plc可编程控制器的发展及应用

1. 什么是PLC？

国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算 *** 作的电子装置，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 *** 作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。

2. PLC可编程控制器的产生

2.1  随着半导体技术，尤其是微型计算机和微处理器技术的发展，在20世纪70年代初期、中期，设计制造出可编程逻辑控制器PLC，它能完成顺序控制，仅有逻辑运算、定时、计数等控制功能。

2.2  20世纪70年代末至80年代初，可编程控制器的处理速度大提高，增加了许多特殊功能，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制。

2.3  20世纪80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器为核心的可编程控制器也得到迅猛发展，其功能越来越强。PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节、数据处理和数据通信功能。

2.4  1985年1月国际电工委员会(IEC)制定了PLC的标准。

3.   PLC的特点

3.1  可靠性高，抗干扰能力强

3.2  通用性强，使用方便

3.3  采用模块化结构，系统组合灵活方便

3.4  编程语言简单、易学，便于掌握

3.5  系统设计周期短

3.6  对生产工艺以身试法适应性强

3.7  安装简单、调试方便、维护工作量小

4.   可编程控制器的分类

4.1  按输入/输出点数分

a)   小型机： 小型PLC　I/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。

b)   中型机：中型PLC　I/O总点数在256∽2048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。

c)   大型机：大型PLC　I/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。

4.2  按结构形式分

a)    整体式

b)    模块式

3)    按生产厂家分

在全世界有上百家PLC制造商，其中占PLC市场80%以上的生产公司是：德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的施耐德（SCHNEIDER）自动化公司、日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司。

5.   PLC的应用

5.1  开关量逻辑控制

5.2  模拟量控制

5.3  过程控制

5.4  定时和计数控制

5.5  顺序控制

5.6  数据处理

5.7  通信和联网

6.   PLC的发展趋势

6.1  系列化、模块化

6.2  小型机功能强化

6.3  中、大型机高速度、高功能、大容量

6.4  低成本

6.5  多功能

7.   可编程控制器技术性能指标

7.1  I/O点数

I/O点数是指PLC外部I/O端子的总数。如FX毓的I/O点数最多为256。

7.2  扫描速度

一般指执行指令的时间，单位是μs/步，有时也以执行1000步指令的时间计，单位为ms/千步，通常为10ms，小型PLC的扫描时间可能大于40s。

7.3  内存容量

通常以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。

7.4  指令系统

PLC指令的多少是衡量其软件功能强弱的主要指标。PLC具有的指令种类越多，它的软件功能则超强。

7.5  内部寄存器

寄存器的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。这些寄存器主要用以存放变量状态、结果和数据等。

1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求；

1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制器PDP—14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程逻辑控制器，称Programmable Logic Controller，简称PLC，是世界上公认的第一台PLC。

1969年，美国研制出世界第一台PDP-14；

1971年，日本研制出第一台DCS-8；

1973年，德国西门子公司（SIEMENS）研制出欧洲第一台PLC，型号为SIMATIC S4；

1974年，中国研制出第一台PLC，1977年开始工业应用。 20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。

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