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第一课题 PLC介绍 一、实训的目的 通过对PLC的介绍，使学生了解PLC的特点、结构、以及PLC在工业自动控制领域中应用和地位。 二、实训讲授的知识点 〈一〉可编程控制器产生的历史背景 上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度大，难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要是以继电—接触器组成的控制系统。 1968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断更新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用 “面向控制过程，面向对象”的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。即： 硬件： 减少并相对稳定 软件： 简单、灵活并随控制要求而变 针对上述设想，通用汽车公司提出了这种新型控制器所必须具备的十大条件（GM10条）： ① 编程简单，可在现场修改程序 ② 维护方便，最好是插件式 ③ 可靠性高于继电器控制柜 ④ 体积小于继电器控制柜 ⑤ 可将数据直接送入管理计算机 ⑥ 在成本上可与继电器控制柜竞争 ⑦ 输入可以是交流115V ⑧ 输出可以是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀 ⑨ 在扩展时，原有系统只要很小变更 ⑩ 用户程序存储器容量至少能扩展到4K字节 1969年，美国数字设备公司（GEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，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。 接着，美国MODICON公司也开发出可编程序控制器084。 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。 〈二〉可编程控制器的划代 1．第一代的PLC 早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路，存储程序指令，完成顺序控制而设计的。主要用于逻辑运算和计时，计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，英文称为Programmable Logic Controller，简称PLC，中文翻译为可编程序逻辑控制器。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，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC——可编程序控制器。 2．第二代的PLC 80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，人们将微机技术应用到PLC中，使得它更多地发挥计算机的功能，在原来逻辑控制的基础上增加了运算、数据传送和处理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备。所以国外工业界在1980年以后正式将可编程序逻辑控制器更名为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。但鉴于它和个人计算机（Personal Computer）的简称容易混淆，所以现在仍把可编程控制器简称PLC，不过PLC的内涵已发生了很大的变化。 3．第三代的PLC 90年代以后，以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在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱设备。 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的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，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形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计”。 〈三〉可编程控制器的特点及应用范围 1．可编程控制器系统的特点 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