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可编程控制器原理及应用

第一章可编程控制器概述可编程控制器(简称ＰＬＣ或ＰＣ)，是随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，在继电器控制的基础上产生的一种新型的工业控制装置，是将微型计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体，应用到工业控制领域的一种高可靠性控制器，是当代工业生产自动化的重要支柱。

本章主要介绍以下内容：l????????PLC的产生、定义、分类。l????????PLC的特点和主要功能。l????????PLC与继电器控制系统的比较。l????????PLC 与其他通用控制器（DCS、PID、IPC）的比较。l????????PLC的应用现状。l????????PLC的发展趋势。

本章的重点掌握PLC的特点和主要功能，梯形图与继电器控制线路的联系和差别，PLC与其它通用控制器的异同及适用范围，了解PLC的发展趋势。

1.1可编程控制器的产生、定义和分类一、可编程控制器的产生二、可编程控制器的定义三、可编程控制器的分类

一、可编程控制器的产生在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。对生产工艺多变的系统适应性差，一旦生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计，并改变硬件结构。1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了10项招标技术指标。其主要内容如下：

GM十条1.编程简单，可在现场方便地编辑及修改程序；2.价格便宜，其性能价格比要高于继电器控制系统；3.体积要明显小于继电器控制柜；4.可靠性要明显高于继电器控制系统；5.具有数据通信功能；6.输入可以是AC115V。7.输出为AC115V，2A以上。8.硬件维护方便，最好是插件式结构。9.扩展时，原有系统只需做很小改动。10.用户程序存储器容量至少可以扩展到4K。

一九六九年，美国数字设备公司(DEC)根据上述要求研制出世界上第一台可编程控制器，型号为PDP-14，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功，取得了显著的经济效益。当时人们把它称为可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController，简称ＰＬＣ)。

随着微电子技术的发展，七十年代中期以来，由于大规模集成电路(LSI)和微处理器在ＰＬＣ中的应用，使ＰＬＣ的功能不断增强，它不仅能执行逻辑控制、顺序控制、计时及计数控制，还增加了算术运算、数据处理、通信等功能，具有处理分支、中断、自诊断的能力，使ＰＬＣ更多地具有了计算机的功能。

可编程控制器这一新技术的出现，受到国内外工程技术界的极大关注，纷纷投入力量研制。第一个把ＰＬＣ商品化的是美国的哥德公司(GOULD)，时间也是1969年，型号为084。1971年，日本从美国引进了这项新技术，研制出日本第一台可编程控制器DSC-8。1973～1974年，德国和法国也都相继研制出自己的可编程控制器，德国西门子公司(SIEMENS)于1973年研制出欧洲第一台ＰＬＣ，型号为SIMATICS4。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。

二、可编程控制器的定义1980年，美国电气制造商协会(NEMA)将可编程控制器正式命名为ProgrammableController，简称为ＰＣ。关于可编程控制器的定义，因其仍在不断的发展，所以国际上至今还未能对其下最后的定义。1980年，NEMA将可编程控制器定义为：“可编程控制器是一种带有指令存储器，数字的或模拟的输入／输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。”

1985年1月，国际电工委员会(IEC)在颁布可编程控制器标准草案第二稿时，又对ＰＬＣ作了明确定义：“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和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的或模拟的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。可编程控制器及其有关设备的设计原则是它应按易于与工业控制系统联成一个整体和具有扩充功能。”

该定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”，它是一种计算机，它是“专为工业环境下应用而设计”的工业控制计算机

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