一 什么是PLC
可编程控制器(Programmble Controller)简称PC或PLC.它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术,计算机技术,通讯技术融为一体的新型工业控制装置.目前,PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中,成为一种最重要,最普及,应用场合最多的工业控制装置,被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC,机器人,CAD/CAM)之一.
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".
定义强调了PLC应直接应用于工业环境,必须具有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和广阔的应用范围,这是区别于一般微机控制系统的重要特征.同时,也强调了PLC用软件方式实现的"可编程"与传统控制装置中通过硬件或硬接线的变更来改变程序的本质区别.
近年来,可编程控制器发展很快,几乎每年都推出不少新系列产品,其功能已远远超出了上述定义的范围.
二 ,PLC的产生与发展
在可编程控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛.但是电器控制系统存在体积大,可靠性低,查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂,不易更改,对生产工艺变化的适应性差.
1968年美国通用汽车公司(G.M)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.于是就设想将计算机功能强大,灵活,通用性好等优点与电器控制系统简单易懂,价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置,而且这种装置采用面向控制过程,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.
1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果.从此这项技术迅速发展起来.
早期的可编程控制器仅有逻辑运算,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 LogicController).随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪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.
20世纪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,使PLC真正成为具有逻辑控制,过程控制,运动控制,数据处理,联网通信等功能的名符其实的多功能控制器.
自从第一台PLC出现以后,日本,德国,法国等也相继开始研制PLC,并得到了迅速的发展.目前,世界上有200多家PLC厂商,400多品种的PLC产品,按地域可分成美国,欧洲,和日本等三个流派产品,各流派PLC产品都各具特色,如日本主要发展中小型PLC,其小型PLC性能先进,结构紧凑,价格便宜,在世界市场上占用重要地位.著名的PLC生产厂家主要有美国的A-B(Allen-Bradly)公司,GE(General Electric)公司,日本的三菱电机(Mitsubishi Electric)公司,欧姆龙(OMRON)公司,德国的AEG公司,西门子(Siemens)公司,法国的TE(Telemecanique)公司等.
我国的PLC研制,生产和应用也发展很快,尤其在应用方面更为突出.在20世纪70年代末和80年代初,我国随国外成套设备,专用设备引进了不少国外的PLC.此后,在传统设备改造和新设备设计中,PLC的应用逐年增多,并取得显著的经济效益,PLC在我国的应用越来越广泛,对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用.目前,我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC,如辽宁无线电二厂,无锡华光电子公司,上海香岛电机制造公司,厦门A-B公司等.
从近年的统计数据看,在世界范围内PLC产品的产量,销量,用量高居工业控制装置榜首,而且市场需求量一直以每年15%的比率上升.PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置.
三,PLC的特点与应用领域
(一)PLC的特点
PLC技术之所以高速发展,除了工业自动化的客观需要外,主要是因为它具有许多独特的优点.它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠,安全,灵活,方便,经济等问题.主要有以下特点:
1.可靠性高,抗干扰能力强
可靠性高,抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一.PLC的平均无故障时间可达几十万个小时 ,之所以有这么高的可靠性,是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施:
(1)硬件方面 I/O通道采用光电隔离,有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响;对供电电源及线路采用多种形式的 |
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