PLC基本顺序指令

• 针对上述设想，通用汽车公司提出了这种新型控制器所必须具备的十 大条件(有名的“GM10条”):
• (1)编程简单，可在现场修改程序; • (2)维护方便，最好是插件式;
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• (3)可靠性高于继电器控制柜; • (4)体积小于继电器控制柜; • (5)可将数据直接送入管理计算机; • (6)在成本上可与继电器控制柜竞争; • (7)输入可以是交流115V(注:美国电网电压是110V) ; • (8)输出可以是交流115V、2A以上，可直接驱动电磁阀; • (9)在扩展时，原有系统只需要很小的变更; • (10)用户程序存储器容量至少能扩展到4 KB。 • 1969年，美国数字设备公司(GEC)首先研制成功第一台可编程序控制
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• 到了20世纪60年代以后，美国汽车制造业为适应市场需求不断更新汽 车型号，要求及时改变相应的加工生产线。而汽车生产流水线基本上 都是采用传统的继电器一接触器控制，所以整个系统就必须重新设计 和配置。汽车生产流水线的更换越来越频繁，原有的继电器一接触器 控制系统就经常需要重新设计安装，这不但造成极大的浪费，而且新 系统的接线也非常费时，从而延长了汽车的设计生产周期。在这种情 况下，采用传统的继电器一接触器控制就显出许多不足。
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• (2)运动控制:大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴 位置控制模块。
• (3)过程控制:大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能， 有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制，而 且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能 已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控 制等方面。
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Байду номын сангаас 项目一 了解PLC
• 1.可靠性高，抗干扰能力强 • 高可靠性是电气控制设备的关键性能。为了适应恶劣的工业环境，
PLC生产厂家在软硬件方面采用了多种措施提高其可靠性。硬件方面， PLC利用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部 电路采取了先进的抗干扰技术，可靠性大大提高。例如三菱公司生产 的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用双CPU的PLC的平 均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制 系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减 少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。为了增强可靠性，有 的PLC采用了双CPU，可靠性提高了一倍。此外，PLC带有硬件故障自 我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用 者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电 路及设备一也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠 性一也就不奇怪了。
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• 1.3.3PLC应用 • 目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、
电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格 比的不断提高，其应用领域不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大 致可归纳为以下几个方面。 • (1)开关量逻辑控制:利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能 实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群 控制、生产自动线控制等，例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生 产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC最基本的应用，一也是 PLC最广泛的应用领域。
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• 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎 • PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接u容
易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表 达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指 令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计 算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
模块一
• 项目一 了解PLC • 项目二 三相异步电动机运行控制 • 项目三 异地控制与顺序控制 • 项目四 自动门控制程序
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• PLC是可编程序控制器的简称，是这门课要掌握的对象，也是电气自 动化及自动控制领域中应用非常广泛的一颗明星。本项目引领大家由 外观到结构，从产生到发展，逐步深入，使大家认识、了解与熟悉 PLC，并通过与其他控制器件横向比较，加深对PLC的认识，为灵活应 用PLC打下良好基础。
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• 1968年，美国最大的汽车制造商—通用汽车制造公司(CM)，为适应汽 车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少 重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。 因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统 的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于 工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加 以简化。
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• 随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC在概念、 设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破，不仅控制功能增 强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为 灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图像显示的 发展，PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱(PLC、机器人、 CAD/CAM)之一。从近年的统计数据看，在世界范围内，PLC产品的产 量、销售、用量高居各种工业控制装置榜首，而且市场需求量一直在 逐年上升。
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• 1.1学习目标
• 1.了解PLC概念、产生、特点与应用。 • 2.掌握PLC内部结构、分类及工作原理。 • 3.熟悉PLC内部软继电器编号及功能。 • 4.了解PLC性能指标，能根据要求选择合适的型号。 • 5.了解梯形图、指令表等常用编程语言。 • 6.熟悉PLC控制系统构成及系统开发过程。
• (4)数据处理:现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和 查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口 将这些数据传送给其他智能装置，如计算机数值控制(CNC)设备，进 行处理。
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• (5)通信联网:PLC的通信包括PLC、PLC与上位计算机、PLC与其他智能 设备之间的通信，PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、 通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管 理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发 展的需要。
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• 1.3.2PLC定义与特点 • 1987年国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对PLC作
了如下的定义:“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。它采用了可编程序的存储器，用来在其 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 指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，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围设备，都应按易于与工业控制 系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 • PLC是在继电器一接触器控制系统基础上发展起来的，融合了电子技 术、计算机技术、通信技术等先进要素，具有其他控制系统没有的优 点，所以应用越来越广泛。
人。
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• 1.3相关知识点
• PLC是在继电器控制技术、计算机技术和现代通信技术的基础上逐步 发展起来的一项先进的控制技术。在现代工业发展中PLC技术、 CAD/CAM技术和机器人技术并称为现代工业自动化的三大支柱。它主 要以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算 术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出(I/O)来控制各种生产 过程。
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第2章 MCS-51系列单片机的结构
• 2.1 MCS-51单片机的内部结构 • 2.2 MCS-51单片机的存储器结构 • 2.3 MCS-51单片机的并行输入/输出（I/O）接
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• 4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 • PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，在
外部设备安装的同时，进行实验室系统的开发，使控制系统设计及建 造的周期大为缩短，同时维护一也变得容易起来。更重要的是使同一 设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量 的生产场合。 • 5.体积小，质量轻，能耗低 • 以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100 mm，质量小于 150 g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电 一体化的理想控制设备。
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• 2.配套齐全，功能完善，适用性强 • PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可
以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展， 使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控 制的新局面。
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• 1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可 编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家一也研制出了他们的第一台 可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早 期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成 顺序控制而设计的，主要用于:逻辑运算、计时和计数等顺序控制， 均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器(PLCProgrammable Logic Controller)。进入20世纪70年代，随着微电子 技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当 初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC-可编程 序控制器。因为容易与PC-Personal Compute:混淆，所以至今我们仍 然沿用以前的简称PLC。
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• 1.3.1PLC产生与发展 • 1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼阿克)在美国宣告诞生，
后来，随着计算机技术的发展，人们一直试图将计算机应用与工业控 制结合在一起。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度高、难以 适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应 用。当时的工业控制，主要还是以继电一接触器组成控制系统。这种 系统存在一些缺陷，如，系统的能耗较多;工艺流程的更新需要大量 的人力物力;因系统是通过各种硬件接线的逻辑控制来实现系统的运 行，导致机械触点较多，系统运行的可靠性较差等。
• 关于PLC的培训情况，目前，PLC相关课程已成为“自动化”、“机械 制造及自动化”、“电气自动化”和“机电一体化”等专业的主干课 程。设置相关专业的学校包括从清华大学、浙江大学这样的国内一流 院校，到各种职业培训机构，而涉及的专业外延更加广泛，有不少学 校已经将此课程开发为优质课程或精品课程。
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项目一 了解PLC
• 1.2项目描述
• 根据教材、参考书、网络信息，以及对现有PLC实训设备的观察，学 生分
• 组，主要解决以下问题: • (1) What-PLC是什么，即PLC的定义、功能、分类与应用; • (2) When-PLC什么时间产生，又如何发展起来的; • (3) Why-PLC为什么有这样的功能，即PLC的内部结构和工作原理; • (4) How-如何选择合适的PLC,设计控制系统; • (5) Who-掌握了这门知识，我们可以从事哪种职业，成为什么样的