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更新時(shí)間:2020-04-16
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在PLC誕生之前,繼電器控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,起著不可替代的作用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大,繼電器控制系統(tǒng)已越來(lái)越難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。繼電器控制系統(tǒng)通常是針對(duì)某一固定的動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì),他的控制功能也局限于邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等一些簡(jiǎn)單的控制,一旦動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化,就必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、布線、裝配和調(diào)試,造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。繼電器控制系統(tǒng)體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差。為了改變這一現(xiàn)狀,1968年美國(guó)的汽車制造商通用汽車公司(GM),為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需求,并能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì),提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來(lái)取代繼電器控制裝置,為此,擬定了10項(xiàng)公開招標(biāo)的技術(shù)要求,即:
1、 編程簡(jiǎn)單,可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序
2、 維護(hù)方便,好是插件式
3 、可靠性高于繼電器控制柜
4 、體積小于繼電器控制柜
5 、可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)
6 、在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)
7、輸入可以是交流115V
8、輸出可以是交流115V,2A以上,可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等
9、 在擴(kuò)展時(shí),原有系統(tǒng)只要很小變更
10 、用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K
根據(jù)招標(biāo)的技術(shù)要求,第二年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了世界上*臺(tái)PLC,并在通用汽車公司自動(dòng)裝配線上試用成功。這種新型的工控裝置,以其體積小、可變性好、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)單易懂、操作維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn),很快就在美國(guó)的許多行業(yè)里得到推廣應(yīng)用,也受到了世界上許多國(guó)家的高度重視。1971年,日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù),很快研制出了他們的第1臺(tái)PLC。1973年,西歐國(guó)家也研制出他們的第1臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年開始研制,到1977年開始應(yīng)用于工控領(lǐng)域。在這一時(shí)期,PLC雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想,但實(shí)際上PLC只能完成順序控制,僅有邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能,所以人們將它稱為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱為PLC。
20世紀(jì)70年代末至80年代初期,微處理器日趨成熟,使PLC的處理速度大大提高,增加了許多功能。在軟件方面,除了保持原有的邏緝運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外,還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自診斷等功能。在硬件方面,除了保持原有的開關(guān)模塊以外,還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊,并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量,而且還提供一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器。為此,美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)將可編程序邏輯控制器,正式命名為編程序控制器(Programmable Controller),簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)PC(Personal Computer)混淆,故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的簡(jiǎn)稱。
1985年,電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC作出如下定義:可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過(guò)數(shù)字的,模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。
由該定義可知:PLC是一種由“事先存貯的程序”來(lái)確定控制功能的工控類計(jì)算機(jī)。
PLC它是按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計(jì)思想,利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件,逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子計(jì)算機(jī)。它是將邏輯運(yùn)算,順序控制,時(shí)序和計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等控制程序,用一串指令的形式存放到存儲(chǔ)器中,然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容,經(jīng)過(guò)模擬,數(shù)字等輸入輸出部件,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的裝置。
1.1.2 PLC的發(fā)展
1)、PLC的發(fā)展現(xiàn)狀
目前,隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展,PLC已由初一位機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC,而且實(shí)現(xiàn)了多處理器的多通道處理。如今,PLC技術(shù)已非常成熟,不僅控制功能增強(qiáng),功耗和體積減小,成本下降,可靠性提高,編程和故障檢測(cè)更為靈活方便,而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展,使PLC向用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展,成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。
現(xiàn)在,世界上有200多家PLC生產(chǎn)廠家,400多品種的PLC產(chǎn)品,按地域可分成美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品,各流派PLC產(chǎn)品都各具特色。其中,美國(guó)是PLC生產(chǎn)大國(guó),有100多家PLC廠商,較有名的有A-B公司、通用電氣(GE)公司、*康(MODICON)公司。歐洲PLC產(chǎn)品主要制造商有德國(guó)的西門子(SIEMENS)公司、AEG公司、法國(guó)的TE公司。日本有許多PLC制造商,如三菱、歐姆龍、松下、富士等,韓國(guó)的三星(SAMSUNG)、LG等,這些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品占有80%以上的PLC*。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家,國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用市場(chǎng)仍然以國(guó)外產(chǎn)品為主。國(guó)內(nèi)公司在開展PLC業(yè)務(wù)時(shí)有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),如:需求優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品定制優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)、服務(wù)優(yōu)勢(shì)、響應(yīng)速度優(yōu)勢(shì)。
2)、PLC的發(fā)展趨勢(shì)
隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,PLC技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都在不斷改進(jìn),功能日益強(qiáng)大,性價(jià)比越來(lái)越高。
(1)、在產(chǎn)品規(guī)模方面,向兩極發(fā)展。一方面,大力發(fā)展速度更快、性價(jià)比更高的小型和超小型PLC。以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。另一方面,向高速度、大容量、技術(shù)完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著復(fù)雜系統(tǒng)控制的要求越來(lái)越高和微處理器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)PLC的信息處理速度要求也越來(lái)越高,要求用戶存儲(chǔ)器容量也越來(lái)越大。
(2)、向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
PLC網(wǎng)絡(luò)控制是當(dāng)前控制系統(tǒng)和PLC技術(shù)發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信、PLC與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應(yīng)用。目前,PLC制造商都在發(fā)展自己的通信模塊和通信軟件以加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力。各PLC制造商之間也在協(xié)商通用的通信標(biāo)準(zhǔn),以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PLC已成為集散控制系統(tǒng)(DCS)*的組成部分。
(3)、向模塊化、智能化發(fā)展
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