本课程的基本情况 ■专业课 先修课程:电路基础、软件基础 后续课程:数控技术 教材 《可编程序控制器原理应用网络》 徐世许 中国科技大学出版社,第一版 ■本课程安排期中考试、期末考试 联系:odbc(@seu.edu.cn
1 本课程的基本情况 ◼ 专业课 先修课程：电路基础、软件基础 后续课程：数控技术 ◼ 教材 《可编程序控制器原理应用网络》 徐世许 中国科技大学出版社，第一版 ◼ 本课程安排期中考试、期末考试 ◼ 联系： oldbc@seu.edu.cn
课程主要内容与学习方法 ■可编程序控制器的基础知识(10学时) CPM1A的指令系统(12学时) PC控制系统设计(10学时) ■ OMRON可编程序控制器、编程工具简 介(6学时)
2 课程主要内容与学习方法 ◼ 可编程序控制器的基础知识（10学时） ◼ CPM1A的指令系统（12学时） ◼ PC控制系统设计（10学时） ◼ OMRON可编程序控制器、编程工具简 介（6学时）
第一部分。关于PC的几 个基本问题 、PC是什么? 二、PC何处来,粮哪去? 三、PC有何独婧之处? PC的用领城?
3 第一部分. 关于PC的几 个基本问题 一、PC是什么？ 二、PC何处来，往哪去？ 三、PC有何独特之处？ 四、PC的应用领域？
PC是什么? 可编程序控制器定义 (1985年,国际电工委员会) 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系 统,专为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、模拟式的输入和输出, 控制各种机械或生产过程。 ■PC、PLC、个人计算机、工业Pc的区别?
4 一、PC是什么？ ◼ 可编程序控制器定义 (1985年，国际电工委员会) 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系 统，专为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、模拟式的输入和输出， 控制各种机械或生产过程。 ◼ PC、PLC、个人计算机、工业PC的区别？
二、PC何处来,粮哪去? ■继电器控制系统的明显缺点: 体积大,可靠性低,查找故障困难, 特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统,所以 接线复杂,对生产工艺变化的适应性差。 ■继电器控制系统的优点: 简单易懂、操作方便、价格便宜 计算机系统的优点: 功能完备、灵活性、通用性好
5 二、PC何处来，往哪去？ ◼ 继电器控制系统的明显缺点： 体积大，可靠性低，查找故障困难， 特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以 接线复杂，对生产工艺变化的适应性差。 ◼ 继电器控制系统的优点： 简单易懂、操作方便、价格便宜 ◼ 计算机系统的优点： 功能完备、灵活性、通用性好
二、PC何处来,粮哪去? ■1968年,美国最大的汽车制造厂家通用 汽车公司(GM公司)提出设想。 ■1969年,美国数字设备公司研制出了世 界上第一台PC,型号为PDP-14。 第一代:从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点 是:cpU由中小规模集成电路组成,存储器为磁芯存储器 ■第二代:70年代初期到70年代末期。其特点是:CPU采用微 处理器,存储器采用 EPROM; ■第三代:70年代末期到80年代中期。其特点是:CPU采用8 位和16位微处理器,有些还采用多微处理器结构,存储器采 用 EPROM、 EAROM、 CMOSRAM等; 第四代:80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16 位微处理芯片的位片式芯片,处理速度也达到1us/步; ■第五代:90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器 芯片,有的已使用RTSC芯片
6 二、PC何处来，往哪去？ ◼ 1968年，美国最大的汽车制造厂家通用 汽车公司（GM公司）提出设想。 ◼ 1969年，美国数字设备公司研制出了世 界上第一台PC，型号为PDP-14。 ◼ 第一代：从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。其特点 是：CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器； ◼ 第二代：70年代初期到70年代末期。其特点是：CPU采用微 处理器，存储器采用EPROM ； ◼ 第三代：70年代末期到80年代中期。其特点是：CPU采用8 位和16位微处理器，有些还采用多微处理器结构，存储器采 用EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ； ◼ 第四代：80年代中期到90年代中期。PC全面使用8位、16 位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到1us/步 ； ◼ 第五代：90年代中期至今。PC使用16位和32位的微处理器 芯片，有的已使用RISC芯片
二、PC何处来,哪去? 1.向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 ==》使用64 bit risc芯片, 多CPU并行、分时、分任务处理, 这样可使速度达到ns级。 大中型PC的扫描速度可达02ms/K步左右 例如: GE公司90系列331、771等为04ms/K步, 欧姆龙公司C1000H、C2000H为04ms/K步, 菱公司A3N、A3H为02ms/K步,A3A高达 0.15ms/K步
7 二、PC何处来，往哪去？ ◼ 1．向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 ==》使用64bit RISC芯片， 多CPU并行、分时、分任务处理， 这样可使速度达到ns级。 大中型PC的扫描速度可达0.2ms/K步左右。 例如: GE公司90系列331、771等为0.4ms／K步， 欧姆龙公司C1000H、C2000H为0.4ms／K步， 三菱公司A3N、A3H为0.2ms／K步，A3A高达 0.15ms／K步
二、PC何处来,哪去? ■1.向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 目前大型PC是几百K字节,最高可达几兆字节 例如: A-B公司PLC-3的程序存储容量为2M字节, 西门子公司的S5-155U为2M字节
8 二、PC何处来，往哪去？ ◼ 1．向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 目前大型PC是几百K字节，最高可达几兆字节 例如: A-B公司PLC-3的程序存储容量为2M字节， 西门子公司的S5-155U为2M字节
二、PC何处来,哪去? ■1.向高速度、大存储容量方向发展 cPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 ■2.控制系统将分散化 分散控制、集中管理的原则。 3.可靠性进一步提高 随着PC进入过程控制领域,对可靠性的要求进一步 提高。硬件冗余的容错技术将进一步应用。 ■4.控制与管理功能一体化 PC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术 和图形显示技术,使PC系统的生产控制功能和信息 管理功能融为一体
9 二、PC何处来，往哪去？ ◼ 1．向高速度、大存储容量方向发展 CPU处理速度进一步加快 存储容量进一步扩大 ◼ 2．控制系统将分散化 分散控制、集中管理的原则。 ◼ 3．可靠性进一步提高 随着PC进入过程控制领域，对可靠性的要求进一步 提高。硬件冗余的容错技术将进一步应用。 ◼ 4．控制与管理功能一体化 PC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术 和图形显示技术，使PC系统的生产控制功能和信息 管理功能融为一体
三、PC有何独特之处? 1.灵活、通用 2.可靠性高、抗干扰能力强 “专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机” 3.编程单、使用方便 4.接线简单 5.功能强 6.体积小重量务易于实现机电一体化
10 三、PC有何独特之处？ 1. 灵活、通用 -----PC是通过存储在存储器中的程 序实现控制功能的，如果控制功能需 要改变的话，只需要修改程序以及改 动极少量的接线即可。 2. 可靠性高、抗干扰能力强 平均无故障时间一般可达3～5万小时 -----PC采用的是微电子技术，大量的开关动作是由无 触点的半导体电路来完成的，因此不会出现继电器控制 系统中的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。 -----PC还采取了以下主要措施来提高其可靠性。 1)硬件措施： 对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，均采 用严格措施进行屏蔽，以防外界干扰； 2)软件措施 监控程序定期地监测外界环境；死循环报警；停 电时利用后备电池供电。 “专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机” 3. 编程简单、使用方便 -----用微机实现控制，使用的是汇编语言， 难于掌握，要求使用者具有一定水平的计算机 硬件和软件知识。而PC采用面向控制过程、面 向问题的“自然语言”编程，容易掌握 。 4. 接线简单 5. 功能强 6. 体积小,重量轻,易于实现机电一体化 ——————————————