作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，30年來(lái),，可編程控制器從無(wú)到有,，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng),，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步,；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制,、過(guò)程控制,、及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備,，在各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,。

    1. 可編程控制器的定義

    可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,。在1987年際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：
 
    “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算,、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì),。”

    2. PLC的特點(diǎn)

    2.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)
    
    高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能,。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),，具有很高的可靠性,。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng),。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō),，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,，故障也就大大降低。此外,，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能,，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了,。

    2.2配套齊全，功能完善,，適用性強(qiáng)
    
    PLC發(fā)展到今天,，已經(jīng)形成了大、中,、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合,。除了邏輯處理功能以外,，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域,。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn),，使PLC滲透到了位置控制,、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中,。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

    2.3易學(xué)易用,，深受工程技術(shù)人員歡迎
    
    PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受,。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能,。為不熟悉電子電路,、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。

    2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、建造工作量小,，維護(hù)方便，容易改造
    
    PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,，大大減少了控制設(shè)備外部的接線,，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái),。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能,。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合,。

    2.5體積小,，重量輕，能耗低

    以超小型PLC為例,，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦,。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

    3. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

    目前,，PLC在內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵,、石油、化工,、電力,、建材、機(jī)械制造,、汽車,、輕紡,、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè),，使用情況大致可歸納為如下幾類,。

    3.1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制
    
    這是PLC*基本,、*廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線,。如注塑機(jī),、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械,、組合機(jī)床,、磨床、包裝生產(chǎn)線,、電鍍流水線等,。

    3.2模擬量控制
    
    在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量,，如溫度,、壓力、流量,、液位和速度等都是模擬量,。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,，使可編程控制器用于模擬量控制。

    3.3運(yùn)動(dòng)控制
    
    PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制,。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō),，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊,。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊,。上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械,、機(jī)床,、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合,。

    3.4過(guò)程控制

    過(guò)程控制是指對(duì)溫度,、壓力,、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),，PLC能編制各種各樣的控制算法程序,，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法,。大中型PLC都有PID模塊,，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序,。過(guò)程控制在冶金,、化工、熱處理,、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用,。

    3.5數(shù)據(jù)處理

    現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算,、邏輯運(yùn)算）,、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、排序,、查表、位操作等功能,，可以完成數(shù)據(jù)的采集,、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,，完成一定的控制操作,，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng),，如造紙,、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng),。
    
    3.6通信及聯(lián)網(wǎng)
    
    PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信,。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,，通信非常方便,。

    4. PLC的內(nèi)外狀況

    上公認(rèn)的臺(tái)PLC是1969年美數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的,。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成,，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí),、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器,。人們很快將其引入可編程控制器,，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置,。為了方便熟悉繼電器,、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用,，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名,。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物,。

    20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中,，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度,、超小型體積,、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算,、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位,。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)中已獲得廣泛應(yīng)用,。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模,、高速度、高性能,、產(chǎn)品系列化,。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是上生產(chǎn)可編程控制器的日益增多，產(chǎn)量日益上升,。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段,。

    20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要,。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō),，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō),，誕生了各種各樣的特殊功能單元,，用于壓力,、溫度、轉(zhuǎn)速,、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合,；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元,、通信單元,，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前,，可編程控制器在機(jī)械制造,、石油化工、冶金鋼鐵,、汽車,、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

    我可編程控制器的引進(jìn),、應(yīng)用,、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的,。*初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器,。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前,，我自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器,。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列,、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列,、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外,，無(wú)錫華光公司,、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我比較的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期,，隨著我現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我將有更廣闊的應(yīng)用天地,。

    5. PLC未來(lái)展望

    21世紀(jì),，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看,，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn),；從產(chǎn)品規(guī)模上看,，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看,，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富,、規(guī)格更齊全，的人機(jī)界面,、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求,；從市場(chǎng)上看，各各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷際市場(chǎng)的局面,，會(huì)出現(xiàn)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看,，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向,。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

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