新疆大学：《电气控制与PLC应用》课程教学课件（PPT讲稿）西门子PLC（FX系列）

可编程序控制器 原理与应用 新疆大学电气工程学院 南新元 xynan@xju.edu.cn

新疆大学电气工程学院 南新元 xynan@xju.edu.cn

第一章绪论 1.1可编程序控制器的产生 1.2可编程序控制器定义及特点

第一章 绪论 ⚫ 1.1可编程序控制器的产生 ⚫ 1.2可编程序控制器定义及特点

1.1 可编程序控制器的产生 ■世界上第一台PLC 1969年由美国数字设备公司(DEC)根 据美国通用汽车公司(GM)的要求研制成功 ·背景： 1968年美国通用汽车公司(GM),为 了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变 化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能 有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少 重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低 成本，缩短周期

1.1 可编程序控制器的产生 ◼ 世界上第一台PLC 1969年由美国数字设备公司（DEC）根 据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功 ◼ 背景： 1968年美国通用汽车公司（GM），为 了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变 化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能 有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少 重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低 成本，缩短周期

■设计思想： 吸取继电器和计算机两者的优点 ☆继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、 查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单 易懂、价格便宜： ☆计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困 难； ☆采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程， 使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）

◼ 设计思想： 吸取继电器和计算机两者的优点 ☆ 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、 查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单 易懂、价格便宜； ☆ 计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困 难； ☆ 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程， 使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）

◆70年代初期： 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制 功能，只是用来取代传统的继电器控制，通常称为可编 程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) ◆70年代中期：微处理器技术应用到PLC中，使PLC不 仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送 和数据处理等功能 ◆80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电 子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC 中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强， 同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程 和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数 据处理和图象显示等功能

◆70年代初期： 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制 功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编 程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） ◆70年代中期： 微处理器技术应用到PLC中，使PLC不 仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送 和数据处理等功能 ◆80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电 子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC 中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强， 同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程 和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数 据处理和图象显示等功能

■近年来PLC发展迅速 PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能 价格比高、高可靠性的特点，己成为自动化工程的核 心设备。PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控 制装置，其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、 机器人、CAD/CAM)之一

◼ 近年来PLC发展迅速 PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能 价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核 心设备。 PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控 制装置，其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、 机器人、CAD/CAM）之一

1.2可编程序控制器定义及特点 1.2.1可编程序控制器定义 ■定义： 国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程控制 器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下： “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，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能 的原则设计

1.2 可编程序控制器定义及特点 ◼ 定义： 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制 器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下： “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，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能 的原则设计”。 1.2.1 可编程序控制器定义

1.2.2PLC的特点 通用性强，使用方便 功能强，适应面广 可靠性高，抗干扰能力强 控制程序可变具有很好的柔性 编程方法简单，容易掌握 PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少 极为方便。控制程序变化方便.具有很好的柔性。 体积小、重量轻、功耗低

1.2.2 PLC的特点 ⚫ 通用性强，使用方便 ⚫ 功能强，适应面广 ⚫ 可靠性高，抗干扰能力强 ⚫ 控制程序可变具有很好的柔性 ⚫ 编程方法简单，容易掌握 ⚫ PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作少. 极为方便。控制程序变化方便.具有很好的柔性。 ⚫ 体积小、重量轻、功耗低

口PLC应用类型归纳为以下几个方面： ●开关量逻辑控制 ●运动控制 ●过程控制 (PID闭环控制) ●数据处理 ●通信联网（构成DCS、FCS系统) ◆是一种工业控制装置 可编程序控制器(ProgrammbleController).简称Pc或 PLC ◆区别于一般微机控制系统 ◆区别于传统控制装置

◼ PLC应用类型归纳为以下几个方面： ⚫ 开关量逻辑控制 ⚫ 运动控制 ⚫ 过程控制（PID闭环控制 ） ⚫ 数据处理 ⚫ 通信联网（构成DCS、FCS系统） ◆是一种工业控制装置 可编程序控制器（ProgrammbleController）简称PC或 PLC ◆ 区别于一般微机控制系统 ◆ 区别于传统控制装置

1.2.3PLC的国内外现状及发展动向 1969年美国数据设备公司(DEC)研制了第一 台PLC,从此PLC发展迅猛。 我国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、 TI,日本OMRON、三菱、富士，德国西门子等 厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工 控系统中占据重要地位

1.2.3 PLC的国内外现状及发展动向 ◼ 1969年美国数据设备公司（DEC）研制了第一 台PLC，从此PLC发展迅猛。 我国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、 TI，日本OMRON、三菱、富士，德国西门子等 厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工 控系统中占据重要地位