基于PLC的变频调速实验控制系统的设计第二章可编程控制器与变频器的综述.docVIP

第二章 可编程控制器与变频器的综述 2.1可编程控制器的发展 让我们追溯到 20 世纪的六十年代末，认识一下可编程控制器的发展史。 在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的硬件接线，因此，其通用性和灵活性较差。 20 世纪的六十年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 1968 年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司 (GM) 为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： ①编程方便，可现场修改程序； ②维修方便，采用插件式结构； ③可靠性高于继电器控制装置； ④体积小于继电器控制盘； ⑤数据可直接送入管理计算机； ⑥成本可与继电器控制盘竞争； ⑦输入可为市电； ⑧输出可为市电，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器等； ⑨扩展时原系统改变最少； ⑩用户存储器大于 4KB。[3] 这些条件实际上提出将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。1969年，美国数字设备公司 (DEC公司 ) 研制出了第一台可编程控制器PDP—14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。 可编程控制器自问世以来 , 发展极为迅速。1971 年，日本开始生产可编程控制器。 1973 年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在，世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。 从可编程控制器发展历史可知，可编程控制器功能不断变化，其名称演变经历了如下过程：早期产品名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编程逻辑控制器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接初控制系统。随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地触控制系统。随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地增加，因而可编程逻辑控制器（PLC）不能描述其多功能的特点。1980 年，美国电气制造商协会（NEMA）给他一个新的名称“ Programmable Controller ”，简称 PC 。1982 年，国际电工委员会（IEC）专门为可编程控制器下了严格定义。然而 PC 这一简写名称在国内早已成为个人计算机（Personal Computer）的代名词，为了避免造成名词术语混乱，因此国内仍沿用早期的简写名称 PLC 表示可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具有逻辑功能。[4]2.2可编程控制器的定义 科编程控制器一直在发展中，因此直到目前为止 , 还未能对其下最后的定义。 美国电气制造商协会 NEMA（National Electrical Manufacturers Association）在1980 年给可编程控制器作了如下的定义： “可编程控制器是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆以存储指令，用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。一部数字电子计算机若是用来执行 PLC 之功能者 , 亦被视同为 PLC, 但不包括鼓式或机械式顺序控制器。” 国际电工委员会 (IEC) 曾于 1982 年 11 月颁发了可编程控制器标准草案第一稿， 1985 年 1 月又颁发了第二稿， 1987 年 2 月颁发了第三稿。草案中对可编程控制器的定义是： “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。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入 / 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，都按易于工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” [5] 此定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统“，即它也是一种计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计”的计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作，它还具有“数字量或模拟量的输入 / 输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。 定义还强调了可编程控制器直接应用于工业环境，它须