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PLC的誕生、應用及其發展

時間:2010-04-29

來源:網絡轉載

導語:PLC是繼電器邏輯控制柜之后誕生的一種順序控制器,發展至今已經可以在各個領域適應不同的客戶要求。

一、PLC的誕生

 

      繼電器邏輯控制柜是PLC 誕生之前最廣泛使用的一種順序控制器,即通過繼電器控制線圈之間的硬連線來實現某種順序控制邏輯。但是由于繼電器控制柜的控制邏輯是由硬連線決定的,所以要改變其控制邏輯就必須改變其硬連線。改變硬連線需要設備停產,而且時間較長。顯然由于工業的變革, 在生產制造方面,這種傳統的方法已無法滿足人們的需要。1968年,美國通用汽車公司(GM 公司)為了適應汽車型號不斷更新的趨勢,試圖研制一種能盡量減少因汽車型號變動而重新設計汽車裝配線上各種繼電器控制線路的方法,從而降低生產成本,縮短產品開發周期,并提出了著名的10條技術招標指標:

(1)用戶編程簡單易行,可以在現場調試時方便地修改程序。

(2)系統應由插件或者模塊組成,便于維護。

(3)系統的可靠性應明顯高於原繼電器控制柜。

(4)系統的體積應明顯小於原繼電器控制柜。

(5)與原繼電器控制柜相比,系統生產成(6)可將數據直接輸入到系統中的管理電腦中,以便操作。

(7)輸入的開關量應該可以是高於交流115V 的電壓訊號。

(8)輸出的驅動訊號應具有115V、2A 以上的容量,即可以直接驅動電磁閥等執行機構。

(9)具有靈活的擴展能力。

(10)用戶程序的容量不少于4KB。

      美國數字設備公司(DEC) 中標后,于1969年研制成功,從而誕生了世界上第一臺可編程序控制器(Programmable Logic Controllers),簡稱PLC。

 

二、PLC在自動控制中的應用

 

      PLC 能儲存如順序指令、定時器指令、計數器指令、演算指令、數據控制指令以及通訊指令, 并藉以控制工業的機械裝置及流程。如下圖所示為PLC 在應用方面的概念圖。多年來,PLC 從其產生到現在,實現了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍;其功能從弱到強,實現了邏輯控制到數字控制的進步;其應用領域從小到大,實現了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。今天的PLC在處理模擬量數字運算、人機接口和網絡的各方面能力都已大幅提高,成為工業控制領域的主流控制設備,在各行各業發揮著越來越大的作用。目前,PLC 在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業,使用情況主要分為如下幾類:

(1)開關量邏輯控制

(2)模擬量控制

(3)運動控制

(4)數據采集和處理

(5)信號監控

(6)通信及聯網

      由于PLC有上述幾個方面的應用,而且,PLC的網絡系統使其控制的規模又可大、 可小,所以,PLC已廣泛應用于工業生產的各個領域,如冶金、機械、化工、輕工、食品、建材等等。不僅如此,PLC同樣也應用于一些非工業過程,如樓宇自動化、電梯控制以及農業的大棚環境參數調控等。PLC能有如此范圍廣泛的應用,是PLC自身特點決定的,也是PLC技術不斷完善的結果。

 

三、 PLC的發展 

 

      早期的PLC 限于元器件條件及計算機發展水平,主要由分立元件和中小規模集成電路組成,可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。20 世紀70 年代初出現的微處理器,使PLC 增加了運算、數據傳送及處理等功能,成為了真正具有計算機特征的工業控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖語言作為主要編程語言,并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC 為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。上世紀80年代至90年代中期,是PLC發展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC 在處理模擬量能力、數字運算能力、 人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高,最終使早期的PLC 從最初的邏輯控制、順序控制,發展成為具有邏輯判斷、定時、計數、記憶和算術運算、數據處理、聯網通信及PID 回路調節等功能的現代PLC。PLC逐漸進入過程控制領域,在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS(集散控制系統)系統。這期間, 隨著微電子技術、 計算機技術和數據通信技術以及微處理器的飛速發展,PLC產品也向小型和超小型化方面進行了一次飛躍。伴隨時代發展,在21 世紀嶄新工業控制領域中,PLC 仍然能夠引導自動化行業的發展,隨著電子事業的飛速進步,PLC已經可以在各個領域適應不同的客戶要求,這正是PLC潛力所在。

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