《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》課件第1章

1.1可編程控制器的產(chǎn)生和定義

1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

1.3PLC的分類

1.4PLC與其他控制系統(tǒng)的比較

1.5PLC的發(fā)展趨勢(shì)

習(xí)題

第1章可編程控制器概述1.1可編程控制器的產(chǎn)生和定義

可編程控制器產(chǎn)生以前，以各種繼電器為主要元件的電氣控制線路承擔(dān)著生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的艱巨任務(wù)，由成百上千只各種繼電器所構(gòu)成的復(fù)雜的控制系統(tǒng)需要用成千上萬根導(dǎo)線連接起來，安裝這些繼電器需要大量的繼電器控制柜，且占據(jù)大量的空間。當(dāng)這些繼電器運(yùn)行時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生大量的噪音，消耗大量的電能。為保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需安排大量的電氣技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，有時(shí)某個(gè)繼電器的損壞，甚至某個(gè)繼電器的觸點(diǎn)接觸不良，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，要進(jìn)行檢查和排除故障是非常困難的，因?yàn)檫@要依靠現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)。

尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，可能需要增加很多的繼電器，而繼電器重新接線或改線的工作量極大，甚至可能需要重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。盡管如此，這種控制系統(tǒng)的功能也僅僅局限于能實(shí)現(xiàn)具有粗略定時(shí)、計(jì)數(shù)功能的順序邏輯控制。因此，人們迫切需要一種新的工業(yè)控制裝置來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)工作更可靠、更容易，更能適應(yīng)經(jīng)常變化的生產(chǎn)工藝要求。

在20世紀(jì)60～70年代，電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)初露端倪，人們受到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可以反復(fù)改寫的啟發(fā)，開始尋求一種以存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備。

1968年，美國通用汽車公司(GM)提出了他們關(guān)于汽車流水線的控制系統(tǒng)的具體控制要求，即“GM十條”。這是一次公開招標(biāo)的研制任務(wù)，當(dāng)時(shí)小型計(jì)算機(jī)已在美國出現(xiàn)，但人們將計(jì)算機(jī)用于工業(yè)控制的嘗試還沒有成功。“GM十條”的內(nèi)容如下：

(1)編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試程序；

(2)維護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；

(3)可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；

(4)體積小于繼電器控制柜；

(5)能與管理中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；

(6)成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)；

(7)輸入量是115V交流電壓(美國電網(wǎng)電壓是110V)；

(8)輸出量為115V交流電壓，輸出電流在2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；

(9)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需做很小改動(dòng)；

(10)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少4KB。

1969年，美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)為GM公司的生產(chǎn)流水線研制了世界上公認(rèn)的第一臺(tái)可編程控制器。當(dāng)時(shí)的可編程序控制器只能用于執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，所以被稱為可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicalController)，簡(jiǎn)稱PLC。

進(jìn)入20世紀(jì)70年代后的PLC已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID控制和數(shù)據(jù)通信功能，因此被改稱為可編程序控制器或可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但PC已被計(jì)算機(jī)行業(yè)定義為個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)，因此一般仍用PLC作為可編程序控制器的簡(jiǎn)稱。

1987年2月，國際電工委員會(huì)(IEC)在可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)草案中作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入/輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能。

可編程序控制器在控制系統(tǒng)應(yīng)用方面優(yōu)于計(jì)算機(jī)，它易于與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接，可以方便靈活地構(gòu)成不同要求、不同規(guī)模的控制系統(tǒng)，其環(huán)境適應(yīng)性和抗干擾能力極強(qiáng)，所以也稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域1.2.1PLC的特點(diǎn)

PLC具有以下特點(diǎn)：

(1)高可靠性，抗干擾能力強(qiáng)。繼電接觸器系統(tǒng)中，由于器件的老化、脫焊、觸點(diǎn)的抖動(dòng)以及觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而在PLC系統(tǒng)中，接線減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10～1/100，大量的開關(guān)動(dòng)作是由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成的，加上PLC充分考慮了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境電磁、粉塵、溫度等各種干擾，在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，因此PLC具有極高的可靠性。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前某些品種的PLC平均無故障時(shí)間甚至達(dá)到了幾十萬小時(shí)。

(2)適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。由于PLC產(chǎn)品均為系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴(kuò)展方便，因此用戶可根據(jù)自己的需要靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡(jiǎn)各異的控制要求。

(3)編程方便，易于使用。PLC的編程采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的歡迎。近年來各生產(chǎn)廠家都加強(qiáng)了通用計(jì)算機(jī)運(yùn)行的編程軟件的制作，使程序的組織及下載工作更加方便。

(4)功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)。PLC中含有數(shù)量巨大的用于開關(guān)量處理的類似繼電器的軟元件，可輕松地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器系統(tǒng)所不能實(shí)現(xiàn)的。PLC可以方便地與各種類型的輸入、輸出量連接，實(shí)現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)過程控制、數(shù)字控制等功能。PLC具有聯(lián)網(wǎng)通信功能，它不僅可以控制一臺(tái)單機(jī)及一條生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)機(jī)群及許多條生產(chǎn)線；不僅可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，還可以用于遠(yuǎn)程監(jiān)控。

(5)?PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。PLC中相當(dāng)于繼電接觸器系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等編程元件，雖數(shù)量巨大，卻是用程序(軟接線)代替硬接線，因而安裝接線工作量少。設(shè)計(jì)人員只要有PLC就可進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。而繼電器系統(tǒng)的調(diào)試則是靠在現(xiàn)場(chǎng)改變接線進(jìn)行的，十分繁瑣復(fù)雜。

(6)維修方便，維修工作量小。PLC有完善的自診斷、履歷情報(bào)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能，對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過這些顯示功能可以查找故障原因，便于迅速處理。

(7)?PLC體積小、質(zhì)量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC常采用箱體式結(jié)構(gòu)，體積及質(zhì)量只有通常接觸器的大小，易于安裝在控制箱中或安裝在運(yùn)動(dòng)物體中，開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2～1/10。采用PLC的控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，調(diào)速、定位等功能都可以通過電氣方式完成，可以大大減少機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。1.2.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

可編程控制器的應(yīng)用十分廣泛，有多種分類方法。有的從產(chǎn)品角度劃分，有的從被控物理量的角度劃分。從被控物理量的角度可將PLC的應(yīng)用領(lǐng)域概括如下：

1.順序控制

順序控制即邏輯控制，主要指開關(guān)量的控制。這是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，也是最適合PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。它用以取代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制或生產(chǎn)線自動(dòng)控制。例如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。

2.運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)控制指通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)速度及位置的控制。工廠中最常見的運(yùn)動(dòng)控制的例子是數(shù)控機(jī)床，刀具按照給定的坐標(biāo)行走。近年來許多PLC制造商在自己的產(chǎn)品中增加了脈沖串輸出指令(PTO)，使PLC方便地用于定位及調(diào)速系統(tǒng)。更專業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制方案是選用專門的位置控制模塊，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模塊移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。

3.過程控制

過程控制指連續(xù)生產(chǎn)場(chǎng)合的控制，如石油、化工生產(chǎn)場(chǎng)合，生產(chǎn)一般是不能間斷的。這些場(chǎng)合的控制參數(shù)叫做過程參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。這些參數(shù)多為模擬量。PLC通過模擬量單元、比例-積分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)模塊或主機(jī)自帶的PID指令實(shí)現(xiàn)閉環(huán)過程控制。

4.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是計(jì)算機(jī)最擅長(zhǎng)的工作，也是一個(gè)內(nèi)容十分廣泛的概念。如數(shù)據(jù)的四則運(yùn)算、乘方、開方是數(shù)據(jù)處理，生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集篩選是數(shù)據(jù)處理，機(jī)械加工中的數(shù)控機(jī)床也是數(shù)據(jù)處理。可編程控制器具有大量的功能指令支持這些工作，使PLC在這些應(yīng)用領(lǐng)域大顯身手。

5.通信和聯(lián)網(wǎng)

PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O間的通信、多臺(tái)PLC之間的通信、PLC與其他智能設(shè)備(計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置、智能儀表)之間的通信。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，多機(jī)間的數(shù)據(jù)聯(lián)通、遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳送越來越重要。近年來PLC的通信功能不斷加強(qiáng)，PLC已經(jīng)在各類工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著巨大的作用。1.3PLC的分類可編程控制器具有多種分類方式，了解這些分類方式有助于PLC的選型及應(yīng)用。

1.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)I/O(輸入/輸出)點(diǎn)數(shù)將PLC分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。

(1)微型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為微型機(jī)，其內(nèi)存容量為256B～1KB。這一類PLC主要用于單臺(tái)設(shè)備的監(jiān)控，在紡織機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、塑料加工機(jī)械、小型包裝機(jī)械上應(yīng)用廣泛，有時(shí)還應(yīng)用于家庭。

(2)小型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在64～256點(diǎn)的為小型機(jī)。小型機(jī)一般只具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和移位等功能，用于小規(guī)模開關(guān)量的控制，可實(shí)現(xiàn)條件控制、順序控制等。有些小型機(jī)也增加了一些算術(shù)運(yùn)算和模擬量處理、數(shù)據(jù)通信等功能。小型機(jī)的特點(diǎn)是價(jià)格低、體積小，適用于控制自動(dòng)化單機(jī)設(shè)備及開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品。

(3)中型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在256～1024點(diǎn)之間的為中型機(jī)。它除了具備邏輯運(yùn)算功能，還增加了模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通信等功能，可完成既有開關(guān)量又有模擬量的復(fù)雜控制。中型機(jī)的軟件比小型機(jī)豐富，在已固化的程序內(nèi)，一般還有PID調(diào)節(jié)，整數(shù)/浮點(diǎn)運(yùn)算等功能模塊。中型機(jī)的特點(diǎn)是功能強(qiáng)、配置靈活，適用于具有諸如溫度、壓力、流量、速度、角度、位置等模擬量控制和大量開關(guān)量控制的復(fù)雜機(jī)械以及連續(xù)生產(chǎn)過程的控制場(chǎng)合。

(4)大型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的為大型機(jī)。大型機(jī)的功能更加完善，具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視記錄、打印等功能。大型機(jī)的內(nèi)存容量超過640KB，監(jiān)控系統(tǒng)采用CRT顯示，能夠表示生產(chǎn)過程的工藝流程、各種曲線、PID調(diào)節(jié)參數(shù)選擇圖等，能進(jìn)行中斷控制、智能控制、遠(yuǎn)程控制等。大型機(jī)的特點(diǎn)是I/O點(diǎn)數(shù)特別多、控制規(guī)模宏大、組網(wǎng)能力強(qiáng)，可用于大規(guī)模的過程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)或整個(gè)工廠的集散控制系統(tǒng)(DCS)。

2．根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類

從結(jié)構(gòu)上看，PLC可分為整體式、模塊式及分散式三種形式。

(1)整體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的PLC的電源、CPU、I/O部件都集中配置在一個(gè)箱體中，有的甚至全部裝在一塊印制電路板上。圖1-1所示OMRON公司的C40P型機(jī)即為整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，價(jià)格低，容易裝配在工業(yè)控制設(shè)備的內(nèi)部。整體式PLC的缺點(diǎn)是主機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也較麻煩。圖1-1整體式PLC

(2)模塊式結(jié)構(gòu)。這種形式的PLC各部分以單獨(dú)的模塊分開設(shè)置，如電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊及其他智能模塊等。這種PLC一般設(shè)有機(jī)架底板(也有的PLC為串行連接，沒有底板)，在底板上有若干插槽，使用時(shí)，各種模塊直接插入機(jī)架底板即可，如圖1-2所示。這種結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活，裝備方便，維修簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展，可根據(jù)控制要求靈活配置所需模塊，構(gòu)成功能不同的各種控制系統(tǒng)。一般大、中型PLC均采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式PLC的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各種插件多，因而增加了造價(jià)。

(3)分散式結(jié)構(gòu)。所謂分散式結(jié)構(gòu)就是將可編程控制器的CPU、電源、存儲(chǔ)器集中放置在控制室，而將各I/O模塊分散放置在各個(gè)工作站，由通信接口進(jìn)行通信連接，由CPU集中指揮。圖1-2模塊式PLC

3．根據(jù)用途分類

(1)用于順序邏輯控制。早期的可編程控制器主要用于取代繼電器控制電路，完成如順序、聯(lián)鎖、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)等開關(guān)量的控制，因此順序邏輯控制是可編程控制器最基本的控制功能，也是可編程控制器應(yīng)用最多的場(chǎng)合。

(2)用于閉環(huán)過程控制?？删幊炭刂破饔糜陂]環(huán)過程控制時(shí)，可實(shí)現(xiàn)平滑連續(xù)調(diào)節(jié)。

(3)用于多級(jí)分布式和集散控制系統(tǒng)。在多級(jí)分布式和集散控制系統(tǒng)中，除了要求所選用的可編程控制器具有上面(1)、(2)所述功能外，還要求具有較強(qiáng)的通信功能，形成通信網(wǎng)絡(luò)。顯然，能勝任這種工作的可編程控制器為高檔PLC。

(4)用于機(jī)械加工的數(shù)字控制和機(jī)器人控制。機(jī)械加工行業(yè)也是PLC廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，可編程控制器與CNC(ComputerNumericalControl)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，使得用戶對(duì)機(jī)械加工的程序編制越來越方便。此外，PLC在機(jī)器人控制方面的應(yīng)用也將越來越多。

4．根據(jù)生產(chǎn)廠家分類

PLC的生產(chǎn)廠家很多，每個(gè)廠家生產(chǎn)的PLC，其點(diǎn)數(shù)、容量、功能各有差異，但都自成系列，指令及外設(shè)向上兼容。因此，在選擇PLC時(shí)若選購?fù)幌盗械漠a(chǎn)品，則可以使系統(tǒng)構(gòu)成容易、操作人員使用方便，備品配件的通用性及兼容性好。目前世界上生產(chǎn)可編程控制器的廠家已有300多個(gè)。在中國PLC市場(chǎng)，西門子、三菱及OMRON等公司占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。表1-1列出了部分世界知名PLC生產(chǎn)廠家及其主要產(chǎn)品。我國PLC廠家的規(guī)模一般都不大，最有影響的是無錫的華光，該公司生產(chǎn)多種型號(hào)與規(guī)格的PLC，如SU、SG等。我國的PLC發(fā)展快，在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)，相信會(huì)在世界PLC之林中占據(jù)一定位置。1.4PLC與其他控制系統(tǒng)的比較

1．可編程控制器與繼電器控制系統(tǒng)的比較

繼電器控制系統(tǒng)工藝過程改變時(shí)，其控制柜必須重新設(shè)計(jì)，重新配線，工作量相當(dāng)大，有時(shí)甚至相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)一臺(tái)新裝置。而PLC由于應(yīng)用了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，各種控制功能都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的，如果需要改變生產(chǎn)工藝過程，只需改變程序及極少的連接線即可適應(yīng)生產(chǎn)工藝過程的改變。同時(shí)，PLC能處理工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電信號(hào)，如交流220

V、直流24

V，并可直接驅(qū)動(dòng)功率部件(一般負(fù)載電流為2

A)，可長(zhǎng)期在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境中工作。從適應(yīng)性、可靠性、安裝維護(hù)等各方面比較，PLC都有著顯著的優(yōu)勢(shì)，因此PLC控制系統(tǒng)取代以繼電器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2．可編程控制器與集散控制系統(tǒng)的比較

PLC與集散控制系統(tǒng)(DCS)在發(fā)展過程中，始終是互相滲透、互為補(bǔ)充的。它們分別由兩個(gè)不同的古典控制系統(tǒng)發(fā)展而來。PLC是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，所以它在數(shù)字處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。集散控制系統(tǒng)是由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，所以它在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，初期主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能。這兩種系統(tǒng)都隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)又向?qū)Ψ綌U(kuò)展自己的技術(shù)功能。PLC在20世紀(jì)60年代問世之后，于20世紀(jì)70年代進(jìn)入了實(shí)用化階段，后來又增加了數(shù)值計(jì)算、閉環(huán)控制等功能。PLC與上位計(jì)算機(jī)之間相互連成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成以可編程控制器為主要部件的初級(jí)控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代問世之后，發(fā)展非常迅速，特別是單片微處理器的廣泛應(yīng)用和通信技術(shù)的成熟，把順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過程控制的模擬量?jī)x表、過程監(jiān)控裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿足不同要求的集散型控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代PLC的模擬量控制功能很強(qiáng)，多數(shù)都配備了各種智能模塊，以適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的多種特殊要求，具有了PID調(diào)節(jié)功能和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成分級(jí)控制的功能以及集散系統(tǒng)所能完成的功能。集散控制系統(tǒng)既有單回路控制系統(tǒng)，也有多回路控制系統(tǒng)，同時(shí)也具有順序控制功能。到目前為止，PLC與集散控制系統(tǒng)的發(fā)展越來越接近，很多工業(yè)生產(chǎn)過程既可以用PLC，也可以用集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其控制功能。綜合PLC和集散控制系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)，把二者有機(jī)地結(jié)合起來，可形成一種新型的全分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3．可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的比較

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱工控機(jī))是通用微型計(jì)算機(jī)適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)控制要求發(fā)展起來的一種控制設(shè)備。它在硬件結(jié)構(gòu)方面的總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高、兼容性強(qiáng)，而且軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制具有優(yōu)勢(shì)。但是，使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)要求開發(fā)人員具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和微機(jī)軟件編程能力。從可靠性方面看，PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，采取了一系列抗干擾措施，具有很高的可靠性。而工控機(jī)雖然也能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行，但畢竟是由通用機(jī)發(fā)展而來，在整體結(jié)構(gòu)上要完全適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，還要做很多工作。另一方面，PLC用戶程序是在PLC監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上運(yùn)行的，軟件方面的抗干擾措施在監(jiān)控方面已經(jīng)考慮得很周全，而工控機(jī)用戶程序則必須考慮抗干擾問題，一般的編程人員很難考慮周全，這也是工控機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)比PLC應(yīng)用系統(tǒng)可靠性低的原因。盡管現(xiàn)代PLC在模擬量信號(hào)處理、數(shù)值運(yùn)算、實(shí)時(shí)控制等方面有了很大提高，但在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且計(jì)算較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)則更能發(fā)揮其專長(zhǎng)。1.5PLC的發(fā)展趨勢(shì)目前，PLC的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，各大公司都看好中國這個(gè)巨大的PLC市場(chǎng)。西門子公司不斷推出新的PLC產(chǎn)品，鞏固和發(fā)展其領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)份額。S7-200、S7-300系列可編程控制器在中小型PLC市場(chǎng)中極具競(jìng)爭(zhēng)力，1996年又推出了中高檔的S7-400系列PLC、自帶人機(jī)界面的C7系列PLC、與AT計(jì)算機(jī)兼容的M7系列PLC等多種新產(chǎn)品。OMRON公司、AB公司、GE公司等也都采取了各種策略，爭(zhēng)奪中國PLC市場(chǎng)。隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的增加，PLC的結(jié)構(gòu)和功能也在不斷改進(jìn)。生產(chǎn)廠家不斷推出功能更強(qiáng)的PLC新產(chǎn)品，如S7-300屬中型PLC，有很強(qiáng)的模擬量處理能力和數(shù)字運(yùn)算功能，用戶程序容量達(dá)96KB，具有許多過去大型PLC才有的功能，它的掃描速度為0.3ms/1000條指令，超過了許多大型PLC?？偟目磥?，PLC的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)網(wǎng)絡(luò)化。主要是朝DCS方向發(fā)展，使其具有DCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強(qiáng)是PLC發(fā)展的一個(gè)重要方面，向下將多個(gè)PLC、多個(gè)I/O框架相連，向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(PROFIBUS)在工業(yè)控制中將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。S7-300PLC可以通過多點(diǎn)接口MPI(Multi-PointInte