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1、PLC的发展及应用现状摘 要：PLC是社会大生产下的产物，为了满足社会生产的要求，不管是它的功能还是体积等各个方面得发展是多样化的。它与计算机相结合，控制着社会生产的各个行业的生产。经过长时间的发展，它的功能与多样化是越来越明显，与此同时，它的应用也是越来越广泛的，不管是国内还是国外都是如此。而且发展与前景只会越来越好。关键词：产生 发展 特点 现状 展望正文第一章 绪 论1.1 PLC的定义PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。经过几年的发展，于1987年国际电工委员会（International Elec
2、trical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器；定义是: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.PLC是可编程逻辑电路，也是一-种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。1.2 PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强 、配套齐全，功能完善，适用
3、性强、 易学易用，深受工程技术人员欢迎 、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 、体积小，重量轻，能耗低。第二章 PLC的发展及应用现状2.1 PLC的发展历史2.1.1 PLC的产生传统的继电接触器控制系统（硬件布线）采用固定的接线方式。一旦生产要求及生产过程发生变化，必须重新设计线路，重新接线安装。不利于产品的更新换代。还有灵活性、通用性差、体积大、速度慢等特点。60年代末期，美国汽车制造工业相当发达，要求不断更换汽车的型号。传统的继电接触器控制系统被淘汰。1968年，美国最大的汽车制造商GM公司公开招标。研制新的控制系统。提出以下要求：（1）设计周期短，更改容易，接线简单，成本低
4、。（2）把继电器控制和计算机技术结合起来。但编程要比计算机简单易学，操作方便。（3）系统通用性强。1969年，美国数字设备公司研制出世界上第一台PLC，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功。其后，日本、德国相继引入。中国1974年研制，1977年成功。2.1.2 PLC的发展20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic C
5、ontroller（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控
6、制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备 的配套更加容易。2.2 PLC的应用现状经过 30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，应用情况大致可归纳为如下几类。(1)开关量的逻辑控制。这是可编程序控制器最基本和最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既
7、可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2)模拟量控制。在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D及D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。(3)运动控制。可编程序控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进
8、电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(4)过程控制。过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，可编程序控制器能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。2.3 PLC发展前景2.3.1 向高速度、大容量方向发展 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬
9、盘。2.3.2 向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为816点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司系列PLC。2.3.3 PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控
10、制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。2.3.4 增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占
11、5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。2.3.5 编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PL
12、C进步的一种趋势。结 论随着工业的发展，PLC的应用趋势势不可挡，然而在运用当中势必会存在许多的缺点。作为发展中的中国，PLC的应用远远落后于发达的国家，工业的发展处于慢行的状态。国家开设了许多关于PLC的课程，但是仍然不能满足于国家工业发展所需的技术人才。为了振兴中国的工业势必需要年青一代的努力，积极学习专业知识，敢于动手实践，从而做到理论与实践的结合。大力的发展PLC，使中国处于领先的地位。在新的时代，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全、性能更优越，通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在我国工业自动化建设中发挥越来越大的作用。为了满足社会对PLC人才的需求，建立新型PLC教学实验体系是必要的。PLC教学实验体系的建设不仅有利于培养满足市场需要的高素质学生，而且为教师提高教学和科研水平提供了良好的环境，也有利于中职院校营造适应社会发展的教学新环境。
