西門子代理商-崇左

時(shí)間：2023-08-10作者：潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司瀏覽：53

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可編程序控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)，是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要而誕生、發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置。

PLC是在"繼電器-接觸器"控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。從1969年問(wèn)世以來(lái)，雖然至今才四十余年，但由于其具有通用靈活的控制性能、可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性與簡(jiǎn)單方便的使用性能，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域**了廣泛的應(yīng)用。PLC技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)(CNC)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、/CAM技術(shù)已被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。

①“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題 眾所周知，制造業(yè)中使用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的控制，一般都需要通過(guò)工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)以及控制系統(tǒng)等部分實(shí)現(xiàn)。特別是當(dāng)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)，還需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟/制動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速與定位等動(dòng)作進(jìn)行控制。生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程的電氣操作與控制部分，稱為電氣自動(dòng)控制裝置或電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。

初的電氣自動(dòng)按制裝置(包括目前使用的一些簡(jiǎn)單機(jī)械)，只是一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器(如開關(guān)、正反轉(zhuǎn)開關(guān)等)。這些電器只適合于電機(jī)容量小、控制要求簡(jiǎn)單、動(dòng)作單一的場(chǎng)合。

隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣自動(dòng)控制也很出了越來(lái)越高的要求，電氣自動(dòng)控制裝置也逐步發(fā)展成了各種形式的現(xiàn)代電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。

作為常用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種，人們習(xí)慣于把以繼電器、接觸器、按鈕、開關(guān)等為主要器件所組成的邏輯控制系統(tǒng)，稱為“繼電器接觸器”控制系統(tǒng)。

“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、戰(zhàn)障檢修直觀方便、適用范圍廣。它不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，而且還可以滿足大容量、遠(yuǎn)距離、集中控制的要求。因此，直到今天“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)仍是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域基本的控制系統(tǒng)之一。

但是，由于"繼電器-我觸器"控制系統(tǒng)的控制元件(繼電器、接觸器)均為獨(dú)立元件。它決定了系統(tǒng)的"邏輯控制"與"順序控制"功能只能通過(guò)控制元件間的不同連接實(shí)現(xiàn)，因此，它不可避免地存在以下不足。

a.可靠性差，使用壽命較短，排除故障困難。由于繼電器、接觸器控制系統(tǒng)采用的是“有觸點(diǎn)控制”形式，額定工作頻率低，工作電流大，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用易損壞觸點(diǎn)或產(chǎn)生接觸不良等故障，直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。如果其一個(gè)繼電器損壞，其至某一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。查找和排除故障往往是非常困難的，有時(shí)可能會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間。

b.通用性、靈活性養(yǎng)、總體成本較高、繼電器本身并不費(fèi)，但是控制柜內(nèi)部的安裝、接線工作量大，為此整個(gè)控制柜的價(jià)格是相當(dāng)高的。當(dāng)生產(chǎn)流程或工藝發(fā)生變化、需要改控制要求時(shí)，控制柜內(nèi)的元件和接線也需要作相應(yīng)的變動(dòng)。通常必須通過(guò)改接線或增減控制器件才能實(shí)現(xiàn)，但是，這種改造的工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，以至于有的用戶寧愿做棄舊的控制柜的改造，另外再制作一臺(tái)新的控制柜;有時(shí)甚至需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，因此難以滿足多品種、小批量生產(chǎn)的要求。

c.體積大，材料消耗多，“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)的邏輯控制需要通過(guò)控制電器與電器間的連接實(shí)現(xiàn)。安裝電器需要大量的空間，連接電器需要大量的導(dǎo)線，控制系統(tǒng)的體積大，材料消耗多。

d.運(yùn)行費(fèi)用高，噪聲大。由于繼電器、接觸器均為電磁器件，在系統(tǒng)工作時(shí)，需要消耗較多的電能，同時(shí)，多個(gè)繼電器、接觸器的同時(shí)通/斷，會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，對(duì)工作環(huán)境造成不利的影響。

e.功能局限性大。由于“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)在精確定時(shí)，計(jì)數(shù)等方面的功能不完善，影響了系統(tǒng)的整體性能，它只能用于定時(shí)要求不高，計(jì)數(shù)簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。

(不具備現(xiàn)代工業(yè)控制所需要的數(shù)據(jù)通息、網(wǎng)絡(luò)控制等功能。

正因?yàn)槿绱耍?繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)已難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)復(fù)雜多變的生產(chǎn)控制要求與生產(chǎn)過(guò)程控制集成化、網(wǎng)絡(luò)化需要。

PLC的誕生 為了解決"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)存在的通用性、靈活性差，功能局限性大與通信、網(wǎng)絡(luò)方面欠缺的問(wèn)題，20世紀(jì)30年代來(lái)，人們?cè)O(shè)想利用計(jì)算機(jī)功能完備、通用性和靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)來(lái)解決以上問(wèn)題。但由于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)原理復(fù)雜。生產(chǎn)成本高，程序編制難度大，加上工業(yè)控制需要大量的外圍接口設(shè)備，可靠性問(wèn)題**，使得它在面廣量大的一般工業(yè)控制領(lǐng)域難以普及與應(yīng)用。

到了20世紀(jì)60年代來(lái)，有人這樣沒(méi)想;能否把計(jì)算機(jī)通用、靈活、功能完善的特點(diǎn)與“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、生產(chǎn)的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)出一種面向生產(chǎn)過(guò)程順序控制，可利用簡(jiǎn)單語(yǔ)言編程，能讓完全不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便使用的控制器呢?

這一設(shè)想早由美國(guó)大的汽車制造商——通用汽車公司(GM公司)于1968年提出。當(dāng)時(shí)，該會(huì)司為了適應(yīng)代車市場(chǎng)多品種，小批量的生產(chǎn)需求，需要解決汽車生產(chǎn)線"繼電器·銘軸器“控制系統(tǒng)中普遍存在的通用性、靈活性差的問(wèn)題，提出了對(duì)一種新穎控制器的**技術(shù)要求，并面向社會(huì)進(jìn)行招標(biāo)。**技術(shù)要求具體如下，

a. 編程方便，且可以在現(xiàn)場(chǎng)方便地編輯、修改控制程序;

b. 價(jià)格便宜，性能/價(jià)格比要**繼電器系統(tǒng);

c. 體積要明顯小于繼電器控制系統(tǒng);

d. 可靠性要明顯**繼電器控制系統(tǒng);

e. 具有數(shù)據(jù)通信功能;

f.輸人可以是ACI15V;

g.輸出驅(qū)動(dòng)能力在AC115V/2A以上;h.硬件維護(hù)方便，好采用“插接式”結(jié)構(gòu);1.擴(kuò)展時(shí)，只需要對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行很小的改動(dòng);j.用戶存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到4KB。

以上就是*的"GM十條"。這些要求的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是提出了將"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，將"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想。

根據(jù)以上要求，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC公司)在1969年首先研制出了全世界臺(tái)可編程控制器，并稱之為"可編程序邏輯控制器"(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)。該樣機(jī)在GM公司的應(yīng)用獲得了成功。此后，PLC得到了快速發(fā)展，并被廣泛用于各種開關(guān)量邏輯運(yùn)算與處理的場(chǎng)合。

早期PLC的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構(gòu)成，它雖然采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但指令系統(tǒng)，軟件與功能相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算的處理，同時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改進(jìn)可靠性等措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)。

正因?yàn)槿绱?，?0世紀(jì)70年代初期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些由二管矩陣、集成電路等器件組成的所謂“順序控制器”;20世紀(jì)70年末期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)以MC14500工業(yè)控制單元(Industrial Control Unit，簡(jiǎn)稱ICU)為**，由8通道數(shù)據(jù)選擇器(MC14512)。借令計(jì)數(shù)器(MC14516)、8位可尋址雙向鎖存器(MC14599)、存儲(chǔ)器(2732)等組成的“ICU可編程序控制器"等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品與PLC相比，雖然具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但終還是由于其可靠性、功能等多方面的原因，未能得到進(jìn)一步的推廣與發(fā)展：而PLC則隨著微處理器價(jià)格的全面下降，終以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，得到了迅猛發(fā)展，并終成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的重要支柱技術(shù)之一。








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