PLC产生、发展的条件及其给工业控制带来的变化
2018-03-13  来源: 本站

随着计算机控制技术的不断发展,可编程控制器的应用已广泛普及,成为自动化技术的重要组成。可编程控制器最先出现在美国,1968年,美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求,并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件:

1)编程简单,可在现场修改程序;

2)维护方便,最好是插件式;

3)可靠性高于继电器控制柜;

4)体积小于继电器控制柜;

5)可将数据直接送入管理计算机;
   6)在成本上可与继电器控制柜竞争;

7)输入可以是交流115V(即用美国的电网电压);

8)输出为交流115V2A以上,能直接驱动电磁阀;

9)在扩展时,原有系统只需要很小的变更;

10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB

条件提出后,立即引起了开发热潮。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台可编程序控制器,并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLCProgrammable Logic Controller),目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着,美国MODICON公司也开发出同名的控制器,1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年,西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。

随着半导体技术,尤其是微处理器和微型计算机技术的发展,到70年代中期以后,特别是进入80年代以来,PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器,输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路,使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能,还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能,称之为可编程序控制器(Programmable Controller)更为合适,简称为PC,但为了与个人计算机(Persona1  Computer)的简称PC相区别,一般仍将它简称为PLCProgrammable Logic Controller)。

PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物,其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象,将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上百年历史,它是用弱电信号控制强电系统的控制方法,在复杂的继电器控制系统中,故障的查找和排除困难,花费时间长,严重地影响工业生产。在工艺要求发生变化的情况下,控制柜内的元件和接线需要作相应的变动,改造工期长、费用高,以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。而PLC克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用微处理器的优点,并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和外围器件组成,所以应属于工业控制计算机中的一类。

对用户来说,可编程控制器是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺,因此如果在初步设计阶段就选用可编程控制器,可以使得设计和调试变得简单容易。从制造生产可编程控制器的厂商角度看,在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器,适合批量生产。由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎,并得到迅速的发展。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具,得到了广泛的应用。

我国从1974年也开始研制可编程序控制器,1977年开始工业应用。目前它已经大量地应用在楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域,并涌现出大批应用可编程序控制器的新型设备。掌握可编程序控制器的工作原理,具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。