PLC的產(chǎn)生與發(fā)展劉桂蘭74課件

PLC的產(chǎn)生與發(fā)展主講教師：劉桂蘭廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院軌電教研室PLC產(chǎn)生的背景在20世紀(jì)60年代初，美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新的周期越來(lái)越短，所以對(duì)生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)更新也越來(lái)越頻繁。而原來(lái)的繼電器控制經(jīng)常需要重新設(shè)計(jì)和安裝，很不方便。1968年4月，美國(guó)通用汽車(chē)公司的年輕工程師DaveEmmett提出設(shè)計(jì)一款“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器控制器”的設(shè)備，用來(lái)替代當(dāng)時(shí)用于控制機(jī)器運(yùn)行的繼電器系統(tǒng)。同年6月，通用公司發(fā)布招標(biāo)文件，首先提出了PLC的概念。PLC產(chǎn)生的背景1968年，GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可直接使用市電交流輸入電壓；輸出采用市電交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小的變更;用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。PLC產(chǎn)生的背景1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)PLC—PDP14，并在美國(guó)通用汽車(chē)自動(dòng)裝配線上試用，用于控制齒輪研磨機(jī)，獲得成功。接著，美國(guó)MODICON公司也開(kāi)發(fā)出可編程序控制器，這種新型的電控裝置由于優(yōu)點(diǎn)多、缺點(diǎn)少，很快就在美國(guó)得到了推廣應(yīng)用。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)可編程序控制器。1973年，歐洲國(guó)家也研制出了歐洲第一臺(tái)可編程序控制器。PLC產(chǎn)生的背景我國(guó)從1974年開(kāi)始研制可編程序控制器，1977年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用。PLC的發(fā)展早期的可編程序控制器主要用于邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制，均屬于開(kāi)關(guān)量邏輯控制，所以通常稱為可編程序控制器（ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱為PLC）。PLC的發(fā)展進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC采用了通用微處理器，這種控制器就不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，其功能不斷增強(qiáng)。實(shí)際上應(yīng)稱為PC（ProgrammableController）—可編程序控制器。但由于PC容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣用PLC作為可編程序控制器的簡(jiǎn)稱。PLC的發(fā)展20世紀(jì)80年代初，可編程序控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程序控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能和產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程序控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程序控制器已步入成熟階段。PLC的發(fā)展20世紀(jì)末期，可編程序控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。伴隨著微電子技術(shù)、控制技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也在不斷地發(fā)展。可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：PLC的發(fā)展1）從技術(shù)上來(lái)看PLC會(huì)向速度快、容量大、功能廣、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高的方向發(fā)展。傳統(tǒng)PLC簡(jiǎn)單的邏輯控制功能已漸漸不能滿足目前工業(yè)控制領(lǐng)域的要求。許多新的控制系統(tǒng)不再是簡(jiǎn)單的邏輯控制，而是增加了許多新的功能要求，如大量數(shù)據(jù)處理、圖形處理及存儲(chǔ)、顯示等。PLC的發(fā)展2）從規(guī)模上來(lái)看PLC會(huì)向兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)是向小型化、專用化和低價(jià)格的方向發(fā)展，以進(jìn)行單機(jī)控制；另一個(gè)是向大型化、高速度、多功能和分布式全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代化的大型工廠、企業(yè)自動(dòng)化的需求。PLC的發(fā)展3）從配套上來(lái)看PLC產(chǎn)品會(huì)向規(guī)格更齊備、品種更豐富的方向發(fā)展。有的廠商提出了全集成自動(dòng)化的概念，即把原先分離的工業(yè)控制（PLC與工控機(jī)）、人機(jī)界面、傳感器/執(zhí)行器、上位機(jī)監(jiān)控、DCS、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)等系統(tǒng)集成在同一自動(dòng)化環(huán)境中，以利于接駁、通信，上行、下行全無(wú)障礙。PLC的發(fā)展4）從標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)看隨著IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的誕生，各廠家或同一廠家不同型號(hào)的PLC將打破互不兼容的格局，使PLC的通用信息、設(shè)備特性、編程語(yǔ)言等向IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的方向靠攏，而最終實(shí)現(xiàn)通用。PLC的發(fā)展5）從網(wǎng)絡(luò)通信上來(lái)看PLC將向著網(wǎng)絡(luò)化和通信簡(jiǎn)易的方向發(fā)展。近幾年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及與推廣，以太網(wǎng)（Ethernet）也得到了飛速發(fā)展?；谝蕴W(wǎng)和Internet的不斷發(fā)展，控制產(chǎn)品要想有更好的開(kāi)放性，是離不開(kāi)Ethernet的。所以諸多品牌的PLC都配備了以太網(wǎng)的模塊，部分產(chǎn)品如三菱的FX5U、5UC系列PLC和西門(mén)子的S7-1200系列PLC都內(nèi)置了以太網(wǎng)接口，上位機(jī)可直接通過(guò)以太網(wǎng)與PLC進(jìn)行通信。PLC的發(fā)展經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有幾十家，但尚未形成規(guī)模。國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用市場(chǎng)仍然以國(guó)外產(chǎn)品為主，如：西門(mén)子的S7-1200系列、1500系列、400系列；三菱的FX3U系列、Q系列；歐姆龍的C200H系列等。FX3U系列Q系列S7-1200系列C200H系列PLC的定義是一種工業(yè)控制裝置。是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。什么是PLCPLC的定義中文名稱為可編程控制器；英文名稱為ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱PLC。通用叫法PLC的定義1987年，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）定義：PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的進(jìn)行數(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、定時(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)按照易