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PLC控制系统的发展 朱子衿 信息学院 自动化081 3080433041 引言 在工业控制过程中,继电接触器控制系统因其没有运算、处理、通讯等功能,而不能完成复杂的控制方式,20世纪60年代 PLC控制系统应运而生,它综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技,是当今工业自动控制的标准设备之一;70年代以后,又相继出现了集散控制系统DCS、现场总线控制系统 FCS,现在以及今后很长一段时间内会是三种控制方式并存的局面,在这一背景下该文分析 PLC控制的现状及发展前景。 概述 PLC是专门为工业生产服务的控制装置。40年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数据控制的进步，其应用领域从小到大，实现了单体简单控制到胜任运动控制。过程控制及集散控制等，今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流设备，发挥着越来越大的作用。PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 可 编 程 序 控 制 器 ( Programmable LogicController 简称PLC) 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统, 它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体, 成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备, 具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技 术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱 (PLC、机器人、CAD?CAM ) 之一。其主要应用的技术领域有: 顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。 PLC控制系统的特点与功能 可编程控制器(Programmable LogicController 简称 PLC)是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统,它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体,成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备,具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技术的进步,其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱(PLC、机器人、CAD/ CAM)之一。其主要应用的技术领域有:顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。 PLC的主要功能: a)在线数据采集和输出; b)控制功能,包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等; c)数据处理功能,既能进行基本数学、逻辑运算,还可通过编程实现复杂的控制算法; d)输入/输出信号调制功能; e)通信、联网功能,可进行1:N的远程控制、多台 PLC间联网通信、外部器件与 PLC的信号处理单元之间实现程序和数据交换等; f)支持人机界面功能; g)编程、调试等。 PLC的分类 自60年代中期以来,PLC产品在电力、冶金、化工等行业发挥了重大作用,尤其近 20 年来,由于计算机和信息技术的飞速发展,不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格,使 PLC、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步,也使 PLC的广泛应用成为可能。根据 PLC的 I/O点数分类及其应用领域 大型