在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高 - 知乎

PLC

的发展历程

　　在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968

年美国

GM

（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称

Programmable Controller

（

PC

）。

　　个人计算机（简称

PC

）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为

Programmable Logic Controller

（

PLC

）。

　　上世纪

80

年代至

90

年代中期，是

PLC

发展最快的时期，年增长率一直保持为

30~40%

。在这时期，

PLC

在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，

PLC

系统。

PLC

具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

PLC

在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

2

PLC

的构成

　　从结构上分，

PLC

分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式

PLC

包括

CPU

板、

I/O

板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式

PLC

模块、

I/O

模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

3

CPU

的构成

CPU

是

PLC

至少有一个

CPU

，它按

PLC

的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和

PLC

内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU

主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，

CPU

单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是

PLC

不可缺少的组成单元。

　　在使用者看来，不必要详细分析

CPU

的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。

CPU

的控制器控制

CPU

工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU

速度和内存容量是

PLC

的重要参数，它们决定着

PLC

的工作速度，

IO

数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

4

I/O

模块

PLC

与电气回路的接口，是通过输入输出部分（

I/O

电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入

PLC

系统，输出模块相反。

I/O

分为开关量输入（

DI

），开关量输出（

DO

），模拟量输入（

AI

），模拟量输出（

AO

）等模块。

　　常用的

I/O

分类如下：

　　开关量：按电压水平分，有

220VAC

、

110VAC

、

24VDC

）、电压型（

0-10V,0-5V,-10-10V

）等，按精度分，有

12bit,14bit,16bit

等。

　　除了上述通用

IO

外，还有特殊

IO

模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

　　按

I/O

点数确定模块规格及数量，

I/O

模块可多可少，但其最大数受

CPU

所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

5

　电源模块

PLC

电源用于为

PLC

各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供

24V

的工作电源。电源输入类型有：交流电源（

220VAC

）。

6

底板或机架

　　大多数模块式

PLC

使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使

CPU

能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

7 PLC

系统的其它设备

7.1

编程设备：编程器是

PLC

开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控

PLC

及

PLC

一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。

7.2

　人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

8

PLC

的通信联网

　　依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显着，甚至有人提出

"

网络就是控制器

"

的观点说法。

PLC

具有通信联网的功能，它使

PLC

与

PLC

之间、

PLC

与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数

PLC

具有

RS-232

接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

PLC

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创建于: 2022-12-29 19:47:04
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