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第1章 概述 1.1 PLC的产生和发展 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，以取代传统继电器控制，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的10大条件： 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； 第1章 可编程序控制器概论 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 。 1969年，美国数字设备公司（DEC）中标，首先研制成功第一台可编程序控制器，型号为PDP-14，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。 1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。 第1章 可编程序控制器概论 早期的可编程序控制器是为取代继电器控制、存储程序、顺序控制而设计的。主要用于逻辑运算、计时、计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）。 第1章 可编程序控制器概论 进入70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，功能不断增强，不再局限于逻辑运算。实际上应称之为PC——可编程序控制器。为了和Personal Computer区别，仍然沿用PLC名称。 至80年代，随着电子技术的发展，16位和32位微处理器构成的微机化PC得到了惊人的发展。使PC功能增强，编程和故障检测更为灵活。随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，PC向连续生产过程控制方向发展，成为工业生产自动化的一大支柱。 第1章 可编程序控制器概论 第1章 可编程序控制器概论 1.2 PLC的定义 可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一、二、三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义： 可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，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、计数和算术运算等操作指令，并通过数字量、模拟量输入和输出，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形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。 第1章 可编程序控制器概论 1.3 PLC的特点 1、可靠性高，抗干扰能力强 （1）硬件措施：主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成，I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。 屏蔽—对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。 滤波—对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，如LC或π型滤波网络，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。 第1章 可编程序控制器概论 电源调整与保护—对微处理器这个核心部件所需的+5V电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。 隔离—在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系，减少故障和误动作；各I/O口之间亦彼此隔离。 采用模块式结构—这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障，能迅速更换，使系统恢复正常工作；同时也有助于加快查找故障原因。 第1章 可编程序控制器概论 （2）软件措施： 故障检测—软件定期地检测外界环境，如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等，以便及时进行处理。 信息保护与恢复—当偶发性故障条件出现时，不破坏PC内部的信息。一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来的程序工作。所以，PC在检测到故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储信息被冲掉。