PLC的发展及应用现状

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 Electrical 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。

（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 Controller（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30~40%。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盘。