PLC 的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的，早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable LogicController) ，簡稱PLC 。它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制，隨著技術(shù)的發(fā)展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC 。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。
PLC 的由來
在60 年代汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的，當(dāng)時汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計和安裝，隨著生產(chǎn)的發(fā)展汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計和安裝，十分費時費工費料，甚至阻礙了更新周期的縮短，為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969 年公開招標(biāo)要求用新的控制裝置取代繼電器控裝置，并提出了十項招標(biāo)指標(biāo)，即：
1. 編程方便現(xiàn)場可修改程序
2. 維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu)
3. 可靠性高于繼電器控制裝置
4. 體積小于繼電器控制裝置
5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機
6. 成本可與繼電器控制裝置競爭
7. 輸入可以是交流115V
8. 輸出為交流115V 2A 以上能直接驅(qū)動電磁閥接觸器等
9. 在擴展時原系統(tǒng)只要很小變更
10. 用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K
1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC) 研制出第一臺PLC ，在美國通用汽車自動裝配線上試用獲得了成功這種新型的工業(yè)控制裝置，以其簡單易懂操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971 年已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品飲料冶金造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)也受到了世界其他國家的高度重視，1971 日本從美國引進了這項新技術(shù)很快研制出了日本第一臺PLC ；1973 年西歐國家也研制出它們的第一臺PLC ；我國從1974 年開始研制，于1977 年開始工業(yè)應(yīng)用。
PLC 的定義
問世以來盡管時間不長，但發(fā)展迅速，為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會NEMA
(National Electrical Manufactory Association)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984年首先將其正式命名為PC(Programmable Controller),并給PC 作了如下定義：
PC 是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令用來執(zhí)行諸如邏輯順序、計時、計數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機械或工作程序一部數(shù)字電子計算機；若是從事執(zhí)行PC 之功能著亦被視為PC ，但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。以后國際電工委員會(IEC)又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿、第二稿，并在1987 年2 月通過了對它的定義：
可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的，它采用一類可編程的存儲器用于其內(nèi)部存儲程序執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。
總之可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機，它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力，但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時其硬件需根據(jù)實際需要進行選用、配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設(shè)計編制。
PLC 的主要特點
(一) 高可靠性
1. 所有的I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離
2. 各輸入端均采用R-C 濾波器其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms.
3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾
4. 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源
5. 對采用的器件進行嚴(yán)格的篩選
6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況CPU立即采用有效措施以防止故障擴大
7. 大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高
(二)豐富的I/O 接口模塊
PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號如
• 交流或直流
• 開關(guān)量或模擬量
• 電壓或電流
• 脈沖或電位
• 強電或弱電等
有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備如
• 按鈕
• 行程開關(guān)
• 接近開關(guān)
• 傳感器及變送器
• 電磁線圈
• 控制閥
直接連接另外為了提高操作性能它還有多種人-機對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。
(三) 采用模塊化結(jié)構(gòu)
為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外，絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)，PLC 的各個部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。
(四) 編程簡單易學(xué)
PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。
(五) 安裝簡單維修方便
PLC不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC 相應(yīng)的I/O 端相連接即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。
1 # 海正網(wǎng)友 回復(fù)于2008-1-6 16:34:33
