rds: PLC touch―screen controlling system construction hoist 4 第1章 绪 论1.1 引言 本章介绍了 PLC 控制技术的产生、与其他同类技术的区别和国内外 PLC 控制技术的发展和发展趋势。
1.2 PLC 控制技术的产生和与其他同类技术的区别1.2.1 PLC 控制技术的产生 可编程序控制器(Programmable Logic Controller),简称 PLC,是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。
20 世纪 60 年代末期,在工业控制中,多采用继电器控制系统,这种系统体积大、耗电多,改变原程序非常困难。
为改变这种状况,20 世纪 60 年代末期,美国通用汽车公司GM提出需求,公开招标。
美国汽车制造工业竞争激烈,为了适应生产工艺不断更新的需要,在 1968 年美国通用汽车公司(GM)首先公开招标,对控制系统提出的具体要求基本为:a、它的继电控制系统设计周期短,更改容易,接线简单成本低。
b、它能把计算机的功能和继电器控制系统结合起来。
但编程要比计算机简单易学、操作方便。
c。
系统通用性强。
1969 年美国数字设备公司(DEC)根据上述要求,研制出世界上第一台 PLC,并在 GM 公司汽车生产线上首次试用成功,实现了生产的自动化。
其后日本、德国等相继引入,可编程序控制器迅速发展起来,但是主要应用于顺序控制,只能进行逻辑运算,故称为可编程逻辑控制器,简称 PLC。
早期的可编程控制器指令系统简单,只能完成顺序控制,一般只具有逻辑运算、定时、计数等功能。
随着微电子技术、控制技术与信息技术的不断发展,PLC 也在不断发展。
20 世纪 80 年代后期,以 16 位和 32 位微处理器构成的微机化 PLC 得到了巨大的发展,使其在概念上、设计上、性价比等方面都有了很大的突破。
可编程控制器具有了浮点运算、函数运算、高速计数、中断计数、PID 控制及联网等功能,这些都使得 PLC 技术的应用范围和领域不断扩大。
其定义:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/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外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于 5扩充其功能的原则设计。
目前,全世界约有 200 多家公司从事 PLC 的研究与制造,生产着 400 多个系列的产品。
1.2.2 PLC 其他同类技术的区别 PLC 控制技术与继电器控制技术的区别在 PLC 的编程语言中,梯形图是用得最多的语言。
PLC 的梯形图与继电器控制线路图比较相似,信号的输入/输出形式及控制功能也相同,但 PLC 的控制与继电器的控制又有不同之处,主要体现在以下几个方面。
1控制逻辑:继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触头的串联或并联以及时间继电器的延时等组合成控制逻辑。
其缺点是接线复杂,增加或改变功能都非常困难,继电器触头数目也有限。
而 PLC 利用其内部存储器,以程序方式将控制逻辑存储在内存中,通过改变程序就可以很方便的改变控制逻辑,另外,软继电器触头数一般都非常多,因此 PLC 控制逻辑的灵活性和扩展性都很好。
2助控制速度:继电器控制是通过继电器机械触头的动作来实现,触头的开闭动作一般在几十毫秒数量级。
而 PLC 通过程序指令控制半导体电路来实现控制逻辑,一般一条指令的执行时间在微秒数量级。
3限时控制:继电器控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制,但其定时精度不高,易受环境影响,调整比较困难。
PLC 使用半导体集成电路定时器,定时精度高,定时范围可从 0.0015 到若干分钟,通过编写程序来进行定时控制,非常方便。
而 4计数控制:继电器控制逻辑一般不具备计数的功能, PLC 能通过程序方便的实现计数功能。
5可靠性和可维护性:继电器控制逻辑使用了大量的机械触头,触头开闭时产生的电弧容易损坏触点,因此可靠性和可维护性都比较差。
而 PLC 采用无触点的半导体电路来代替继电器触点,因而不存在上述缺陷。
PLC 还带有自检功能,为现场的调试和维护提供了方便。
6价格:继电器控制逻辑多使用机械开关、继电器等,功能简单,价格比较便宜。
而 PLC 多使用集成电路,价格相对比较昂贵。
PLC 控制技术与通用计算机控制技术的区别 PLC 是专门为工业控制环境而设计的,而通用计算机是专门为科学计算和数据处理等而设计的,两者采用的都是计算机结构,但两者设计的出发点不同,因此也存在许多的差异,主要体现在以下几个方面。
1应用范围:通用计算机除了应用在控制领域外,还大量应用在科学计算、数据处 6理、计算机通信等方面。
而 PLC 主要用于工业控制领域。
2使用环境:通用计算机对环境要求高。
而 PLC 能适用于环境差的工业现场。
3程序设计:通用计算机具有丰富的程序设计语言,如汇编语言、C 语言等,能实现复杂的应用,对编程者要求高。
而 PLC 能提供的编程语言少,逻辑简单,容易学习和使用。
4运算速度和存储容量:随着各种电子技术的发展,通用计算机运算速度越来越快,一般在微秒级,存储容量也在增大。
而 PLC 相对通用计算机运算速度要慢,其编程的软件少,编程简短,内存容量也很小。
5价格:通用计算机功能多,硬件复杂,而 PLC 相对功能单一,因此在价格上一般PLC 要比通用计算机便宜。
PLC 控制技术与单片机控制技术的区别单片机控制技术一般用于数据采集和工业控制,单片机在配置上比通用计算机简单,价格上相对便宜,但它和通用计算机一样,也不是专门为工业现场控制所设计的。
与通用计算机一样,单片机编程复杂、不易掌握,需要处理大量 I/O 接口,其输出口驱动负载能力较弱,要驱动工业负载需要复杂的外围电路。
单片机控制技术的突出优点在于它具有较强的数据处理能力,但工业控制过程要处理的是大量的开关量,因而运用在工业现场控制中单片机的长处得不到发挥,其可靠性也远不如 PLC。
PLC 控制技术与单片机控制技术相比较而言,更适合于工业现场过程控制,但其数据处理能力不如后者。
1.3 PLC 控制的发展及发展趋势1.3.1 PLC 控制的发展 在早期的工业控制中,多采用继电器控制系统,这种系统体积大、耗电多,改变生程序非常困难。
为改变这种状况,20 世纪 60 年代末期,美国通用汽车公司GM提出需求,公开招标。
随后,美国数字设备公司DEC研制出了世界上第一台可编程控制器,并成功的应用于汽车生产线上。
随后,日本、德国等相继引入 PLC 技术,许多知名公司的加入使得 PLC 技术得到了迅速的发展,如:日本的三菱、松下、OMRON:德国的西门子、BBC 等公司。
目前,全世界约有 200 多家公司从事 PLC 的研究与制造,生产着 400 多个系列的产品。
早期的可编程控制器指令系统简单,只能完成顺序控制,一般只具有逻辑运算、定时、计数等功能。
随着微电子技术、控制技术与信息技术的不断发展,PLC 也在不断发展。
20 世纪 80 年代后期,以 16 位和 32 位微处理器构成的微机化 PLC 得到了巨大的发展,使其在概念上、设计上、性价比等方面都有了很大的突破。
可编程控制器具有了浮点运算、函数运算、高速计数、中断计数、PID 控制及联网等功能,这些都使 7得 PLC 技术的应用范围和领域不断扩大。
1.3.2 PLC 控制的发展趋势 PLC 作为工控机的一员,在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。
它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。
据统计,当今世界 PLC生产厂家约 150 家,生产 300 多
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