可編程控制plcs7300講義3第三章

1、一、定義二、發(fā)展歷程三、分類四、特點和功能五、應(yīng)用領(lǐng)域六、與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較一、定義可編程邏輯控制器PLCProgrammable Logic Controller可編程控制器PCProgrammable Controller邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名副其實的“多功能控制器”取代繼電器、接觸器控制系統(tǒng)，執(zhí)行邏輯控制、順序控制的范圍一、定義1987年，國際電工委員會IEC（International Electrical Committee）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。它采用可編程

2、序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的命令，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，易于擴充功能的原則而設(shè)計”。二、發(fā)展歷程（產(chǎn)生、發(fā)展過程和發(fā)展趨勢）1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（）公開招標(biāo)，尋求用新的控制裝置取代原繼電器接觸的控制裝置，并將這個設(shè)想歸納成10項功能指標(biāo)：編程容易，現(xiàn)場修改程序維修方便，插件式結(jié)構(gòu)可靠性高，惡劣環(huán)境下工作價格便宜，與繼電器系統(tǒng)競爭通用性好，易于擴展可連接115V交流輸入交流115V輸出，直接驅(qū)動繼電器等與計算機數(shù)據(jù)

3、交換體積小于繼電控制柜存儲容量可擴展至4kB產(chǎn)生美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）首先響應(yīng)并中標(biāo)。1969年，DEC公司研制成功世界上第一臺PLC，型號為PDP-14。1971年，日本從美國引進(jìn)了這項新技術(shù)，由日立公司研制出日本第一臺PLC，型號為DSC-8。1973-1974年，法國和德國也相繼研制出自己的PLC。1974年，我國開始引進(jìn)、研制，1977年開始工業(yè)應(yīng)用，但僅僅是初步認(rèn)識與消化階段。產(chǎn)生從1968年至今短短的40余年間，PLC經(jīng)歷了5次換代。第一代（196870年代初期）創(chuàng)始時期，其功能僅限于開關(guān)量的邏輯控制。第二代PLC（70年代中期）成熟時期，其功能增加了數(shù)字運算及處理和模擬量控制

4、。第三代（70年代末80年代初）大發(fā)展時期，其功能及處理速度大大增加，尤其是增加了一些特殊功能模塊（如PID模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊）和通信、自診斷等功能。發(fā)展過程從1968年至今短短的40余年間，PLC經(jīng)歷了5次換代。第四代（80年初90年代中期）發(fā)展最快時期，年增長率一直保持為30%40%。軟、硬件功能發(fā)生巨大的變化，增加了各種內(nèi)含CPU的智能模塊，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC已發(fā)展成一種具有邏輯控制、過程控制、運算控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名副其實

5、的“多功能控制器”。發(fā)展過程從1968年至今短短的40余年間，PLC經(jīng)歷了5次換代。第五代（90年代末期近年）適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要，誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易；加強PLC通信聯(lián)網(wǎng)的信息處理能力；PLC向開放性發(fā)展；PLC的體積大型化和超小型化，運算速度高速化；軟PLC出現(xiàn)；PLC編程語言趨于標(biāo)準(zhǔn)化。其應(yīng)用領(lǐng)域目前不斷擴大，并延伸到過程控制、批處理、運動和傳動控制、無線電遙控以至實現(xiàn)全廠的綜合自動化。發(fā)展過程發(fā)展過程美國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P

6、LC；1996年有70余家，生產(chǎn)近300種PLC。著名廠家有Rockwell羅克韋爾(A-B，Allen-Bradley，艾倫-布拉德利公司)，GE-FANUC公司，TI（Texas Instrument德州儀器公司），WestHouse Electric西屋電氣公司，IPM（International Parallel Machines國際并行機器公司）等。歐洲PLC的廠家有60余家:德國Siemens西門子于1973年研制出第一臺PLC。法國Schneider施耐德（Modicon莫迪康，TE，Square D）瑞士ABB公司等。發(fā)展過程 1971年，日本從美國引進(jìn)PLC技術(shù)，由日立公司研

7、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(MITSUBISHI)歐姆龍(OMRON)富士電機（Fuji Electric）東芝（TOSHIBA）光洋（KOYO)松下電工（MEW）和泉（IDEC）夏普(SHARP）安川等公司發(fā)展過程我國在70年代末、80年代初引進(jìn)、90年代后推廣、2000年后生產(chǎn)PLC：北京機械工業(yè)自動化研究所，上海工業(yè)自動化儀表研究所，大連組合機床研究所，成都機床電器研究所，中科院北京計算機所及自動化所，長春一汽，上海起重電器廠，上海香島機電公司，上海自力電子設(shè)備廠等單位。發(fā)展過程遼寧無線電二廠引進(jìn)德國西門子技術(shù)生產(chǎn)的PLC；無錫電器和日本光洋合資生

8、產(chǎn)的PLC;中美合資的廈門A-B公司生產(chǎn)的PLC；上海香島機電公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的PLC;上海OMRON公司;上海Siemens公司等。發(fā)展過程PLC著名品牌中國PLC市場排行榜上的世界十大廠家：美國A-B公司（AllenBradley）德國西門子公司（Siemens）美國GE-Fanuc公司法國的莫迪康（Modicon）和法國的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機株式會社（MITSUBISHI）日本富士電機株式會社（Fuji Electric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國的華光電子(CKE）日本松下電工株式會社（MEW）：Matsushita E

9、lectric Works Ltd）發(fā)展趨勢 向超大型、超小型兩個方向發(fā)展 向性能更高、功能更強的方向發(fā)展發(fā)展趨勢1、超小型、微型化：體積更小、更專業(yè)、速度更快、功能更強、價格更低及更簡易化2、超大型化：大存儲容量、高速、高性能、更多I/O、多功能，可取代IPC、DCS等發(fā)展趨勢 1）向高速度、大容量方向發(fā)展； 2）大力發(fā)展智能模塊； 3）增強聯(lián)網(wǎng)通信功能； 4）提高外部故障診斷與處理能力； 5）編程語言與編程工具的標(biāo)準(zhǔn)化、高級化 ； 6）開放性和互操作性發(fā)展,實現(xiàn)軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)化； 7）與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合或集成； 8）PLC與現(xiàn)場總線相結(jié)合更加廣泛； 9）替代嵌入式控制器；10）冗余特

10、性更加完善和加強；11）完善和加強編程軟件和組態(tài)軟件；12）發(fā)展軟PLC；13）使PLC成為過程控制領(lǐng)域內(nèi)的日用品。三、分類按I/O點數(shù) 類型I/O點數(shù)存儲器容量機型微型819264128kBPLC-3三、分類按功能 低檔機有開關(guān)量控制、少量的模擬量控制、遠(yuǎn)程I/O和通信等功能。 中檔機有開關(guān)量控制、較強的的模擬量控制、遠(yuǎn)程I/O和較強的通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 高檔機除有中檔機的功能外,運算功能更強、特殊功能模塊更多,有監(jiān)視、記錄、打印和極強的自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能更強,能進(jìn)行智能控制、運算控制、大規(guī)模過程控制，可方便地構(gòu)成全廠的綜合自動化系統(tǒng)。 三、分類按結(jié)構(gòu) 整體式將電源、CPU、存儲器及I/

11、O接口等部件集中裝在一起，通常稱為主機?？蓴U展一定數(shù)量的I/O接口。 三、分類按結(jié)構(gòu) 整體式將電源、CPU、存儲器及I/O接口等部件集中裝在一起，通常稱為主機?？蓴U展一定數(shù)量的I/O接口。 三、分類按結(jié)構(gòu) 模塊式將PLC的各部分以模塊（板）形式分開，各模塊結(jié)構(gòu)上互相獨立的，根據(jù)需要靈活選擇和組合。它們之間通過總線連接，安裝在專用的機架內(nèi)或?qū)к壣稀?三、分類按結(jié)構(gòu) 模塊式將PLC的各部分以模塊（板）形式分開，各模塊結(jié)構(gòu)上互相獨立的，根據(jù)需要靈活選擇和組合。它們之間通過總線連接，安裝在專用的機架內(nèi)或?qū)к壣稀?三、分類按結(jié)構(gòu) 軟PLC在PC機里裝上能實現(xiàn)PLC功能的專用軟件,并將PC與分布式I/O模

12、塊連在一起組成的,亦稱為集成PLC（即IPLC）四、基本特點和主要功能1、可靠性極高、抗干擾能力很強；2、編程簡單、使用方便；3、功能齊全、通用性強、靈活性好；4、設(shè)計、安裝容易，維護(hù)工作量??；5、體積小、耗能低，便于機電一體化；6、聯(lián)網(wǎng)方便，便于系統(tǒng)集成，性價比高基本特點四、基本特點和主要功能1、開關(guān)量邏輯控制；2、模擬量控制；3、數(shù)字控制；4、機器人控制；5、分布式控制系統(tǒng)；6、監(jiān)控功能7、其它功能指顯示、打印、報警以及對數(shù)據(jù)和程序硬拷貝等功能。主要功能五、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。 只有想不到，沒有做不到！ 六、PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較PLC與繼電器控制的比較PLC與微機/單片機的比較PLC與DCS的比較PLC與繼電器控制的比較比較繼電器PLC控制方式硬件控制軟、硬件控制系統(tǒng)體積大緊湊運行速度機械觸點，慢軟接點，快功能改變需拆線，麻煩程序修改，簡單設(shè)計、施工及調(diào)試周期長短自檢