
中央处理器负责运行控制器程序和进行数据处 理。
ห้องสมุดไป่ตู้输入模块
接收来自传感器和外部设备的信号。
记忆单元
存储控制器程序和数据。
输出模块
向执行机构和显示设备发送控制信号。
控制器的工作流程
1
输入信号
控制器接收来自传感器和外部设备的输入信号。
2
程序执行
控制器根据预先编写的程序逻辑对输入信号进行处理。
3
输出信号
控制器发送处理后的信号到执行机构和显示设备。
控制器的输入与输出
控制器的输入包括数字信号、模拟信号和通信接口，输出包括开关、继电器、运动控制和通信接口。
控制器的应用领域
工厂自动化
控制器用于自动控制和监控生产线，提高生产效率 和质量。
建筑自动化
控制器用于控制和管理建筑系统，如照明、空调和 安防系统。
智能家居
控制器用于智能家居设备的控制和联网。
机器人技术
可编程序控制器是机器人技术的核心，驱动机器人 完成各种任务。
控制器的发展趋势
1 更强大的处理能力
可编程序控制器工作原理
控制器是现代工业自动化的核心，它以编程方式控制机械设备和生产流程。 本演示将介绍可编程序控制器的基本原理、组成部分、工作流程、输入输出、 应用领域以及未来发展。
PLC可编程控制器及应用实验报告
PLC可编程控制器及应用实验报告引言：PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器是一种专门用于工业自动化控制的设备，它通过可编程的指令集来实现对工业过程的控制和监控。
本实验旨在了解PLC的基本原理和应用，通过实际操控PLC来完成一系列的控制任务，进一步掌握PLC的相关知识和技术。
一、实验目的：1.了解PLC的基本组成和工作原理。
2.掌握PLC的操作方法和参数设置。
3.通过实际操作控制PLC完成一系列的控制任务。
4.分析PLC在实际工程中的应用。
二、实验设备：1.PLC设备（以西门子S7-1200系列为例）。
2.电源、开关、按钮、继电器等控制器组件。
三、实验内容和步骤：1.PLC的连接和初始化：a.将PLC与电源、控制器组件等连接好。
b.按照PLC的说明书进行初始化设置。
2.编写和加载程序：a.使用PLC编程软件进行程序的编写。
b.将程序通过编程软件加载到PLC中。
3.实验一：PLC的基本控制：a.编写一个简单的程序，实现通过按钮控制灯的亮灭。
b.将程序加载到PLC中，并通过控制按钮控制灯的亮灭。
4.实验二：PLC的时间控制：a.编写一个程序，控制电机在按下按钮后延时工作一段时间。
b.将程序加载到PLC中，并通过控制按钮控制电机的延时工作。
5.实验三：PLC的逻辑控制：a.编写一个程序，实现通过多个输入端口的信号进行逻辑控制。
b.将程序加载到PLC中，并通过控制输入信号进行逻辑控制。
四、实验结果和分析：1.实验一结果：通过按钮控制灯的亮灭。
实验结果表明，PLC可以通过编写简单的程序实现对外部控制信号的响应，并进一步控制其他设备的操作。
这为工业自动化控制提供了很大的便利。
2.实验二结果：通过按钮控制电机的延时工作。
实验结果表明，PLC不仅可以实现简单的控制功能，还可以通过程序来实现复杂的控制逻辑，如时间控制等。
这使得PLC在工业自动化中的应用更加广泛。
3.实验三结果：通过逻辑控制实现多信号的集成控制。
11可编程序控制器PLC原理及应用第一二章
2、丰富的I/O接口模块 PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模 拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的 I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接 近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等 等。 3、采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝 大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电 源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起 来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
5、超大型 PLC （1/3）
1） 可达到8192个及以上 I/O 点数； 2） 16位处理器或32位处理器或多处理器； 3） 存储容量达 64 KB，可扩展至 1000 KB； 4） 数字量 I/O 接口； 5） 本地和远地 I/O 接口； 6） 主控继电器（MCR）指令； 7） 定时器、计数器和移位寄存器（TCS）； 8） CRT编程器编程； 9） 继电器置换和模拟控制；。 10）编程语言有梯形图或布尔语言； 11）磁鼓定时器或顺序发生器；
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业 环境应用而设计的。它采用了可编程序的存储器，用于其内部 存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作 等面向用户的指令，并通过数字或模拟式的输入/输出，控制 各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备， 都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原 则设计。”
4、编程简单易学 PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对 使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一 般工程技术人员所理解和掌握。
可编程控制器(PLC)控制系统在工业中的应用
工作方式 系统软件
通用计算机系统 科学计算 ． 数据管理等 对工作环境 的要 求较高
中断处理方式
Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 工业 自动控制 对环境要求 低 ． 可在恶劣 的 工业现场工作
循环 扫描方式
需配备功能较强的系统软件 一般只需要简单的监控程序
一
采用 的特殊措施 断电保护等 编程语言
般性措施
采用 多种抗干扰措施 ． 自 诊 断 断电保护 。 可在线维修
．
汇 编语 言 ．高级 语 言如 ： 梯 形图 ．助记符语 言 ． Ｓ Ｆ Ｃ Ｂ Ａ Ｓ Ｉ Ｃ 、 Ｃ等 标准化语 言
对操作人员的要求 机专业 知识 和微机 软件 编 一般 的技术 人员 ． 稍加培训 程的能力 即可操作使用
【 关键词】 可编程控制器（ Ｐ Ｌ ｃ ） ； 继 电器控制 系统 ； 双恒压无塔供 水 １ Ｐ Ｌ Ｃ 的定 义 及 特 点
在可编程控制器诞生之前 ． 继电器 控制系统在传 统的工业生产 中 曾起着不可替代 的重要作 用 ． 随着生 产规模 的逐 步扩大 ， 大规模 和超 大规模集成电路的迅速发展 ． 以１ ６位和 ３ ２位微 处理 器构成的微机化 可编程控制器得到了惊人的发展 ． 使之在概念 上、 设 计上 、 性能价格 比 等方面有了重大的突破 可编程控 制器具有 了高速计数 、中断技术 、 Ｐ Ｉ Ｄ控 制等功能 ． 同时联 网通信 能力 也得到 了加强 ． 这 些都使 得可编 程控制器的应用范围和领域不断扩大 为使这一新型 的工业控制装置 的生产 和发 展规范化 ． 国际 电工委员会 （ Ｉ Ｅ Ｃ ） 指定 了 Ｐ Ｌ Ｃ标准 ． 并给 出了它的定义 。 “ 可编程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 ． 它采用可编程 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 作命令 ， 并通过数字式 ， 模拟式的输入输出 ． 控制各种类 型的机械或生产过程 可编程控制器 及其有关 的设备 ． 都应 按易于与工业 控制系统联 成一个整体 ． 易于扩 充功能的原则而设计 ” Ｐ Ｌ Ｃ是以微处理 器为基础 ． 综合 了计算机技 术 、 自动控制 技术和 通信技术发展起来的一种通用工业 自动控 制装置 。 这种装着具有体积 ２ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ控制系统与计算机控制 系统 的比较 表２
可编程序控制器(PLC)原理及应用
冗余和容错技术
提高系统可靠性和稳定性，确保 在故障发生时系统能够正常运行。
05
PLC系统设计与选型原则
系统设计流程和方法论
需求分析
明确系统控制需求，包括输入/输出信号类型、数量、通 信协议等。
软件编程
使用PLC编程软件编写控制程序，实现系统逻辑控制功 能。
ABCD
硬件设计
根据需求选择合适的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬 件设备，并设计相应的电气连接图。
发展历程
从1960年代末期的初创阶段，到1970 年代中期的成熟阶段，再到1980年代 以后的发展阶段，PLC逐渐从逻辑控 制向数字控制发展，功能不断增强， 应用领域也不断扩展。
PLC基本组成与工作原理
基本组成
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执 行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
实例三
使用顺序功能图语言实现一个复杂的自动化生产线控制程 序，包括多个状态之间的转移条件、状态内的动作以及必 要的互锁和联锁功能。
03
PLC在工业自动化领域应用
顺序控制应用
逻辑控制
时间控制
PLC可以实现复杂的逻辑控制功能，如 与、或、非等逻辑运算，用于控制工业 设备的启动、停止、运行等状态。
PLC具有精确的时序控制能力，可以 根据时间设定来控制设备的运行时长、 延迟等。
可编程序控制器(plc)原 理及应用
目录
Contents
• PLC概述与基本原理 • PLC编程语言与指令系统 • PLC在工业自动化领域应用 • PLC通信与网络功能实现 • PLC系统设计与选型原则 • PLC安装调试与故障诊断技巧
可编程控制器应用技术
1．1．1可编程控制器的由来
电气自动控制系统的发展： 继电器-接触器控制系统 半导体逻辑组件构成的顺序控制装置 计算机控制系统 可编程控制器控制系统
继电器-接触器控制系统
时间：20世纪30年代 概念：用导线把各种继电器、接触器、开关及 触点，按一定的逻辑关系连接起来所构成的控 制系统。 特点： 优点是价格低廉、对维护技术要求不高， 适用于工作模式固定、控制要求简单的场合。 缺点是系统的布线连接不宜更新、功能不宜扩 展，可靠性不高。对复杂的控制系统，查找和 排除故障困难；产品更新、生产工艺变化时， 继电器控制系统的元件和接线也须作相应的变 动，这种变动工作量很大，工期长，费用高。
5.通信联网
通信联网是指PLC与PLC之问、PLC与上位计算 机或其他智能设备间的通信，利用PLC和计算机 的RS一232或RS--422接口、PLC的专用通信模 块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络， 可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分 散控制” 的多级分布式控制系统，建立工厂的 自动化网络。
2可编程控制器的定义
1980年，美国制造商协会（NEMA）正式将其命 名为可编程控制器 （ Programmable Controller） 简 称 PC， 并 定 义为： PC是一种数字式的电子装置，它使用可编程序的 存储器以及存储指令，能够完成逻辑、顺序、定 时、计数及算术运算等功能，并通过数字或模拟 的输入、输出接口控制各种机械或生产过程。
1．2 PLC系统的组成及功能
PLC是一种以微处理器为核心的工业
通用自动控制装置，其实质是一种 工业控制用的专用计算机。因此， 它的组成与一般的微型计算机基本 相同，也是由硬件系统和软件系统 两大部分组成的
可编程控制器原理及应用
一、可编程控制器概述
1.1 1.2 1.3 1.4 可编程控制器的产生 可编程控制器的特点 可编程控制器的分类 PLC的应用和发展 的应用和发展
1.2 可编程控制器的特点 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计 算机，具有许多明显的特点： ①可靠性高、抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善、接口功能强，目前的可编程控 制器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算 术运算、定时、计算、顺序控制、通信、人机对 话、自检、记录和显示等功能，使设备控制水平 大大提高。
PLC的更新很快：
PLC技术发展特点为高速度、大容量、系列化、模块化、 多品种。 PLC的编程语言、编程工具多样化，通信联网功能越来 越强。 PLC的联网和通信可分为两类：一类是PLC之间的联网 通信，多制造厂商都有自己的专有联网手段；另一类是PLC 与计算机之间的联网通信，一般PLC都有通信模块用于计算 机通信。 在网络中要有通用的通信标准，否则在一个网络中不能 连接许多厂商的产品。美国通用汽车公司在1983年提出的制 造自动化协议（MAP——Manufacture Automation Protocol） 是众多通信标准中发展最快的一个。MAP的主要特点是提供 以开放性为基础的局部网络，使来自许多厂商的设备可以通 过相同的通信协议而相互连接。由于MAP的出现，推动了通 信标准化的进程。
二、PLC组成与工作原理 PLC组成与工作原理
2.1 PLC的组成及其各部份的功能 的组成及其各部份的功能 2.2 PLC的编程语言 的编程语言 2.3 PLC的工作原理 的工作原理
2.3 PLC的工作原理 的工作原理 PLC采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如 下图：
内部处理
停止
通信操作 输入处理 程序执行 输出处理
PLC在工业机器人控制中的应用
PLC在工业机器人控制中的应用工业机器人作为先进的生产自动化设备，广泛应用于各行各业。
而在工业机器人的控制系统中，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。
本文将介绍PLC在工业机器人控制中的应用，并探讨其优势和挑战。
1. PLC简介PLC是一种专门用于工业自动化控制的电子设备，它能接收和处理各种输入信号，并通过输出信号控制各种执行器，如马达、阀门等。
PLC的主要作用是实现自动化控制，并对生产过程进行监控和调节。
2. PLC与工业机器人的结合PLC与工业机器人的结合，实现了对工业机器人动作、速度、位置等参数的控制。
PLC通过读取传感器信号，判断当前工作状态，并根据预先设定的逻辑进行控制。
例如，当PLC感知到工业机器人需要抓取物体时，它会发送指令给机器人的执行单元，使其运动到指定位置，并精确抓取目标物体。
3. PLC在工业机器人控制中的优势3.1 可编程性：PLC可以编写程序来控制机器人的行为，使其根据生产需求进行灵活的调整和变化。
3.2 实时性：PLC具有较高的实时性能，能够对输入信号进行快速响应，并及时地向机器人发送控制指令。
3.3 可靠性：PLC采用可靠的硬件设计，具有较高的稳定性和抗干扰能力，确保了系统的正常运行。
3.4 易于维护：PLC的程序可进行在线和离线编辑，从而简化了对系统的维护和升级。
3.5 灵活性：PLC可以与其他设备进行通信，并实现数据共享和协同控制，提高整体生产效率。
4. PLC在工业机器人控制中的挑战4.1 复杂性：工业机器人控制系统常常涉及多个PLC模块的协同工作，需要进行复杂的编程和调试。
4.2 安全性：由于涉及到高速运动的机器人，安全防护要求较高。
PLC需要实现对机器人的安全保护控制，以防止人员误伤。
4.3 实时性要求：某些工业机器人对于实时性的要求较高，需要PLC具备更高的处理能力和通讯速度。
4.4 通信协议兼容性：在PLC与机器人控制设备之间，通信协议的兼容性也是一个挑战。
可编程控制器的工作原理
可编程控制器的工作原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它基于数字电子技术，通过处理输入信号并执行输出动作来实现对工业过程的控制。
PLC的工作原理如下：1.输入信号采集：PLC通过输入模块采集传感器或其他设备的输入信号，例如温度传感器、压力传感器、开关等。
输入信号可以是数字信号（高电平或低电平）或模拟信号（电压或电流）。
2.输入信号处理：PLC对输入信号进行逻辑判断和处理。
根据程序逻辑，它可以对输入信号进行滤波、去抖动等处理，以确保输入信号的准确性和可靠性。
3.程序执行：PLC根据用户编写的程序运行逻辑进行程序执行。
用户可以使用其中一种程序设计语言（如梯形图、指令表、结构化文本等）来编写程序，描述所需的控制逻辑和操作步骤。
4.输出控制：根据程序逻辑和输入信号处理结果，PLC产生相应的输出信号，并通过输出模块控制执行机构，如电磁阀、变频器、电机等。
输出信号可以是开关信号，也可以是模拟信号，用于控制设备的状态、速度、位置等。
5.时间控制：PLC内部带有一个或多个定时器和计数器。
定时器用于控制一些操作的持续时间，计数器用于计数一些事件的次数。
这些时间和计数值可以用于程序执行的条件判断和计算。
6.通讯与数据交换：PLC可以与其他设备进行通讯，以实现数据交换和远程监控。
常见的通讯方式包括串行通讯和以太网通讯。
PLC可以从其他设备获取外部数据，并将控制结果发送给其他设备。
7.自诊断和报警：PLC具有自诊断功能，可以检测自身的工作状态和故障，并通过报警信号或显示屏将故障信息提供给操作员。
自诊断功能有助于快速定位和排除故障，提高系统的可靠性和可维护性。
总结起来，PLC的工作原理是通过采集、处理输入信号，根据编写的程序逻辑执行相应的输出控制动作，从而实现对工业过程的自动化控制。
它具有可编程性、灵活性和可扩展性强的特点，广泛应用于工业领域的自动化控制系统中。
可编程序控制器系统设计与应用
目录
Contents
• 引言 • PLC系统的基本构成 • PLC系统的设计与应用 • PLC系统的编程语言与软件 • PLC系统的通信与网络 • PLC系统的安全与可靠性 • PLC系统的发展趋势与未来展望
01
引言
目的和背景
随着工业自动化水平的提高，可编程 序控制器（PLC）在工业控制领域的 应用越来越广泛。
编程设备及软件
功能
用于编写、调试和监控用户程序。
种类
包括编程器、手持编程器和基于计算机的编程软 件等。
兼容性
编程设备和软件应具有良好的兼容性和易用性， 以方便用户进行编程和维护工作。
03
PLC系统的设计与应用
系统设计流程
硬件配置
根据需求选择合适的PLC模块， 包括处理器、输入输出模块、 通讯模块等。
三菱PLC的编程软件，支持梯形图、指令表 和结构化文本等多种编程语言，操作简便 。
欧姆龙CX-Programmer
台达WPLSoft
适用于欧姆龙PLC的编程软件，支持梯形图 和指令表等多种编程语言，具有丰富的库 函数和工具。
适用于台达PLC的编程软件，支持多种编程 语言，具有友好的用户界面和丰富的功能 。
。
过程控制
用于控制化工、电力、水处理 等行业的各种过程，如温度、 压力、流量等。
智能家居
用于控制家庭中的各种设备， 如灯光、空调、窗帘等。
交通控制
用于控制交通信号灯、地铁列 车、高速公路收费站等。
PLC与其他控制系统的比较
01
PLC结构简单，易于编程和维护 ，可靠性高，抗干扰能力强。
02
PLC适用范围广，可以用于各种 规模的控制系统，尤其适用于工
可编程控制器原理及其应用
可编程控制器原理及其应用一、可编程控制器的原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字化的电气控制系统，它是由微处理器、存储器、输入输出接口电路、通信接口电路等组成的。
PLC的基本原理是通过输入模块采集现场信号，经过处理后，通过输出模块控制执行器，实现对现场设备的控制。
PLC的输入输出模块可以根据实际需要进行扩展，从而实现对更多设备的控制。
PLC的程序是由用户编写的，程序可以通过编程软件进行编辑、调试和修改。
PLC的程序可以实现多种控制逻辑，例如顺序控制、计数控制、定时控制、比较控制、位置控制等。
PLC的程序可以通过通信接口和上位机进行通信，实现对PLC的远程监控和控制。
二、可编程控制器的应用PLC在现代工业自动化控制中应用广泛，其主要应用领域包括以下几个方面：1. 工业生产线控制PLC可以实现对工业生产线的控制，例如对装配线、流水线、包装线等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对生产线的自动化控制，从而提高生产效率和质量。
2. 机器人控制PLC可以实现对机器人的控制，例如对焊接机器人、喷涂机器人、装配机器人等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对机器人的自动化控制，从而提高生产效率和质量。
3. 智能建筑控制PLC可以实现对智能建筑的控制，例如对楼宇自动化控制系统、空调系统、照明系统等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对智能建筑的自动化控制，从而提高能源利用效率和舒适度。
4. 交通信号控制PLC可以实现对交通信号的控制，例如对红绿灯、行人信号灯等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对交通信号的自动化控制，从而提高交通流量和安全性。
5. 水处理控制PLC可以实现对水处理设备的控制，例如对水泵、过滤器、加药设备等进行控制。
通过PLC的程序编写，可以实现对水处理设备的自动化控制，从而提高水质和水量的稳定性。
总之，PLC在现代工业自动化控制中应用广泛，其应用领域不断扩大，为工业自动化控制提供了强有力的支持。
可编程序控制器应用教程
可编程序控制器应用教程可编程序控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专门用于工业控制的计算机控制系统，是目前工业自动化中最常用的控制设备之一、PLC通过对输入信号进行分析和处理，再根据预设的程序进行逻辑运算和输出控制信号，实现对工业生产过程的自动控制。
PLC应用广泛，包括机械制造、自动化装配线、化工、电力、钢铁、交通、架子车等各个工业领域。
它可以满足各种复杂的控制需求，实现高效、稳定、可靠的自动化生产。
下面是PLC应用的一些教程和案例：1.安装和接线：首先需要安装PLC设备，按照规定的电气原理对设备进行正确接线。
接线时要注意电源的稳定性和绝缘性，以防止设备受到干扰和损坏。
2. 编程软件：PLC的编程软件有很多种，如Siemens的Step7、Omron的CX-One等。
使用编程软件可以对PLC进行程序的编写和调试。
初学者可以通过学习手册和在线教程来掌握基本的PLC编程思路和语法。
3.输入和输出信号配置：在编程软件中，需要配置PLC的输入和输出信号。
输入信号通常来自传感器、按钮等设备，输出信号则用于驱动执行器、电机等设备。
配置输入和输出信号可以通过拖放的方式或手动输入进行。
4.状态和定时器：PLC的程序中通常会用到状态和定时器。
状态可用于表示其中一种条件是否满足，定时器则用于延时控制。
在编程软件中，可以通过逻辑运算和计时器指令来实现状态和定时器的功能。
5.程序的逻辑和流程：PLC程序通常包含多个逻辑块和流程控制。
在编程软件中，可以通过逻辑运算、循环和跳转指令来实现程序的逻辑和流程控制。
初学者可以通过编写简单的逻辑运算和流程控制程序来熟悉PLC的编程方式。
6.通信和监控：除了控制功能，PLC还可以通过网络进行通信和远程监控。
通过配置通信模块或使用特定的通信协议，可以实现PLC与其他设备之间的数据交换和远程监控。
在编程软件中，可以通过相应的函数和指令来实现通信和监控功能。
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工业控制中可编程序控制器的运用
摘要:随着自动化控制系统的广泛运用,可编程序控制器在工业控制中成为了必须具有的设备,也是自动控制系统的三大技术支柱的重要分支,对整个现代化工业中占有很大的影响。
针对这一点,本文重点研究了工业控制中可编程序控制器运用的相关问题。
关键词:工业控制可编程序控制器运用
微处理器是可编程序控制器(PLC)的核心部分,其除了具备逻辑控制功能外,在运算、数据处理和数据传送等方面的性能也十分显著,属于计算机功能的专用工业控制装置。
当前,PLC控制系统的普及使得早期的继电器、接触器控制系统被取代,在社会各个行业中的运用更为多见。
1 PLC与其它工控设备对比
1.1 继电器控制系统
早期的继电器控制系统多数依赖于硬接线方式安装组件,这一装置仅仅局限于特殊的逻辑控制功能,若将其工艺流程改变后,则需要重新配线,难以达到理想的适应性要求。
但PLC各控制功能均是由软件控制操作,控制程序的变化随即造成的则是生产工艺的调整,在实施逻辑运算的同时也能完成相关的算术控制,在计算机网络下达到分级控制。
这就需要在使用微电子技术优化传统工艺的同时,用PLC去代替
继电器控制系统。
1.2 集散控制系统
电子技术的发展使得微处理和单片机研制成功,将顺序控制、数据采集、过程控制的模拟量仪表以及过程监控装置有效结合,创建出一个全新的集散型控制系统。
PLC不仅具备了逻辑运算功能,还添设了数值运算和闭环调节的功能,不但运行效率提升,且输出规模也有显著的增大,对于小型网络计算机的运用也更为合适,形成了以PLC为主要部件的初级分散型系统。
因而,无论PLC还是集散控制始终均能有效整合。
1.3 工业控制计算机
工业控制计算机主要是经过微机积极发展而来,硬件结构的标准化程度较高,且能够兼容其他模式相互运作。
控制计算机的软件资源丰富,尤其能享有操作系统的支持,在速度、操作上具备良好的优势,且模型复杂的工业对象能够被简单化。
而这种计算机对于操作者技术水平要求较高,行业推广难度较大。
2 PLC运用于工业控制
2.1 用PLC控制开关量
速度快、可靠性高、接线方便、软触点多、维修便捷等都是PLC 的诸多优势,其不仅能改善产品的质量,对于人力、财力还能起到节省效果。
不选择PLC对机床及自动化生产线中的开关量严格控制,能够代替继电器、接触器控制系统,促进了单步步进顺序控制方式的运用。
该控制方式主要运用了中间继电器去控制系统的操作,对控制效率的提高很有帮助,且操作者容易掌握其中的规律运行。
结合顺序控制器的公式实施设计,参照执行元件节拍表,设计顺序控制器的各个控制部分的梯形图,此操作流程运行起来难度较小,当操作时出现问题还能实现自我诊断处理。
2.2 用PLC控制模拟量
PLC能结合控制对象特点实施针对性操作,通过对功能模块的组合运行能改善系统的控制功能。
PLC不仅包括主机模块外,还具备:I/O 扩展模块、模拟量控制模块、高速计数模块、位置控制模块、通讯模块等。
对于模拟量控制而言,为了使其转换功能得到显现,在主机模块加上模拟量控制模块则能实现模/数和数/模转换功能,实际控制阶段能结合信号加以检测和控制。
模拟量控制模块的运用也是十分普遍的方式,PLC与模拟量模块相互结合运作,能保证过程控制系统的精度显著替身,这些都是早期传统仪表控制系统难以达到的。
2.3 用PLC完成电动机变频调速的控制
PLC的指令系统涉及到了多项简单复杂的程序编码,特别是
PWM控制电机指令,PWM指令能和变频器共同操作运行,这样能对电机的转速严格控制。
对PLC与P WM输出和变频器之间应该设计一个电压平滑电路以保证正常运行。
电压平滑电路设计好且达到制作要求后,电机的转速可由PWM指令中t的数值决定。
转速与t自检的关系为正比,t越大电机的则转速越快,PWM指令中的输出脉冲周期的大小会给输出电压纹波带来影响。
2.4 用PLC实现系统的集中监控
PLC除了在工业自动控制运用较好外,对作系统自身的控制也很有效,这些都是其它设备难以具备的优势。
当设备处于正常运行状态之后,电控系统的各个输入、输出信号、中间记忆元件等之间的联系也更为紧密,彼此之间都会形成相对固定的逻辑关系。
当设备存在异常故障后,各个元器件之间的逻辑关系则会出现变动,程序指令的控制则会混乱。
为了避免这种情况的出现,控制器运行前将常见的故障形式以程序指令的方式输进系统,这样在故障出现前就能显示系统出现了相应的逻辑故障。
现实操作控制里,需把异常的逻辑关系的状态输出作为故障信号,以此达到报警、停机等控制作用。
3 结语
总之,PLC的功能在科学技术的促进下变得更为宽广,这也促进了PLC使用范围的拓宽。
PLC不仅具备了PID运算指令,在电机调速以
及大惯性系统控制里的运用也十分常见,这些都为工业生产创造了条件。
参考文献
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[2] 张运波.工厂电气控制技术[J].北京:高等教育出版社,2000.
[3] 江秀汉,汤楠.可编程序控制器原理及应用[J].西安:西安电子科技大学出版社,2003.。