【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擬量控制（溫度，壓力，流量，液位，速度） 3. 運(yùn)動(dòng)控制：驅(qū)動(dòng)電機(jī)（機(jī)械，機(jī)床，機(jī)器人，電梯） 4. 過程控制 （冶金，化工，熱處理，鍋爐控制） 5. 數(shù)據(jù)處理 6. 通信及聯(lián)網(wǎng) 7. 閉環(huán)自動(dòng)控制 8. 機(jī)械加工的數(shù)字控制 PLC 的產(chǎn)生與發(fā)展 可編程控制器（ PLC）是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，在近 40 年來它得到了迅猛的發(fā)展，至今已成為黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 16 頁 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大技術(shù)支柱（機(jī)器人技術(shù)、 CAD/CAM 技術(shù)和 PLC 技術(shù)）之一，被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。 PLC 從 誕生至今已經(jīng)快 40 年了，在這期間它的發(fā)展大概經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： 1. 1969～ 1972 PLC 發(fā)展的雛形階段，功能都很簡(jiǎn)單，只有邏輯運(yùn)算，定時(shí)和計(jì)數(shù)等功能，硬件方面因集成電路還未投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)， CPU 由分離元件組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器，容量為 1～ 2K，操作系統(tǒng)為磁芯構(gòu)成的微程序，指令一般只有20～ 30 條，機(jī)種單一，沒有形成系列，一臺(tái) PLC 最多只能替代 200～ 300 個(gè)繼電器組成的系統(tǒng)，可 *性優(yōu)于繼電器。 2. 1972～ 1976 美國 INTEL 公司成功開發(fā)了世界上第一片集成電路 的微處理器，因此 PLC技術(shù)獲得了較大的發(fā)展。 PLC 功能除邏輯運(yùn)算等外、計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制等，軟件開發(fā)有自診斷程序，存儲(chǔ)程序開始用了 EPROM，可 *性進(jìn)一步提高，初步形成系列。結(jié)構(gòu)上 PLC 有模塊式和整體式之分，整機(jī)功能從專用向通用過渡。 3. 1976～ 1983 在這個(gè)階段，微處理技術(shù)日趨成熟，進(jìn)而出現(xiàn)單片微處理器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模集成電路開始普遍應(yīng)用。 4. 1983～ 1988 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普遍應(yīng)用，超大規(guī)模集成電路、門陣列等專用集成電路迅速發(fā) 展。 PLC 的 CPU 為 16 位或 32 位或位片式芯片構(gòu)成，處理速度可達(dá) 1μs/步，高速計(jì)數(shù)、中斷、 PID 和運(yùn)動(dòng)控制等功能引入 PLC，滿足了程序控制中所有要求。聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)，既可以和上位計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也可以下掛 PLC，組成多級(jí)集散系統(tǒng)（ DCS）。編程語言除了成熟的梯形圖和語句表等，還有用于算術(shù)運(yùn)算的 BASIC語言和機(jī)床控制和數(shù)控語言等。 5. 1988 年至今 在這個(gè)階段 PLC 技術(shù)日新月異，發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，如為用戶配置柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）等。 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 目前，可編程控制器正向著兩個(gè)不同的方向進(jìn)一步發(fā)展。一個(gè)是向簡(jiǎn)易、廉價(jià)和超小型發(fā)展，以占領(lǐng)小型、分散和簡(jiǎn)單功能的工業(yè)控制市場(chǎng)，同時(shí)也便于適應(yīng)機(jī)電一體化的要求。另一個(gè)方向是向大型化、高速度、多功能和分散型、多層次全自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，這種系統(tǒng)不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)、數(shù)值計(jì)算、模擬量控制、監(jiān)控、記錄、顯示、以及與計(jì)算機(jī)接口并作數(shù)據(jù)傳送等一般功能，同時(shí)還具有中斷控制、智能控制、過程控制和遠(yuǎn)程控制等高級(jí)功能，此外 I/O 的點(diǎn)數(shù)進(jìn)一步擴(kuò)大，最多已達(dá) 3200 點(diǎn)；處理數(shù)據(jù)的速度進(jìn)一步提高 ； PLC 的通信協(xié)議進(jìn)一步規(guī)范化。 PLC 與其他控制系統(tǒng)的比較 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 PLC 取代以繼電器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的原因是：現(xiàn)在生產(chǎn)線要求的時(shí)間響應(yīng)黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 16 頁 快，控制精度高，可 *性好，控制程序可隨工藝改變，易與計(jì)算機(jī)接口，維修方便等諸多高品質(zhì)與功能，繼電器控制系統(tǒng)遠(yuǎn)比不上 PLC 控制系統(tǒng)。 常規(guī)硬件邏輯電路的控制，要是用大量的硬件控制電路，這在更改方案時(shí)，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)新的裝置。 PLC 的主要特點(diǎn)是它具有在線修改功能。它借助于軟件來實(shí)現(xiàn)重復(fù)的控制。軟件本身具有可 修改性，所以 PLC 機(jī)靈活的可編程性就使它具有廣泛的工業(yè)通用性。同時(shí)由于簡(jiǎn)化了硬件電路，也提高了 PLC 系統(tǒng)的可 *性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， GOULD 的 PLC 系統(tǒng)平均故障的間隔大于 2 萬 5 萬小時(shí)，而平均修復(fù)時(shí)間則小于 10 分鐘，而且， PLC 均能處理工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電信號(hào)，如交流 220V、直流 24V，并可以直接驅(qū)動(dòng)功率部件，可長(zhǎng)期在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境中工作。編程器采用傳統(tǒng)的繼電器符號(hào)語言，不必使用專門的高級(jí)語言。 PLC 是在按鈕開關(guān)、限位開關(guān)和其他傳感器等發(fā)出的監(jiān)控輸入信號(hào)下進(jìn)行工作。根據(jù)信號(hào)控制器就會(huì)做出反應(yīng)，通過用戶 編輯的內(nèi)部邏輯便產(chǎn)生輸出信號(hào)，而這些輸出信號(hào)可直接控制外部的控制系統(tǒng)負(fù)載，如電機(jī)、接觸器、指示燈、電磁閥、電熱器。 這種類型的控制系統(tǒng)省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。用PLC 的編程邏輯提供了能隨要求改變的 “接線網(wǎng)絡(luò) ”，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就能隨意改變。這種性能使 PLC 具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。 PLC 與微機(jī)的比較 1969 年出現(xiàn) PLC 時(shí)小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格還很昂貴。因此，中央處理裝置采用一位計(jì)算機(jī)。到 70 年代初期微處理器出現(xiàn)了， 1974 年 8080 系列、 1975 年 6800系列、 1976 年 Z80 系列微處理機(jī)相繼出現(xiàn)，位片式處理器也日益成熟。微機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)志著電子技術(shù)，特別是集成電路技術(shù)的飛躍。微機(jī)集成度高、體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格便宜，它的發(fā)展給 PLC 帶來了深刻的影響。 （一） PLC 的中央控制裝置 PLC 制造廠家把通用的微機(jī)如 6800、 Z80 等直接作為 PLC 的中央控制裝置，這樣做設(shè) 把微機(jī)直接作為 計(jì)周期快，但有許多缺點(diǎn)，如： 1. 沒有一套面向工業(yè)過程的指令系統(tǒng)； 2. PLC 工作為順序掃描方式，要求速度快，而通用微型機(jī)均為 MOS 電路，速度慢； 2. 通用微機(jī)的適應(yīng)性差，不能適應(yīng)高溫、強(qiáng)電干擾等惡劣 環(huán)境。 （二） PLC 的中央處理器引進(jìn)微機(jī)芯片 如前所述，通用的微機(jī)不一定適用于 PLC，但可使用其芯片組成適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特性的 PLC 這是 PLC 發(fā)展的主流。為了組成一套面向工業(yè)流程具有較高速度的指令系統(tǒng)，大多數(shù) PLC 都是用雙極性型位片處理器。 （ 三 ） 微機(jī)軟件對(duì) PLC 的影響 微機(jī)常用的系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng) DOS、匯編語言、 BASIC 語言及其他高級(jí)語言都寫到 ROM 中或記錄到磁盤上，由用戶自由選擇。 PLC 的系統(tǒng)軟件也是寫在 ROM 中或磁盤上。大多數(shù) PLC 都采用了類似于微機(jī)語言的編程方式，但它的編程元件都是工業(yè)流程中的電路符號(hào)，流程圖語言等，只要操作人員能編出梯形圖或流程圖，就能借助于鍵盤編輯在 CRT 上，其他的工作由系統(tǒng)軟件完成，不要求操作人員精通有關(guān)計(jì)算機(jī)軟件和硬件方面的知識(shí)，方便了用戶，利于推廣黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 16 頁 和利用。 PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其 是它的高可 靠 性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。 PLC 在電梯行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 PLC 在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC 具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與 PLC 很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降的控制。 電梯的種類多種多樣，按拖動(dòng)系統(tǒng)可分為交流單速 /雙速拖動(dòng)電梯，交流調(diào)壓調(diào)速電梯，直流發(fā)電機(jī) — 電動(dòng)機(jī)晶閘管勵(lì)磁拖