PLC的组成及工作原理

PLC的组成及工作原理

PLC可编程控制器技术

能力目标：通过本项目的学习，能够掌握PLC常用的应用指令的编程。

第一节 PLC的概述

一、可编程控制器的由来

早期的工业生产中广泛使用的电气自动控制系统是继电器-接触器控制系统。它具有结构简单、价格低廉、容易操作和对维护技术要求不高的优点，特别适用于工作模式固定、控制要求比较简单的场合。随着工业生产的迅速发展，继电控制系统的缺点变得日益突出。由于其线路复杂，系统的可靠性难以提高且检查和修复相当困难。 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，寻求一种取代传统继电器-接触器控制系统的新的控制装置，通用汽车公司对新型控制器提出的十大条件是：

1.编程简单，可在现场修改程序；

2.维护方便，采用插件式结构；

3.可靠性高于继电接触控制系统；

4.体积小于继电接触控制系统；

5.成本可与继电器控制柜竞争；

6.可将数据直接输入计算机；

7.输入是交流115V(美国标准系列电压值)；

8.输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、交流接触器、小功率电机等；

9.通用性强，能扩展；

10.能存贮程序，存储器容量至少能扩展到4KB。

根据上述要求，美国数字设备公司(DEC)在1969年首先研制出第一台可编程控制器PDP-14，在汽车装配线上使用，取得了成功。接着，美国MODICON公司也开发出了可编程控制器084。1971年日本从美国引进了这项新技术，很快研制出日本第一台可编程控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。

早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路，其功能基本上限于开关量逻揖控制，仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，一般称为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)。这种PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，在硬件设计上特别注重适用于工业现场恶劣环境的应用，但编程需要由受过专门训练的人员来完成，这是第一代可编程控制器。

现代的PLC不仅能实现开关量的顺序逻辑的控制，而且具有数字运算、数据处理、运动控制以及模拟量控制，还具有远程I/O、网络通信和图像显示等功能，已成为实现生产自动化、管理自动化的重要支柱。

著名的PLC制造厂商有：美国Rockwell自动化公司所属的A-B（Allen&Bradly）公司、GE-Fanuc公司，德国的西门子（SIEMENS）公司和法国的施耐德(SCHNEIDER)自动化公司，日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司等。

二、可编程控制器的定义

1987年，国际电工委员会IEC(InternationalElectricalCommittee）颁布了可编程序控制器最新的定义： 可编程控制器是一种能够直接应用于专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各类的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

可见，PLC的定义实际是根据PLC的硬件和软件技术进展而发展的。这些发展不仅改进了PLC的设计，也改变了控制系统的设计理念。这些改变，包括硬件和软件的。

1.PLC的硬件进展：

（1）采用新的先进的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间；

（2）小型的、低成本的PLC，可以代替四到十个继电器，现在获得更大的发展动力。

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