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6RA8085-6DV62-0AA0PLC的基本概念 PLC (Programmable Logic Controller),中文名稱為可編程控制器,是一種電氣自動化控制裝置,電工委員會(IEC)將PLC定義為:是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它使用可編程存儲器內(nèi)部儲存用戶設(shè)計的指令,這些指令用來實現(xiàn)特殊的功能,諸如邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)以及算術(shù)運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或過程。可編程序控制器及其有關(guān)的設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 2、PLC的發(fā)展背景 在PLC發(fā)明之前,在工業(yè)控制的順序控制領(lǐng)域內(nèi),常常采用諸如繼電器、鼓式開關(guān)、紙帶閱讀器等機械、電氣式器件作為控制元件,尤其是控制繼電器,在離散制造過程控制領(lǐng)域內(nèi),成為“開關(guān)控制系統(tǒng)”中zui廣泛使用的器件。但是,隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模越來越大,勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高,對于控制系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求,原有“繼電器控制系統(tǒng)”已不適應(yīng)需要,究其原因是: 動作緩慢;壽命短、可靠性差;體積大、耗電多;設(shè)計制造周期長、程序修改費時;不能實現(xiàn)與計算機對話。 到20世紀(jì)60年代,由于美國汽車工業(yè)需要進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造和設(shè)備更新,由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來進(jìn)行控制,不僅體積龐大、故障率高、柔性差、不靈活、耗能,而且調(diào)試?yán)щy,可靠性也差。雖然小型計算機已日趨完善,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大,但小型計算機用于開關(guān)控制系統(tǒng),又顯然存在著“大馬拉小車”的情況,這是由于小型計算機的特點決定的:編程復(fù)雜,要求有較高水平的編程人員和操作人員; 需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口,對環(huán)境和現(xiàn)場條件的要求過高; 功能過剩,機器資源未能充分利用;造價高昂。需要與可能性,促使人們尋求新的出路,PLC應(yīng)運而生。 1968年美國通用汽車公司提出使用新一代控制器的設(shè)想,從用戶的角度考慮,該公司對新一代控制器提了10點要求,為各大公司提供了明確的開發(fā)目標(biāo)。第二年(1969年),美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置PDP-14,*采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,這就是*代可編程控制器。這時的PLC用固態(tài)(集成)電路來代替繼電器邏輯電路,用存儲器電路中的存儲數(shù)位(程序)來代替繼電器系統(tǒng)的布線,以程序來規(guī)定邏輯關(guān)系;用固態(tài)I/ O電路來檢測按鈕和限位開關(guān)的信號,給出輸出以控制電機和其它執(zhí)行機構(gòu)。這時的PLC系統(tǒng)已開始具有如下一些特點:環(huán)境適應(yīng)性較強,可以使用于車間現(xiàn)場;有較高的可靠性和診斷 能力,維修容易;基本能適應(yīng)不同的制造過程所需,柔性度有 了較大提高,只要改變系統(tǒng)中的程序即可改變控制“邏輯”,而無需改造或更換控制硬件等。差不多同時,美國MODICON公司也研制出084控制器。它們的問世,引起了*的矚目,美國的其他公司和西歐、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,也相繼研究開發(fā)出類似的產(chǎn)品。 *代可編程控制器zui早是用于替代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置,功能上只有邏輯計算、計時、計數(shù)以及順序控制等,而且只能進(jìn)行開關(guān)量控制。所以*代可編程控制器取名為可編程邏輯控制器,英文名稱為Programmable Logic Controller,簡稱PLC。 后來,隨著電子科技之發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之需要,其控制功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的范疇,PLC的功能也日益強大,在PLC中加入了模擬量、位置控制及網(wǎng)路等功能,其名稱也就改為可編程控制器(Programmable Controller),稱PC。但PC易與個人計算機(Personal Computer)的簡稱PC產(chǎn)生混淆,所以使用PLC這一簡稱,中文仍然稱“可編程控制器”。 自1976年以來,微處理器開始引入PLC領(lǐng)域,大大加強了PLC的作用,使PLC由簡單地代替繼電器電路,而發(fā)展為先 進(jìn)的控制裝置。當(dāng)今PLC具有采集與處理大量數(shù)據(jù)、完成數(shù)學(xué)運算、與其它智能器件通信的能力,以及具有*的人-機對 話手段(如鍵盤、CRT和語音對話),近年來由于現(xiàn)場總線理念的出現(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立,以及產(chǎn)品的迅速發(fā)展,PLC成為 現(xiàn)場總線的一個重要組成部分,進(jìn)一步擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。 由于PLC同時提高了功能和柔性度,使其應(yīng)用迅速增長,并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。隨后又?jǐn)U展到與批量生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)過程有關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。隨著CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))的發(fā)展,PLC當(dāng)前還被人們應(yīng)用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到大型分散型控制系統(tǒng),之中,與其它智能控制器和計算機系統(tǒng)一起成為計算機綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分,特別是單元級和工作站級。 3、PLC的發(fā)展階段及前景 從1969年*臺PLC問世至今,可編程控制器大約經(jīng)歷了三個階段: *階段:開發(fā)的PLC容量較小,I/O點數(shù)小于120點。用戶存儲區(qū)容量在2KB左右,掃描速度為20~50ms/KB,指令較為簡單,只有邏輯運算、計時、計數(shù)等,編程語言采用簡單的語句表語言。使用上,主要用來作開關(guān)量控制。 搜索第二階段:PLC 的容量有所擴(kuò)展,I/O點數(shù)從 512點至1024點,用戶程序存儲區(qū)擴(kuò)展到8KB以上,速度也有提高,掃描速度達(dá)到5~6ms/KB,指令功能除了基本的邏輯運算、計時、計數(shù)外,還增加了算術(shù)運算指令、比較指令,以及模擬量處理指令等,輸入/輸出類型也由純開關(guān)量I/O,擴(kuò)展為帶模擬量的I/O。編程語言除了使用語句表外,還可以使用梯形圖編程語言。 第三階段:進(jìn)入80年代以來,隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,以16位和32位微處理器構(gòu)成的PLC得到驚人的發(fā)展,其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。使PLC在概念,設(shè)計,性價比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這一階段的產(chǎn)品向大型和小型兩個方向發(fā)展: A、 大型產(chǎn)品的I/O點數(shù),超過4 000點,有些產(chǎn)品達(dá)到8 000個I/O點,用戶存儲區(qū)容量超過32KB,配置有各種智能模塊(例如溫度控制模塊、軸定位模塊、過程控制模塊等)和通信模塊,掃描速率也大大提高,達(dá)到
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