文档介绍：第一章可编程序控制器的基础知识
第一节概论
第二节 PLC的特点及控制功能
第三节 PLC的分类
第一节概论
可编程序控制器是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。经过30多年的发展,在工业生产中获得极其广泛的应用。目前,可编程序控制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置,居工业生产自动化三大支柱(可编程序控制器、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。
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第一节概论
一、可编程序控制器的定义
由于早期的可编程序控制器主要是用来替代接触器-继电器控制系统,因此功能较为简单,只能进行开关量逻辑控制,称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。
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第一节概论
随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展,20世纪70年代后期微处理器被用作可编程序控制器的中央处理单元(Central Processing Unit,简称CPU),从而大大扩展了可编程序控制器的功能,除了进行开关量逻辑控制外,还具有模拟量控制、高速计数、PID回路调节、远程I/O和网络通信等许多功能。1980年,美国电气制造商协会正式将其命名为可编程序控制器(Programmable Controller),简称为PC。
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第一节概论
国际电工委员会(IEC)在1987年2月颁布的可编程序控制器标准草案的第三稿中将其定义为:“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、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设备,都应按易于与工业控制器系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”
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第一节概论
从上述定义可以看出,可编程序控制器是“专为在工业环境下应用而设计”的“一种数字运算操作的电子系统”,因此,可以认为其实质是一台工业控制用计算机。为避免在使用中与个人计算机(puter)的简称PC相混淆,人们通常仍习惯地把可编程序控制器简称为PLC,本书中也统一使用PLC的表示方法。
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第一节概论
二、可编程序控制器的由来
早期工业生产中广泛使用的电气自动控制系统是接触器-继电器控制系统,所谓接触器-继电器控制系统就是用导线把各种继电器、接触器、开关及其触点,按一定的逻辑关系连接起来所构成的控制系统。它具有价格低廉、对维护技术要求不高的优点,适用于工作模式固定、控制要求简单的场合,缺点是系统的布线连接不易更新、功能不易扩展,可靠性不高。对一些比较复杂的控制系统来讲,查找和排除故障往往十分困难。另外,当产品更新、生产工艺发生变化时,接触器-继电器控制系统的元件和接线也须做相应的变动,而且这种变动工作量很大,工期长,费用高。
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第一节概论
随着20世纪工业生产的迅速发展,市场竞争越来越激烈,工业产品更新换代的周期日趋缩短,新产品不断涌现,传统的接触器-继电器控制系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求,因此,迫切需要一种新的更先进的自动控制装置来取代传统的接触器-继电器控制系统。20世纪60年代初,随着电子技术在自动控制领域中的应用,出现了半导体逻辑元件装置,利用半导体二极管、三极管和中小规模集成电路构成的逻辑式顺序控制器,具有体积小、无触点、可靠性较高和动作顺序变更较方便等优点;其缺点是控制规模较小(一般输入输出点数不超过64点)、程序编制不够灵活。
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第一节概论
随着计算机技术的发展,曾用小型计算机取代接触器-继电器控制系统,实现控制要求,但是由于计算机对使用环境要求较高,而且现场的输入输出信号与计算机本身不匹配,同时计算机程序的编制较复杂,使用者需要掌握一定的计算机专业知识,一般工程技术人员不易熟练运用,加上计算机成本高,因而一直没有得到广泛应用。
1968年,美国通用汽车公司(GM)为适应汽车工业激烈的竞争,满足汽车型号不断更新的要求,向制造商公开招标,想寻求一种取代传统接触器-继电器控制系统的新的控制装置,并提出10条要求:
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第一节概论
1)编程方便,可在现场修改程序;
2)维修方便,最好是插件式结构;
3)可靠性高于继电器控制装置;
4)体积小于继电器控制装置;
5)数据可以直接输入管理计算机;
6)可以直接用交流115V输入;
7)输出为交流115V,负