【正文】 總結 ................................................ 17 參 考 文 獻 ............................................ 19 致 謝 ................................................. 20 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院 2021 屆畢業(yè)項目 第 1 頁 共 20 頁 1 PLC的發(fā)展背景 在 PLC 發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領域內，常常采用諸如繼電器、鼓式開關、紙帶閱讀器等機械、電氣式器件作為控制元件，尤其是控制繼電器，在離散制造過程控制領域內，成為 “ 開關控制系統(tǒng) ” 中最廣泛使用的器件。但是，隨著工業(yè)現代化的發(fā)展，生產規(guī)模越來越大，勞動生產率及產品質量的要求在不斷提高，對于控制系統(tǒng)的可靠 性也提出了更高的要求，原有 “ 繼電器控制系統(tǒng) ”已不適應需要，究其原因是： 動作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設計制造周期長、程序修改費時；不能實現與計算機對話。 到 20世紀 60 年代，由于美國汽車工業(yè)需要進行大規(guī)模的技術改造和設備更新，由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來進行控制，不僅體積龐大、故障率高、柔性差、不靈活、耗能，而且調試困難，可靠性也差。雖然小型計算機已日趨完善，應用領域也在不斷擴大，但小型計算機用于開關控制系統(tǒng)，又顯然存在著 “ 大馬拉小車 ” 的情況，這是由于小型計算機的特點決定的：編程復雜，要求有較高 水平的編程人員和操作人員； 需要配套非標準的外部接口，對環(huán)境和現場條件的要求過高； 功能過剩，機器資源未能充分利用；造價高昂。需要與可能性，促使人們尋求新的出路， PLC 應運而生。 1968 年美國通用汽車公司提出使用新一代控制器的設想，從用戶的角度考慮，該公司對新一代控制器提了 10點要求，為各大公司提供了明確的開發(fā)目標。第二年（ 1969 年），美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置 PDP14，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程控制器。這時的 PLC 用固態(tài)（集成）電路來代替繼電器 邏輯電路，用存儲器電路中的存儲數位（程序）來代替繼電器系統(tǒng)的布線，以程序來規(guī)定邏輯關系；用固態(tài)I/ O 電路來檢測按鈕和限位開關的信號，給出輸出以控制電機和其它執(zhí)行機構。這時的 PLC 系統(tǒng)已開始具有如下一些特點：環(huán)境適應性較強，可以使用于車間現場；有較高的可靠性和診斷 能力，維修容易；基本能適應不同的制造過程所需，柔性度有 了較大提高，只要改變系統(tǒng)中的程序即可改變控制 “ 邏輯 ” ，而無需改造或更換控制硬件等。差不多同時，美國 MODICON 公司也研制出 084 控制器。它們的問世，引起了全世界的矚目，美國的其他公司和西歐 、日本等工業(yè)發(fā)達國家，也相繼研究開發(fā)出類似的產品。 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院 2021 屆畢業(yè)項目 第 2 頁 共 20 頁 第一代可編程控制器最早是用于替代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，功能上只有邏輯計算、計時、計數以及順序控制等，而且只能進行開關量控制。所以第一代可編程控制器取名為可編程邏輯控制器，英文名稱為 Programmable Logic Controller，簡稱 PLC。 后來，隨著電子科技之發(fā)展及產業(yè)應用之需要，其控制功能已經遠遠超出邏輯控制的范疇， PLC 的功能也日益強大，在 PLC 中加入了模擬量、位置控制及網路等功能，其名稱也就改為可編程控制器（ Programmable Controller），稱PC。但 PC 易與個人計算機（ Personal Computer）的簡稱 PC 產生混淆，所以使用 PLC 這一簡稱，中文仍然稱 “ 可編程控制器 ” 。 自 1976 年以來，微處理器開始引入 PLC領域，大大加強了 PLC 的作用，使PLC 由簡單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先 進的控制裝置。當今 PLC 具有采集與處理大量數據、完成數學運算、與其它智能器件通信的能力，以及具有先進的人－機對 話手段（如鍵盤、 CRT 和語音對話），近年來由于現場總線理念的出現和相關標準的建立，以及產品的迅速發(fā)展， PLC成為 現場總線 的一個重要組成部分，進一步擴大了 PLC 的應用領域。 由于 PLC 同時提高了功能和柔性度，使其應用迅速增長，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領域。隨后又擴展到與批量生產和連續(xù)生產過程有關的工業(yè)領域。隨著 CIMS(計算機集成制造系統(tǒng) )的發(fā)展， PLC當前還被人們應用于工廠通信網絡、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到大型分散型控制系統(tǒng)，之中，與其它智能控制器和計算機系統(tǒng)一起成為計算機綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級和工作站級。 2 PLC的研究現狀 國外 研究現狀 在歐美等國家，軟 PLC 已開始投入工業(yè)使用 ，而且市場份額每年都在增加，根據 ARC 的調查和估計， 1997 年全球的軟 PLC 市場有 3 千 6 百萬美元，到 2021年軟 PLC 的市場達到了 1億 4千 5百萬美元， 2021 年差不多又增長了一倍。目前，歐美等西方國家都把軟 PLC 作為一個重點投資對象進行研究開發(fā)。工業(yè)領域已經開始使用軟 PLC 產品，而且軟 PLC 的市場需求量也在不斷的增長。典型的軟PLC 應用產品有： 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院 2021 屆畢業(yè)項目 第 3 頁 共 20 頁 （ 1） SOFTPLC 公司的 SoftPLC。 SoftPLC 是基于 PC 的開放式控制軟件，具有開放的控制平臺，用戶能夠根據自己的需求來選擇硬件。支持用戶用梯形圖和C、 C++、 Java 等高級語言來編寫自己的程序。此外， SoftPLC 內嵌 Web 和 FTP 服務器，用戶可進行遠程維護和監(jiān)控。 （ 2） SIEMENS 公司的 SIMATIC WinAC。 SIMATIC WinAC 是基于 Windows 平臺的控制軟件，具有可視化人機界面，它將控制、數據處理、通信等技術集于一體，采用了 Ventru Com 司提供的實時操作系統(tǒng)作為 Windows NT 的擴展，具有 “ 硬實時 ” 的特性。 （ 3） CJ International 公司的 ISaGRAF。 ISaGRAF 能夠在多種操作系統(tǒng)下運行，具有良好的網絡 通訊能力，包括數據傳輸、遠程監(jiān)控和維護、在線調試、應用程序下載以及支持運行于多個目標機上的控制程序間的通訊。 除了上述典型產品外，還有許多自動化公司也推出了自己的產品，如Wellspring Solutions 公司的 OA2Control；德國 KW公司的 MULTIPROG； GEFANUC公司的 CIMPLICITY； Intellution 公司的 Paradym31； Rockwell automation 公司的 SoftlogixTM5Controller； BECKHOFF 公司的 TWinCAT 等等，它們在技術和應用上都有各自的特點。 國內 研究現狀 軟 PLC 大約在 1996 年以后才被介紹到國內來。目前國內的一些工控方面的公司及研究機構在這方面也開展了部分基礎技術研究工作，但起步較晚，現在還沒有一家公司或機構可以推出比較完整的產品。國內有一些著名的自動化軟件公司（如北京亞控自動化軟件科技有限公司）正在研究開發(fā)具有自主版權的中文軟PLC產品，另外也有一些自動化工程公司開始代理銷售這些商用化的軟 PLC產品。我國自行開發(fā)的 DCS 系統(tǒng)，如上