《电工学》课程教学资源（PPT课件）第09章 可编程控制器及其应用

第九章 可编程控制 (PLC控制)

第九章 可编程控制 （PLC控制）

§1概述 可编程控制一是采用可编程控制器（简称PLC)来实现的各 种工业控制。 PLC一是一种专门用于工业控制的计算机。 早期的PLC是用来替代继电接触控制的，它只能实现逻辑控制， 因此被称为可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,.简 称PLC) 。 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，PLC的控制功能已远 远超出了最初的逻辑控制的范畴，因此被称为可编程控制器 (Programmable controller,简称PC)。但为了区别于Personal Computer(也简称PC),故一直沿用PLC这个简称

§1 概述 可编程控制——是采用可编程控制器（简称PLC）来实现的各 种工业控制。 PLC——是一种专门用于工业控制的计算机。 早期的PLC是用来替代继电接触控制的，它只能实现逻辑控制， 因此被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，简 称 PLC ）。 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，PLC的控制功能已远 远超出了最初的逻辑控制的范畴，因此被称为可编程控制器 （Programmable controller ，简称PC ）。但为了区别于Personal Computer （也简称PC)，故一直沿用PLC 这个简称

PLC是从继电接触控制发展而来的，但二者既有相似之 处，又有不同之处。 (1)继电接触控制全部是硬连接；但PLC既有硬连接，又有 软件支持。 (2)当控制功能改变时：继电接触控制需要改接线；但PLC 一般只需修改程序。 PLC是一台专为工业控制而设计的计算机，和普通计算 机既有相似之处，也有不同之处。 (1)PLC输入输出接口多，便于多路多点控制。 (2)PLC可以在较恶劣的环境工作。 (2)PLC功能简单，编程简单。 (3)PLC响应速度慢

PLC是从继电接触控制发展而来的，但二者既有相似之 处，又有不同之处。 （1）继电接触控制全部是硬连接；但PLC既有硬连接，又有 软件支持。 （2）当控制功能改变时：继电接触控制需要改接线；但PLC 一般只需修改程序。 PLC是一台专为工业控制而设计的计算机，和普通计算 机既有相似之处，也有不同之处。 （1）PLC输入/输出接口多，便于多路多点控制。 （2）PLC可以在较恶劣的环境工作。 （2）PLC功能简单，编程简单。 （3）PLC响应速度慢

§2PLC的基本结构 电源模块 控制元件】 输 主机模块 CPU 模块 ROM 输出模块 一执行元件 RAM 编程器 外设

§2 PLC的基本结构 主机模块 CPU ROM RAM 输 入 模 块 输 出 模 块 电源模块 编 程 器 外 设 控 制 元 件 执 行 元 件

1主机模块 主机模块实际上是一个单片机系统，它主要包括CPU、ROM 、RAM、/O接口、编程器接口及其它扩展接口等。 2输入、输出模块 输入模块是将输入端的各种开关、触点的状态信号，即输入信 号输入到主机模块。 主机模块对输入信号处理后将生成控制信号，输出模块是将控 制信号，即输出信号输出，并驱动输出端的各种执行机构，如继电 器线圈、信号灯、电磁阀等。 为防止现场的强电磁干扰进入主机引起PLC的误动作，在主机 的/O接口与输入、输出信号之间均采用光电耦合电路

1 主机模块 主机模块实际上是一个单片机系统，它主要包括CPU、ROM 、RAM、I/O接口、编程器接口及其它扩展接口等。 2 输入、输出模块 输入模块是将输入端的各种开关、触点的状态信号，即输入信 号输入到主机模块。 主机模块对输入信号处理后将生成控制信号，输出模块是将控 制信号，即输出信号输出，并驱动输出端的各种执行机构，如继电 器线圈、信号灯、电磁阀等。 为防止现场的强电磁干扰进入主机引起PLC的误动作，在主机 的I/O接口与输入、输出信号之间均采用光电耦合电路

现场 输入端子 光电耦合电路 信号 输入 模块 内 电路 LC在工业 环境下使用 为防止外界 路 强电磁场对 计算机的干 扰，所以在 本K 在机与现场 输入信号之 间加入一个 既可传递信 息，又能将 DC24V COM 二者隔离开 的光电耦合 电路

PLC在工业 环境下使用， 为防止外界 强电磁场对 计算机的干 扰，所以在 主机与现场 输入信号之 间加入一个 既可传递信 息，又能将 二者隔离开 的光电耦合 电路。 输入 模块 电路 输 入 锁 存 电 路 内 部 电 路 . . . . . . DC24V COM 现场 信号 输入端子 光电耦合电路

输出端子 图 KM KA KA 输出 模块 电路 部电路 金 KM KA KA 继电器输出：低速大功率 COM 晶体管输出：高速小功率 AC220V 可控硅输出：高速大功率

KA KA Us + - 输 出 锁 存 电 路 内 部 电 路 . . . . . . COM AC220V 输出端子 KM ~ KA KA KM 输出 模块 电路 继电器输出：低速大功率 晶体管输出：高速小功率 可控硅输出：高速大功率

3电源模块 电源模块是将交流电转换为直流电，为主机，输入、输出模块 提供工作电源，它的性能的好坏直接影响到PLC工作的可靠性。目 前PLC均采用高性能的稳压电源供电，用锂电池作交流电源停电时 的备用电源。 传送输入信号的电源，既可由PLC内部电源模块提供（直流 24),也可由外部电源提供。 驱动继电器线圈、信号灯、电磁阀等执行机构的操作电源由用 户配备。 4编程器 编程器是PLC的人机对话工具，它由键盘、显示器和工作方式 选择开关等组成。在编程方式下，可输入、检查、调试和修改控制 程序；在运行或监控方式下，可监视PLC的工作情况

电源模块是将交流电转换为直流电，为主机，输入、输出模块 提供工作电源，它的性能的好坏直接影响到PLC工作的可靠性。目 前PLC均采用高性能的稳压电源供电，用锂电池作交流电源停电时 的备用电源。 驱动继电器线圈、信号灯、电磁阀等执行机构的操作电源由用 户配备。 传送输入信号的电源，既可由PLC内部电源模块提供（直流 24V），也可由外部电源提供。 4 编程器 编程器是PLC的人机对话工具，它由键盘、显示器和工作方式 选择开关等组成。在编程方式下，可输入、检查、调试和修改控制 程序；在运行或监控方式下，可监视PLC的工作情况。 3 电源模块

§3PLC的循环扫描工作方式 (对慢速响应系统，增强了抗干扰能力) 输入设备 输入端子 入锁存电路 入映像寄存器 读 程序执行 读写→ 输出映像寄存器 输出锁存电 输出端子 出设备 路 输入采样 程序 执行 输出刷新 一个扫描周期

§3 PLC的循环扫描工作方式 （对慢速响应系统，增强了抗干扰能力） 输 出 设 备 输 入 端 子 输 入 锁 存 电 路 输 出 锁 存 电 路 输 入 映 像 寄 存 器 输 出 映 像 寄 存 器 程 序 执 行 输 出 端 子 输 入 设 备 读 读 写 输入采样 输出刷新 程序 执行 一个扫描周期

§4PLC的主要性能指标 为了适应不同行业的需要，在众多的 PLC机型中，有简易、廉价的小型机，也 有高速、多功能的大型机。 决定PLC规模大小的主要性能指标有 I/O点数；扫描速度（每执行1000步指令 所用时间，以ms/k表示)；存储器容量； 指令功能等

为了适应不同行业的需要，在众多的 PLC机型中，有简易、廉价的小型机，也 有高速、多功能的大型机。 决定PLC规模大小的主要性能指标有 I/O点数；扫描速度（每执行1000步指令 所用时间，以ms/k表示）；存储器容量； 指令功能等。 §4 PLC的主要性能指标