【正文】 總結(jié) ................................................ 17 參 考 文 獻(xiàn) ............................................ 19 致 謝 ................................................. 20 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)項(xiàng)目 第 1 頁(yè) 共 20 頁(yè) 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(lǐng)域內(nèi)，常常采用諸如繼電器、鼓式開(kāi)關(guān)、紙帶閱讀器等機(jī)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(guò)程控制領(lǐng)域內(nèi)，成為 “ 開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng) ” 中最廣泛使用的器件。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對(duì)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(yīng)需要，究其原因是： 動(dòng)作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、程序修改費(fèi)時(shí)；不能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)對(duì)話。 到 20世紀(jì) 60 年代，由于美國(guó)汽車(chē)工業(yè)需要進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造和設(shè)備更新，由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來(lái)進(jìn)行控制，不僅體積龐大、故障率高、柔性差、不靈活、耗能，而且調(diào)試?yán)щy，可靠性也差。雖然小型計(jì)算機(jī)已日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，但小型計(jì)算機(jī)用于開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，又顯然存在著 “ 大馬拉小車(chē) ” 的情況，這是由于小型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)決定的：編程復(fù)雜，要求有較高 水平的編程人員和操作人員； 需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，對(duì)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)條件的要求過(guò)高； 功能過(guò)剩，機(jī)器資源未能充分利用；造價(jià)高昂。需要與可能性，促使人們尋求新的出路， PLC 應(yīng)運(yùn)而生。 1968 年美國(guó)通用汽車(chē)公司提出使用新一代控制器的設(shè)想，從用戶的角度考慮，該公司對(duì)新一代控制器提了 10點(diǎn)要求，為各大公司提供了明確的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。第二年（ 1969 年），美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置 PDP14，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程控制器。這時(shí)的 PLC 用固態(tài)（集成）電路來(lái)代替繼電器 邏輯電路，用存儲(chǔ)器電路中的存儲(chǔ)數(shù)位（程序）來(lái)代替繼電器系統(tǒng)的布線，以程序來(lái)規(guī)定邏輯關(guān)系；用固態(tài)I/ O 電路來(lái)檢測(cè)按鈕和限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)，給出輸出以控制電機(jī)和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這時(shí)的 PLC 系統(tǒng)已開(kāi)始具有如下一些特點(diǎn)：環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，可以使用于車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)；有較高的可靠性和診斷 能力，維修容易；基本能適應(yīng)不同的制造過(guò)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(wú)需改造或更換控制硬件等。差不多同時(shí)，美國(guó) MODICON 公司也研制出 084 控制器。它們的問(wèn)世，引起了全世界的矚目，美國(guó)的其他公司和西歐 、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，也相繼研究開(kāi)發(fā)出類(lèi)似的產(chǎn)品。 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)項(xiàng)目 第 2 頁(yè) 共 20 頁(yè) 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(jì)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)以及順序控制等，而且只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)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(chēng)為 Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng) PLC。 后來(lái)，隨著電子科技之發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之需要，其控制功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的范疇， PLC 的功能也日益強(qiáng)大，在 PLC 中加入了模擬量、位置控制及網(wǎng)路等功能，其名稱(chēng)也就改為可編程控制器（ Programmable Controller），稱(chēng)PC。但 PC 易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ Personal Computer）的簡(jiǎn)稱(chēng) PC 產(chǎn)生混淆，所以使用 PLC 這一簡(jiǎn)稱(chēng)，中文仍然稱(chēng) “ 可編程控制器 ” 。 自 1976 年以來(lái)，微處理器開(kāi)始引入 PLC領(lǐng)域，大大加強(qiáng)了 PLC 的作用，使PLC 由簡(jiǎn)單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先 進(jìn)的控制裝置。當(dāng)今 PLC 具有采集與處理大量數(shù)據(jù)、完成數(shù)學(xué)運(yùn)算、與其它智能器件通信的能力，以及具有先進(jìn)的人－機(jī)對(duì) 話手段（如鍵盤(pán)、 CRT 和語(yǔ)音對(duì)話），近年來(lái)由于現(xiàn)場(chǎng)總線理念的出現(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，以及產(chǎn)品的迅速發(fā)展， PLC成為 現(xiàn)場(chǎng)總線 的一個(gè)重要組成部分，進(jìn)一步擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域。 由于 PLC 同時(shí)提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。隨后又?jǐn)U展到與批量生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。隨著 CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) )的發(fā)展， PLC當(dāng)前還被人們應(yīng)用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起成為計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級(jí)和工作站級(jí)。 2 PLC的研究現(xiàn)狀 國(guó)外 研究現(xiàn)狀 在歐美等國(guó)家，軟 PLC 已開(kāi)始投入工業(yè)使用 ，而且市場(chǎng)份額每年都在增加，根據(jù) ARC 的調(diào)查和估計(jì)， 1997 年全球的軟 PLC 市場(chǎng)有 3 千 6 百萬(wàn)美元，到 2021年軟 PLC 的市場(chǎng)達(dá)到了 1億 4千 5百萬(wàn)美元， 2021 年差不多又增長(zhǎng)了一倍。目前，歐美等西方國(guó)家都把軟 PLC 作為一個(gè)重點(diǎn)投資對(duì)象進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始使用軟 PLC 產(chǎn)品，而且軟 PLC 的市場(chǎng)需求量也在不斷的增長(zhǎng)。典型的軟PLC 應(yīng)用產(chǎn)品有： 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)項(xiàng)目 第 3 頁(yè) 共 20 頁(yè) （ 1） SOFTPLC 公司的 SoftPLC。 SoftPLC 是基于 PC 的開(kāi)放式控制軟件，具有開(kāi)放的控制平臺(tái)，用戶能夠根據(jù)自己的需求來(lái)選擇硬件。支持用戶用梯形圖和C、 C++、 Java 等高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)自己的程序。此外， SoftPLC 內(nèi)嵌 Web 和 FTP 服務(wù)器，用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和監(jiān)控。 （ 2） SIEMENS 公司的 SIMATIC WinAC。 SIMATIC WinAC 是基于 Windows 平臺(tái)的控制軟件，具有可視化人機(jī)界面，它將控制、數(shù)據(jù)處理、通信等技術(shù)集于一體，采用了 Ventru Com 司提供的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為 Windows NT 的擴(kuò)展，具有 “ 硬實(shí)時(shí) ” 的特性。 （ 3） CJ International 公司的 ISaGRAF。 ISaGRAF 能夠在多種操作系統(tǒng)下運(yùn)行，具有良好的網(wǎng)絡(luò) 通訊能力，包括數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)、在線調(diào)試、應(yīng)用程序下載以及支持運(yùn)行于多個(gè)目標(biāo)機(jī)上的控制程序間的通訊。 除了上述典型產(chǎn)品外，還有許多自動(dòng)化公司也推出了自己的產(chǎn)品，如Wellspring Solutions 公司的 OA2Control；德國(guó) 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?cè)诩夹g(shù)和應(yīng)用上都有各自的特點(diǎn)。 國(guó)內(nèi) 研究現(xiàn)狀 軟 PLC 大約在 1996 年以后才被介紹到國(guó)內(nèi)來(lái)。目前國(guó)內(nèi)的一些工控方面的公司及研究機(jī)構(gòu)在這方面也開(kāi)展了部分基礎(chǔ)技術(shù)研究工作，但起步較晚，現(xiàn)在還沒(méi)有一家公司或機(jī)構(gòu)可以推出比較完整的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)有一些著名的自動(dòng)化軟件公司（如北京亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司）正在研究開(kāi)發(fā)具有自主版權(quán)的中文軟PLC產(chǎn)品，另外也有一些自動(dòng)化工程公司開(kāi)始代理銷(xiāo)售這些商用化的軟 PLC產(chǎn)品。我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的 DCS 系統(tǒng)，如上