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第一章可编程序控制器概述

随着电气控制设备，尤其是电子计算机的迅猛发展，工业生产自动化控制技

术也发生了深刻的变化。无论是从国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自

动控制系统，普遍把可编程序控制器作为控制系统的核心器件。可编程序控制器

在取代传统电器控制方面有着不可比拟的优点，在自动化领域已经形成一种控制

趋势。电气设备能否方便可靠地实现自动化，很大程度上取决于我们对可编程序

控制器的应用水平。

可编程序控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的通用控制器，是一种

以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和传统的继电

器控制技术而发展起来的新型工业控制装置，它采用可编程序的存储器，能够执

行逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算数运算等功能，并通过开关量、模拟两

的输入和输出完成各种各种机械或生产过程的控制。它具有丰富的输入输出接

口，并具有较强的驱动能力，其硬件须根据实际需要搭配，其软件则需要根据控

制要求进行设计。

由于早期的可编程序控制器在功能上只能进行逻辑控制，因此被称为可编程

逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC。随着计算机技术的发

展，开始采用微处理器（Microprocessor）作为可编程序控制器的中央处理单元，

从个人扩大了可编程控制器的功能，现在的可编程控制器不仅可以进行逻辑控

制，也可以对模拟量进行控制。后来美国电气制造协会将它命名为可编程控制器

（ProgrammableController），简称PC。但是这个名字已经成为个人计算机

（PersonalComputer）的专称，所以现在仍然把可编程序控制器简称PLC为。

1.1可编程序控制器的发展过程及基本功能

可编程序控制器的发展过程

美国通用汽车公司（GeneralMotorsCorporation，GM）

（1）、编程简单方便，可在现场修改程序；

（2）、硬件维护方便，采用插件式结构；

（3）、可靠性要高于继电器控制系统；

（4）、体积小于继电器控制系统；

（5）、可将数据直接送入管理计算机；

（6）、成本可与继电器控制系统竞争；

（7）、输入可以是AC115V；

（8）、输出在AC115V、2A以上，能直接驱动电磁阀和接触器等；

（9）、扩展时，原有系统只需要很小的改动；

（10）、用户程序存储器的容量至少可扩展到4KB。

PLC是在20世纪60年代后期和70年代初期问世的。开始主要应用于汽车

制造业，当时汽车生产流水线控制基本上是由继电器控制装置构成的，汽车的每

一次改型都要求汽车生产流水线继电器控制装置重新设计，这样继电器控制装置

就需要经常更改设计和安装，为此美国的数字设备公司（DEC）于1969年研制

出世界上第一台可编程序控制器。此后这项新技术迅速发展，并推动世界各国对

可编程序控制器的研制和应用。日本、德国等先后研制出自己的可编程序控制器，

其发展过程大致分为以下几个阶段：

第一阶段：功能简单。主要是逻辑运算、定时和计数功能，没有形成系列。

与继电器控制相比，可靠性有一定的提高。CPU由小规模集成电路组成，存储

器为芯片存储器。目前此类产品已经无人问津。

第二阶段：增加了数字运算功能，能完成模拟量控制。开始具备自诊断功能，

存储器采用EPROM，此类PLC已退出市场。

第三阶段：将微处理器运用于PLC中，而且向多微处理器发展，使PLC的

功能和处理速度大大的增强，具有通信功能和远程I/O功能。这类PLC仍在使

用。

第四阶段：能完成对整个车间的监控，可以在CET上显示各种现场图像，

灵活方便的完成各种控制和管理工作，可将多台PLC连接起来与大系统连成一

体，实现网络资源共享。编程语言除了传统的梯形图、流程图、语句表等以外，

还加入了高级语言如BASIC和C等。

目前，为了适应大中小型企业的不同需要，扩大PLC在工业自动化领域的

应用范围，PLC正朝向以下两个方向发展：

低档PLC向小型化、简易廉价方向发展，使之能更加广泛的取代继电器控

制。

中高档P