【導(dǎo)讀】學(xué)生姓名：陳選章學(xué)號：201080508. 所在院(系)部：機(jī)械工程學(xué)院

　　

【正文】 一新產(chǎn)品：Modicon，代表模塊化數(shù)字控制器。迪克莫利，被認(rèn)為是PLC之父，他是從事該項(xiàng)目的人之一。1977年古爾德電子公司當(dāng)前所有者收購法國施耐德電氣公司同德國公司AEG并售予該品牌為Modicon。 084模型之一首次被設(shè)在北部安多弗的Modicon總部馬薩諸塞州。這是專門為通用汽車服務(wù)的，并且經(jīng)過了近二十多年的不間斷服務(wù)。直至984出現(xiàn)，Modicon使用的84名字才在其產(chǎn)品范圍中結(jié)束。 汽車工業(yè)仍是PLC的最大用戶之一。早期的可編程控制器是設(shè)計(jì)來取代繼電器邏輯系統(tǒng)。這些可編程控制器的“階梯邏輯”是與繼電器邏輯示意圖非常類似的。選擇此程序表示法的目的是為了減少對現(xiàn)有技術(shù)人員的培訓(xùn)需求。其他早期的可編程控制器使用指令列表編程，基于一個(gè)堆棧編程邏輯求解器進(jìn)行求解。 現(xiàn)代可編程控制器在各種各樣的方式可以被編程，從梯形邏輯語言到更加傳統(tǒng)的編程語言例如BASIC和C語言。另一個(gè)方法是狀態(tài)邏輯，被設(shè)計(jì)的一種非常高級編程語言根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的可編程控制器編程。很多早期可編程控制器沒有可編程終端的邏輯圖形表示法，邏輯反而是被描繪成一系列在一些版本的布爾格式的邏輯表達(dá)式，類似于布爾代數(shù)。隨著編程碼發(fā)展，由于上述原因它變成更常見的梯形邏輯語言。更新的格式如國家邏輯和功能塊（這是類似的邏輯描述使用數(shù)字邏輯集成電路時(shí)的方式）的存在，但它們?nèi)詻]有梯形邏輯語言流行。一個(gè)主要原因是可編程控制器解決問題用一個(gè)可預(yù)測和重復(fù)的序列的邏輯，并且梯形邏輯語言可以用其他格式讓程序員（寫邏輯）的人看到邏輯的時(shí)間，所有問題更加容易地程序化。早期的PLC，到80年代中期，都是用專有的編程版或?qū)Ｓ镁幊探K端，往往有專門的功能鍵，代表各種PLC程序邏輯元件。程序存儲在盒式磁帶盒上。由于缺少的內(nèi)存容量很少用于打印設(shè)備。最古老的可編程控制器使用的是非易失性磁核心內(nèi)存。 最期PLC在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用應(yīng)用軟件編程。計(jì)算機(jī)連接到PLC通過以太網(wǎng)RS232,RS485或RS422纜線連接。編程軟件允許輸入梯式邏輯編程。通常，軟件提供了用于調(diào)試和故障排除的功能，例如在操作過程中或通過仿真的邏輯部分PLC軟件突出顯示當(dāng)前狀態(tài)。該軟件將上傳和下載PLC程序以便備份和恢復(fù)。在某些型號的PLC中雖然程序?qū)懭胍粋€(gè)可移動的芯片，如EEPROM或EPROM，但該方案還是得從個(gè)人電腦傳輸?shù)絇LC編程版。PLC的功能經(jīng)過多年的發(fā)展，包括連續(xù)的繼電器控制，運(yùn)動控制，過程控制，分布式控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。一些現(xiàn)代PLC的數(shù)據(jù)處理，存儲，處理能力和通信能力相當(dāng)于臺式電腦。PLC編程結(jié)合遠(yuǎn)程I/O硬件，一臺通用臺式計(jì)算機(jī)允許在某些應(yīng)用中重疊使用某一可編程控制器。在重工業(yè)中PLC被認(rèn)為沒有這些桌面計(jì)算機(jī)為主的邏輯控制器的實(shí)際性強(qiáng)，因?yàn)镻LC在臺式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行不是很穩(wěn)定，并且，因?yàn)榕_式計(jì)算機(jī)硬件沒有被設(shè)計(jì)成耐溫度、濕氣、振動和耐用作為可編程控制器的處理器。除桌面基于邏輯的硬件局限之外，例如Windows操作系統(tǒng)不適合自己的確定性邏輯的執(zhí)行，結(jié)果是PLC邏輯不可能總是對規(guī)定邏輯變化的輸入狀態(tài)與極端性預(yù)計(jì)的時(shí)間一致。盡管如此，這樣桌面邏輯被應(yīng)用在較不重要情況，像實(shí)驗(yàn)室自動化和小型設(shè)施中使用該應(yīng)用程序的要求不高，因?yàn)樗麄兊膬r(jià)格一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于昂貴的PLC。 在最近數(shù)年，小產(chǎn)品稱為PLR（可編程邏輯繼電器），并且因?yàn)槊窒嗨疲兊酶Ｒ姴⒈唤邮?。這些很像PLC已經(jīng)應(yīng)用于輕工業(yè)，它只有少部分的輸入/輸出（例如一些真實(shí)的輸入輸出信號）參與，低成本，很理想。這些小設(shè)備尺寸和形狀比較普通地幾位制造商制作，并且由更大的PLC制作商來填滿他們低端產(chǎn)品規(guī)格。俗名包括PICO控制器、納米PLC和其他的小控制器。多數(shù)這些控制器有在8到12數(shù)字輸入、4到8數(shù)字輸出，多達(dá)2個(gè)模擬輸入。尺寸通常是4英寸寬、3英寸高、3英寸深。大多數(shù)這樣的設(shè)備有一個(gè)小郵票大小的液晶屏幕來觀看簡化梯子邏輯的輸入/輸出點(diǎn)（只有一小部分程序被可見于給定的時(shí)間）和狀況，并且這些屏幕由一個(gè)電磁四通搖臂按鈕操縱加上四個(gè)不同的用于瀏覽和編輯的邏輯電鈕，類似于錄像機(jī)遙控按鈕?？刂破鞔蠖鄶?shù)有一個(gè)小插座為通過連接RS232或RS485到個(gè)人計(jì)算機(jī)，以便程序員可能為編程使用簡單的窗口應(yīng)用而不是被迫使用微小的LCD和電鈕。不像普通PLC，通常是模塊化，大大擴(kuò)展,控制器通常不會取模塊化并且不是可擴(kuò)展的，但是他們提供穩(wěn)健設(shè)計(jì)的確定性和執(zhí)行邏輯的價(jià)值比PLC少。從其他計(jì)算機(jī)來看，主要區(qū)別是可編程控制器具有特殊條件（例如，灰塵、濕、熱、冷）和具有廣泛的輸入/輸出（I/O）安排的設(shè)施。這些是連接PLC的傳感器和執(zhí)行器?？删幊炭刂破魇亲x取限制開關(guān)、模擬過程變量（如溫度和壓力）以及位置復(fù)雜的定位系統(tǒng)。有些人利用機(jī)器系統(tǒng)來查看光源與照明。執(zhí)行器使可編程控制器操作電子電機(jī)、氣動或液壓缸、磁繼電器、電磁線圈的模擬輸出。輸入/輸出的安排可以建立一個(gè)簡單的可編程控制器、或可編程序控制器可以用外部的I/O模塊連接插入的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 一個(gè)小的PLC是固定數(shù)量的輸入和輸出生成的連接。如果基礎(chǔ)模型具有足夠的I/O通?？蓴U(kuò)展。 模塊化可編程控制器有一個(gè)機(jī)箱（也稱為機(jī)架）在其中放置具有不同的功能模塊。處理器和I/O模塊的選擇被定制為特定的應(yīng)用程序。幾個(gè)機(jī)架可以有一個(gè)單個(gè)的處理器，可能會有成千上萬的輸入和輸出。一種特殊的高速串行I/O環(huán)節(jié)是機(jī)架減少多個(gè)線路使用分布式離散處理器?？删幊炭刂破鞯呐渲谩?bào)警報(bào)告或日?？丶赡苄枰c人進(jìn)行交互。 一個(gè)簡單的系統(tǒng)可能使用按鈕和指示燈與用戶進(jìn)行交互?？梢杂脠D形觸摸屏文本顯示。更復(fù)雜的系統(tǒng)使用PLC通過通信接口連接到一臺計(jì)算機(jī)上安裝的編程和監(jiān)測軟件來使用。 可編程控制器被建于通常的9針RS232，也可以選擇485或以太網(wǎng)的通信端口由環(huán)境影響評估。協(xié)議、BACnet或東方是通常作為通信協(xié)議之一包含其中。其它選項(xiàng)包括各項(xiàng)如構(gòu)架或現(xiàn)場總線。在自動化協(xié)議的列表中列出了其他可能使用的通信協(xié)議。 最現(xiàn)代的可編程控制器可以通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，以一些其它的系統(tǒng)（例如，運(yùn)行監(jiān)控、監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)）或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。 可編程控制器在較大的I/O系統(tǒng)中使用可能會有處理器之間的對等，這允許獨(dú)立的部分是一個(gè)復(fù)雜的過程,同時(shí)讓獨(dú)立的控制子系統(tǒng)的溝通聯(lián)系協(xié)調(diào)。這些通信鏈接也經(jīng)常用于人機(jī)界面設(shè)備（例如鍵盤或PC型工作站）。 PLC程序通常是個(gè)人的計(jì)算機(jī)上寫入一個(gè)特殊的應(yīng)用程序，然后通過連接電纜或以上PLC網(wǎng)絡(luò)直接下載。該程序存儲在PLC備用電池內(nèi)存或一些其他非易失性閃存中。通常，一個(gè)單一的PLC可以進(jìn)行編程，以替換數(shù)以千計(jì)的繼電器。 根據(jù)IEC611313的標(biāo)準(zhǔn)可以使用基于標(biāo)準(zhǔn)的編程語言編程PLC?？稍谀承┛删幊炭刂破魃险{(diào)用順序功能圖圖形編程表示法。最初大多數(shù)可編程控制器利用階梯邏輯圖的模式，模擬機(jī)電控制面板設(shè)備（如繼電器與線圈的聯(lián)系）。此模型今天仍然是常見的。 IEC611313當(dāng)前定義的可編程控制系統(tǒng)的五個(gè)編程語言：FBD（功能塊圖）LD（梯形圖）、ST（結(jié)構(gòu)化文本，類似于帕斯卡爾的編程語言）、IL（教學(xué)列表，類似于匯編語言）和SFC（順序功能圖）。這些技術(shù)強(qiáng)調(diào)邏輯組織的行動。 雖然PLC編程的基本概念是共同所有的生產(chǎn)商，I/O處理、內(nèi)存組織和指令集不同設(shè)置PLC程序意味著不會不完全的可互換。即使在同一個(gè)單一的制造商產(chǎn)品線內(nèi)不同的模型可能不直接兼容?？删幊炭刂破魇强蛇m應(yīng)一系列自動化任務(wù)。這些都是自動化的在制造中通常工業(yè)過程開發(fā)和維護(hù)自動化系統(tǒng)的成本在哪里高，相對于總成本和其壽命期間預(yù)計(jì)將對系統(tǒng)更改?？删幊炭刂破靼斎牒洼敵鲈O(shè)備兼容工業(yè)試驗(yàn)設(shè)備和管制，小電氣的設(shè)計(jì)問題對預(yù)期操作是必要的。PLC應(yīng)用程序通常是高度定制系統(tǒng)，因此成本包裝可編程序控制器（PLC）的費(fèi)用比一個(gè)具體定制設(shè)計(jì)的小控制器要高。另外一方面在批量生產(chǎn)貨物的情況下自定義的控制系統(tǒng)是組成、成本較低的最佳選擇，而不是一個(gè)非反復(fù)出現(xiàn)工程費(fèi)用“普通”的解決方案。 不同的技術(shù)方法有大量的并且很簡單的固定自動化任務(wù)。例如消費(fèi)者用的洗碗機(jī)的機(jī)電凸輪計(jì)時(shí)器生產(chǎn)數(shù)量成本只有幾美元。 一種基于微控制器的設(shè)計(jì)是需要成百上千個(gè)單位（設(shè)計(jì)電源供應(yīng)器，輸入/輸出硬件和必要的檢測和認(rèn)證）和開發(fā)成本可以分散到很多的銷售，最終用戶不需要更改該控件。汽車應(yīng)用程序就是一個(gè)例子：數(shù)以百萬計(jì)的內(nèi)置單位每一年需要建造，很少最終用戶更改這些控制器的編程。然而，一些其他車輛如交通公共汽車經(jīng)常定制設(shè)計(jì)的控制,而不是用PLC，因?yàn)閿?shù)量很低,發(fā)展成本會賺不到錢的。 像使用在化工中的過程控件就非常復(fù)雜，可能需要算法和甚至超出高性能可編程控制器。非常高速的能力范圍的性能或精度控件也可能需要自定義的解決方案，例如飛機(jī)飛行的控件。 可編程序控制器廣泛用于運(yùn)動控制、定位控制和轉(zhuǎn)矩控制。一些制造商生產(chǎn)運(yùn)動控制單元與PLC集成、Gcode（涉及數(shù)控機(jī)床）可以用于指導(dǎo)機(jī)器運(yùn)作?？删幊炭刂破骺赡馨ㄒ粋€(gè)“比例，積分，微分”的單變量反饋模擬控制循環(huán)的邏輯或“控制器”。以PID回路可用于控制溫度為例。歷史上PLC通常配置只有少數(shù)模擬控制回路，通常配置可編程控制器將使用分布式的控制系統(tǒng)（DCS）的過程成百上千的循環(huán)。可編程控制器功能已經(jīng)很強(qiáng)大了，可編程序控制器（PLC）與集散控制系統(tǒng)之間的邊界應(yīng)用已經(jīng)不是很明顯了?？删幊炭刂破骶哂蓄愃朴谶h(yuǎn)程終端設(shè)備的功能。RTU，然而通常不支持或控制回路的控制算法。隨著硬件迅速變得更強(qiáng)大和更便宜，RTU、PLC和DCS正在越來越多地開始有重疊，職責(zé)，并與PLC賣許多供應(yīng)商的特點(diǎn)類似，RTU反之亦然。業(yè)界基于IEC611313創(chuàng)建程序上運(yùn)行的RTU和PLC功能塊語言規(guī)范，盡管幾乎所有供應(yīng)商還提供專有的替代方案及相關(guān)的開發(fā)環(huán)境。數(shù)字或離散信號就像二進(jìn)制開關(guān)，創(chuàng)造出一個(gè)簡單的開或關(guān)信號（分別為1或0，真或假）。按鈕、限制的交換機(jī)和光電傳感器都是提供一個(gè)離散的信號的設(shè)備。離散信號發(fā)送使用電壓或電流，在特定的范圍，對指定，另一個(gè)為關(guān)閉。例如PLC可能24V直流I/O，使用值為以上22DC 代表上，2VDC下面的值表示關(guān)閉，和中間值未定義。最初，可編程控制器只有離散的I/O。 模擬信號就像音量控制范圍從0開始。這些通常被解釋為整數(shù)值（計(jì)數(shù)），PLC與各種范圍的精度取決于設(shè)備和用于存儲數(shù)據(jù)的位數(shù)?？删幊炭刂破魍ǔＪ褂?6位二進(jìn)制符號的處理器，范圍32768和32767之間的整數(shù)值。通常由模擬信號表示壓力、溫度、流量和重量。模擬信號可以使用大小成比例電壓或電流過程信號的值。例如一個(gè)模擬010V或420mA的輸入將轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)值032767。