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可编程序控制器 课程性质:选修课(考试) 课时:32学时(26学时讲授+4学时实验+2学时考试) 课程特点:专业、实用 学习目的:掌握PLC的硬件结构和编程方法 主讲人:张 弛(副教授) 联系电话E-mail :zhchi@hebust.edu.cn 第1章 概 述 1.1可编程序控制器的由来 可编程序控制器(Programmable Controller)简称为PC 可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Cntroller)。简称为PLC PLC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,将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置 用接触器继电器控制设备和生产过程(触点接触),接触器继电器种类和数目多,接线密密麻麻,要改变其控制逻辑(控制功能),大量的连线和控制器等硬件需要改动,这样控制不灵活,柔性低,不能适应社会对产品更新快,生产周期短等要求。所以,迫切需要开发一种新的控制装置(控制器)来取代老式的继电器接触器控制系统,使电气控制系统的工作更加可靠,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件。 所以,当时的有关专家就设想:能否研制一种控制器,当控制逻辑改变时,控制器的硬件部分基本不用变,只是改变其软件部分(这是就联想到了CPU)。 联想: 要创新,就得找出但前存在的不足(发现问题),然后通过研究来解决当前的不足,就会有所创新。所以我们一般强调培养分析问题、解决问题的能力,其实发现问题的能力才是根本。 1968年.美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想,即 (1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”,而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台PLC。 1968年.美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想,并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件: (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(即用美国的电网电压); (8)输出为交流115V、2A以上,能直接驱动电磁阀; (9)在扩展时,原有系统只需要很小的变更; (10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。 早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成。这些可编程序控制器功能都很简单,只有逻辑、定时、计数等功能;随着70年代中小规模集成电路的工业化生产; 70年代后期和80年代初期,微处理器技术日趋成熟;80年代后期到90年代中期,计算机和网络技术的普及应用,超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路的迅速发展;可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成,处理速度得到很大提高,高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控制器。使得可编程序控制器能够满足工业生产过程的各个领域,可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置,模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC(直接数字控制)控制装置。 进入21世纪,可编程序控制器仍保持旺盛的发展势头,并不断扩大其应用领域,目前可编程序控制器主要向两个方向扩展:一是综合化控制系统,它已经突破了原有的可编程序控制器的概念,将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来,甚至向上为MES和ERP系统准备了技术基础,这种发展趋势会使得举步为艰的ERP系统有了坚实的技术基础,从而会带来工业控制的一场变革,实现真正意义上的电子信息化工厂;二是微型可编程序控制器异军突起,体积如手掌大小,功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能,并具备联网功能,这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快,在技术发展的同时,发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护,国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的国际标准化组织,他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。 PLC集三电(电控、电仪、电传)为一体、性能价格比高、高可靠性的特点,已成为自动化工程的核心设备。 PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置,其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。
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