可编程控制器的基本概念概述.ppt

第4章　可编程控制器简介 ;4.1　概　　述 ;人们希望在控制成本的前提下， 尽可能缩短产品的更新换代周期， 以满足生产的需求， 使企业在激烈的市场竞争中取胜。 为此， 美国通用汽车公司(GM)1968年提出了汽车装配生产线改造项目——控制器的十项指标， 即新一代控制器应具备的十项指标： ;　　(1) 编程简单， 可在现场修改和调试程序； 　　(2) 维护方便， 采用插入式模块结构； 　　(3) 可靠性高于继电器控制系统； 　　(4) 体积小于继电器控制柜； 　　(5) 能与管理中心计算机系统进行通信； 　　;　　(6) 成本可与继电器控制系统相竞争； 　　(7) 输入量是115 V交流电压(美国电网电压是110 V)； 　　(8) 输出量为115 V交流电压， 输出电流在2 A以上， 能直接驱动电磁阀； 　　(9) 系统扩展时， 原系统只需作很小改动； 　　(10) 用户程序存储器容量至少4 K字节。 ;　　1969年， 美国数字设备公司(DEC)首先研制出第一台符合要求的控制器， 即可编程逻辑控制器， 并在美国GE公司的汽车自动装配线上试用成功。 此后， 这项研究迅速得到发展， 从美国、 日本、 欧洲普及到全世界。 我国从1974年开始了研制工作， 并于1977年应用于工业。 目前， 世界上已有数百家厂商生产PLC， 型号多达数百种。 ;　　早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路， 采用存储器程序指令完成顺序控制而设计的。 它仅有逻辑运算、 定时、 计数等功能， 用于开关量控制， 实际上只能进行逻辑运算， 所以被称为可编程逻辑控制器， 简称PLC(Programmable Logic Controller)。;进入20世纪80年代后， 以16位和少数32位微处理器构成的控制器取得了飞速进展， 使得可编程逻辑控制器在概念、 设计、 性能上都有了新的突破。 采用微处理器之后， 控制器的功能不再局限于当初的逻辑运算， 而是增加了数值运算、 模拟量处理、 通讯等功能， 成为真正意义上的可编程控制器(Programmable Controller)， 简称为PC。 但为了与个人计算机PC(Personal Computer)相区别， 常将可编程控制器仍简称为PLC。 ;　　随着可编程控制器的不断发展， 其定义也在不断变化。 国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁布了可编程逻辑控制器标准草案第一稿， 1985年1月发表了第二稿， 1987年2月又颁布了第三稿。 1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下： 　;　“可编程逻辑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装置， 是带有存储器、 可以编制程序的控制器。 它能够存储和执行命令， 进行逻辑运算、 顺序控制、 定时、 计数和算术运算等操作， 并通过数字式和模拟式的输入/输出， 控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器及其有关的外围设备， 都应按易于工业控制系统形成一个整体、 易于扩展其功能的原则设计。 ” 　　事实上， 由于可编程控制技术的迅猛发展， 许多新产品的功能已超出上述定义。 ;4.1.2　可编程控制器的特点和分类 　　1. 可编程控制器的特点 　　(1) 可靠性高。 　　可靠性指的是可编程控制器的平均无故障工作时间。 可靠性既反映了用户的要求， 又是可编程控制器生产厂家着力追求的技术指标。 目前， 各生产厂家的PLC平均无故障安全运行时间都远大于国际电工委员会(IEC)规定的10万小时的标准。 　　;　　可编程控制器在设计、 制作， 元器件的选取上， 采用了精选、 高度集成化和冗余量大等一系列措施， 延长了元器件的使用工作寿命， 提高了系统的可靠性。 在抗干扰性上， 采取了软、 硬件多重抗干扰措施， 使其能安全地工作在恶劣的工业环境中。 国际大公司制造工艺的先进性， 也进一步提高了可编程控制器的可靠性。 ;　　 (2) 控制功能强。 　　可编程控制器不但具有对开关量和模拟量的控制能力， 还具有数值运算、 PID调节、 数据通信、 中断处理的功能。 PLC除具有扩展灵活的特点外， 还具有功能的可组合性， 如运动控制模块可以对伺服电机和步进电机速度与位置进行控制， 实现对数控机床和工业机器人的控制。 ;　　(3) 组成灵活。 可编程控制器品种很多。 小型PLC为整体结构， 并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统。 中大型PLC采用分体模块式结构， 设有各种专用功能模块(开关量、 模拟量输入/输出模块， 位控模块， 伺服、 步进驱动模块等)供选用和组合， 可由各种模块组成大小和要求不同的控制系统。 PLC外部控制电路虽然仍为硬接线系统， 但当受控对象的控制要求改变时， 还是可以在线使用编程器修改用户程序来满足新的控