文档介绍：第3章 PLC的基础知识
概述
PLC控制系统与其他控制系统的比较
PLC的基本结构
PLC的工作原理
PLC的分类及性能指标
FX系列PLC简介
小结
思考与练****br/> 概述
什么是PLC
可编程序控制器(Programmable Controller)简称PC,为了不与个人计算机(也简称PC)混淆,通常将可编程序控制器称为PLC。它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,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。目前,PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中,成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置,被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。
国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程序控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程序控制器定义如下:“可编程序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、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计”。
定义强调了PLC应直接应用于工业环境,必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和广阔的应用范围,这是区别于一般微机控制系统的重要特征。同时,也强调了PLC用软件方式实现的“可编程”与传统控制装置中通过硬件或硬接线的变更来改变程序有本质区别。近年来,可编程序控制器发展很快,几乎每年都推出不少新系列产品,其功能已远远超出了上述定义的范围。
PLC的产生与发展
在可编程序控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛。但是传统的电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂、不易更改,对生产工艺变化的适应性差。
1968年,美国通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,为了实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器可以做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线的次数,以降低成本,缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用的控制装置,而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。
1969年,美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程序控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。
早期的可编程序控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)。随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中,使PLC不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。
20世纪80年代以后,随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强,同时可靠性提高,
功耗、体积减小,成本降低,编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图像显示等功能,使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。
自从第一台PLC出现以后,日本、德国、法国等也相继开始研制PLC,并得到了迅速的发展。目前,世界上有200多家PLC厂商,400多个品种的PLC产品,按地域可分成美国、欧洲和日本三个流派产品。各流派PLC产品都各具特色,如日本主要发展中小型PLC,其小型PLC性能先进、结构紧凑、价格便宜、在国际市场上占有重要地位。世界上著名的PLC生产厂家主要有美国的A-B(Allen-Bradly)公司、GE(General Electric)公司,日本的三菱电动机(Mitsubishi Electric)公司、欧姆龙(OMRON)公司,德国的AEG公司、西门子(Siemens)公司,法国的TE(Telemecanique)公司等。
我国的PLC研制、生产和应用也发展很快,尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初,我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后,在传统设备改造和新设备设计中,PLC的应用逐年增多,并取得显著的经济效益。PLC在我国的应用越来越广泛