可编程控制器(PLC)的原理及应用.pdfVIP

第9章可编程控制器

9.1可编程控制器概述

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。早期产品名称为“ProgrammableLogicController”（可编程逻辑控制器），简称PLC，

主要替代传统的继电接触控制系统。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“ProgrammableController”，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（PersonalComputer）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。

9.1.1PLC的发展历史

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。

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。

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。

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。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：1.逻辑运算2.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（PLC—ProgrammableLogicController）。

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。

至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，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。

9.1.2PLC