中國電力精英交流QQ群：519110917 來源：網(wǎng)絡(luò) 第一章可編程序控制器概述 1---1 可編程序控制器的歷史與發(fā)展 一. 可編程序控制器的歷史 60年代 繼電接觸控制系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：簡單 易懂 價格便宜 缺點(diǎn)：硬設(shè)備多 接線復(fù)雜 改變設(shè)計(jì)困難,。 · 1968年,，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要,，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器,，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置,。 · （1）編程簡單,，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序； · （2）維護(hù)方便,，各部件最好采用插件方式,； · （3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)； · （4）設(shè)備體積小于繼電器控制柜,； · （5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理汁算機(jī),； · （6）在成本上可與繼電器控制系統(tǒng)競爭； · （7）輸入可以是交流115v,； · （8）輸出為交流115v,，2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥等,； · （9）系統(tǒng)擴(kuò)展時原系統(tǒng)只需作很小的改動,； · （10）用戶程序存貯器容量至少能擴(kuò)展4K字節(jié)； 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求,，研制出世界上第一臺可編程序控制器,，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功,。 1980年美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）正式將其命名為可編程序控制器（ProgrammableController），簡稱 PC,。 二. 可編程序控制器的發(fā)展 1969年美國研制出世界上第一臺PLC以后,，日本、德國,、法國等國相繼研制了各自的PLC,。 70年代中期，PLC進(jìn)入了實(shí)用化階段,。 70年代末和 80年代初,，PLC進(jìn)入了成熟階段。 1. PLC的國外狀況 美國PLC發(fā)展得最快： · 1984年有48家,，生產(chǎn)150多種PLC,； · 1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC,； · 1996年有70余家,，生產(chǎn)近300種PLC。 · 著名廠家有A—B（Allen－Bradley）艾倫一布拉德利公司,，MODICON莫迪康公司,，GE－FANUC公司，TI（TexasInstrument）德州儀器公司,，WESTHOUSEElectric西屋電氣公司， IPM（International Parallel Machines）國際并行機(jī)器公司等,。 歐洲PLC的廠家有60余家: 西門子（Siemens）于1973年研制出第一臺PLC,。 · 金鐘默勒 （Klockner Moeller Gmbh）， AEG,， · 法國的TE(Telemecanique）(施耐德） · 瑞士的Selectron公司等,。 1971年，日本從美國引進(jìn)PLC技術(shù),，由日立公司研制成功日本第一臺PLC,。 日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家： · 三菱電機(jī)(MITSUBISHI),歐姆龍(OMRON), · 富士電機(jī)（Fuji Electric）,東芝（TOSHIBA）, · 光洋（KOYO),松下電工（MEW）, · 和泉（IDEC）,夏普(SHARP）, · 安川等公司。 2. PLC的國內(nèi)狀況 在中國,，大約從1974,、75年在北京和上海開始開發(fā)采用位片式微處理芯片的可編程順序控制器，并有所應(yīng)用,。但一直未能形成批量生產(chǎn),。在改革開放剛起步的1979年，在當(dāng)時的機(jī)械部儀表局的推動下,，開始從美國MODICON引進(jìn)起584的PLC,，并首先在電站的輔機(jī)如輸煤,、除灰除渣、水處理系統(tǒng)以及水泥廠等控制系統(tǒng)中成功應(yīng)用,，從而大大推動了PLC在我國工業(yè)的大規(guī)模運(yùn)用,。遺憾的是，花了很大一筆外匯的這個項(xiàng)目并不曾形成良性的有后續(xù)的發(fā)展,。 自1985年開始,，小型PLC首先是日本三菱電機(jī)公司的MELSEC-F，通過非政府渠道進(jìn)入中國市場,。不到三,、四年時間，小型PLC就形成了大面積的推廣應(yīng)用局面,。1990年以后,，Siemens、Allen Bradley以及其它知名品牌開始大舉進(jìn)入中國市場,，占據(jù)中,、大型的PLC的較大份額。1995年后形成了大型PLC以歐美為主,、中型PLC歐美和日本平分秋色,、小型PLC則以日本為主、Siemens也步步緊逼的格局,。至今沒有很大改變,。 由上簡要回顧可知， PLC在中國已經(jīng)形成了規(guī)模巨大的應(yīng)用市場,，但并未建立批量生產(chǎn),、有持續(xù)開發(fā)發(fā)展能力的PLC制造業(yè)。 應(yīng)指出的是： 在國內(nèi),，PLC的應(yīng)用水平還是不低的,，自主設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和現(xiàn)場投運(yùn)的能力,，可以說與國際主流水平同步,； 我國在 70年代末和 80年代初開始引進(jìn)PLC。我國早期獨(dú)立研制PLC的單位有： · 北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所,， · 上海工業(yè)自動化儀表研究所,， · 大連組合機(jī)床研究所， · 成都機(jī)床電器研究所,， · 中科院北京計(jì)算機(jī)所及自動化所,， · 長春一汽， · 上海起重電器廠， · 上海香島機(jī)電公司,， · 上海自力電子設(shè)備廠等單位,。 以上諸單位都沒有形成規(guī)模化生產(chǎn),。 遼寧無線電二廠引進(jìn)德國西門子技術(shù)生產(chǎn)PLC,； 無錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的 PLC; 中美合資的廈門 A—B公司生產(chǎn)的PLC； 上海香島機(jī)電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的PLC; 上海OMRON公司; 西安Siemens公司等,。 3. PLC的發(fā)展趨勢 · （1）向高速度,、大存儲容量方向發(fā)展（CPU處理速度nS級；內(nèi)存2M字節(jié)）,； · （2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型）,； · （3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件,、軟件兼容的PLC）,； · （4）分散型、智能型,、與現(xiàn)場總線兼容的I／0,； · （5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力 · （6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（open ModularArchitecture for Control） 4. PLC著名品牌 根據(jù)美國 Automation Research Co．（ARC）的商情調(diào)查，在1994年PLC市場上,，最大的5家PLC制造商是: SIEMENS,， Allen－Bradly，（Rockwell) AEG Schneider,， 三菱電機(jī), OMRON(立石電機(jī)） （1996年中國PLC市場） 1---2 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 一,、PLC的定義 · 國際電工委員會（ IEC）于 1982年11月和 1985年1月對可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì),。它采用可編程序的存儲器,，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制,、定時,、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令,，并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸出,，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)”,。 二,、PLC的分類 （1）按 I／O點(diǎn)數(shù)分類 · I／O點(diǎn)數(shù)小于 32為微型PLC； · I／O點(diǎn)數(shù)在32～128為微小型PLC,； · I／O點(diǎn)數(shù)在128～256為小型PLC,； · I／O點(diǎn)九在256～1024為中型PLC,； · I／O點(diǎn)數(shù)大于1024為大型PLC； · I／O點(diǎn)數(shù)在4000以上為超大型PLC,。 以上劃分不包括模擬量I／0點(diǎn)數(shù),，且劃分界限不是固定不變的。 （2）按結(jié)構(gòu)形式分類 · 整體式PLC： 又稱單元式或箱體式,。整體式PLC是將電源,、CPU、I／0部件都集中裝在一個機(jī)箱內(nèi),。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu),。 · 模塊式PLC：將PLC各部分分成若干個單獨(dú)的模塊，如 CPU模塊,、I／0模塊,、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成,。模塊插在插座上,。一般大、中型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu),，有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu),。 · 有的PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式PLC,。 三,、PLC的主要技術(shù)指標(biāo) （1）輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)：輸入開關(guān)信號和輸出開關(guān)信號的總和。 （2）用戶程序存儲器容量：該存儲器的容量大,，可以編制出復(fù)雜的程序,。中、小型PLC的存儲容量一般在8K以下,，大型PLC的存儲容量可達(dá)256K~2M,。 （3）掃描速度：PLC執(zhí)行程序的速度，以PLC掃描1K字用戶程序所需的時間來衡量,，通常以ms/K字為單位,。掃描速度越快越好。 （4）指令數(shù)量：衡量PLC編程能力強(qiáng)弱的指標(biāo),。指令數(shù)量越多,，處理能力及控制能力就越強(qiáng)，就可以完成復(fù)雜的任務(wù),。 四,、PLC的優(yōu)點(diǎn) ①可靠性高(平均無故障時間3--5萬小時） 五,、PLC的缺點(diǎn) 主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線,、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議,，I/O模板不通用，甚至連機(jī)柜,、電源模板亦各不相同,。 · 編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài),、尋址,、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容,。 · SIEMENS等公司已經(jīng)開發(fā)出以個人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),，在Windows平臺下，結(jié)合IEC1131－3國際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的PLC,。 1---3 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢 一,、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 · PLC在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng) 用于機(jī)械,、冶金,、石油、化工,、輕工,、紡織、電力,、電子,、食品、交通等行業(yè),。經(jīng)驗(yàn)表明,， 80 ％以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。 在日本,，凡8個以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用PLC來取代,。 二、PLC的發(fā)展趨勢 · （1）向高速度,、大存儲容量方向發(fā)展（CPU處理速度nS級,；內(nèi)存2M字節(jié)）,； · （2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型）,； · （3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化（硬件、軟件兼容的PLC）,； · （4）分散型,、智能型、與現(xiàn)場總線兼容的I／0,； · （5）加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信的能力,； · （6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（open ModularArchitecture for Control）；
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