可编程序控制器原理及应用 主编郭健陈丽 邢台职业技术学院电子系 http://www.xtvtc.edu.cr
第1章 概 述 可编程序控制器原理及应用 主 编 郭健 陈丽 邢台职业技术学院电子系 http://www.xtvtc.edu.cn
第1章桡述 第1章概述 L.1可编程序控制器的由来 1.2可编程序控制器的定义、分类及特点 L3可编程序控制器的功能和应用 1.4可编程序控制器与其他工业控制系统的比较 1.5可编程序控制器的发展趋势 思考与练习题 BACK
第1章 概 述 第1章 概 述 1.1 可编程序控制器的由来 1.2 可编程序控制器的定义、分类及特点 1.3 可编程序控制器的功能和应用 1.4 可编程序控制器与其他工业控制系统的比较 1.5 可编程序控制器的发展趋势 思考与练习题
第1章概述 1.1可编程序控制器的由来 在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控 制占主导地位的。这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点： 体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高，尤其是对 生产工艺多变的系统适应性更差，一旦生产任务和工艺发生变化， 就必须重新设计，并改变硬件结构，这造成了时间和资金的严重 浪费。 1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或 改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，以便降低生产成 本，缩短新产品的开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装 置，并提出了该装置的研制指标要求，即10项招标技术指标。其 主要内容如下：
第1章 概 述 1.1 可编程序控制器的由来 在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控 制占主导地位的。这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点： 体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高，尤其是对 生产工艺多变的系统适应性更差，一旦生产任务和工艺发生变化， 就必须重新设计，并改变硬件结构，这造成了时间和资金的严重 浪费。 1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改型或 改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，以便降低生产成 本，缩短新产品的开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装 置，并提出了该装置的研制指标要求，即10项招标技术指标。其 主要内容如下：
第1章概述 ()在使用者的工厂里，能以最短的中断服务时间，迅速方 便地对其控制的硬件和设备进行编程，并重新进行程序设计。 (2)所有系统单元必须能在工厂内无特殊支持的设备、硬件 及环境条件下运行。 (3)系统的维修必须简单易行。在系统中应设计有状态指示 器和插入式模块，以便在最短的停车时间内使维修和故障诊断 变得简单易行。 (4)装置的体积应小于原有继电器控制柜的体积，它的能耗 也应比较少
第1章 概 述 (1) 在使用者的工厂里，能以最短的中断服务时间，迅速方 便地对其控制的硬件和设备进行编程，并重新进行程序设计。 (2) 所有系统单元必须能在工厂内无特殊支持的设备、硬件 及环境条件下运行。 (3) 系统的维修必须简单易行。在系统中应设计有状态指示 器和插入式模块，以便在最短的停车时间内使维修和故障诊断 变得简单易行。 (4) 装置的体积应小于原有继电器控制柜的体积，它的能耗 也应比较少
第1章概述 (⑤)必须能与中央数据收集处理系统进行通信，以便监视系 统的运行状态和运行情况。 (6)输入开关量可以是已有的标准控制系统的按钮和限位开 关的交流115V电压信号。 (⑦)输出的驱动信号必须能驱动以交流运行的电动机启动器 和电磁阀线圈，每个输出量将设计为可开停和连续操纵具有115 V、2A以下容量的电磁阀等负载设备。 (8)具有灵活的扩展能力。在扩展时必须能以系统最小的变 动及最短的更换和停机时间，使原有装置从系统的最小配置扩 展到系统的最大配置
第1章 概 述 (5) 必须能与中央数据收集处理系统进行通信，以便监视系 统的运行状态和运行情况。 (6) 输入开关量可以是已有的标准控制系统的按钮和限位开 关的交流115 V电压信号。 (7) 输出的驱动信号必须能驱动以交流运行的电动机启动器 和电磁阀线圈，每个输出量将设计为可开停和连续操纵具有115 V、2 A以下容量的电磁阀等负载设备。 (8) 具有灵活的扩展能力。在扩展时必须能以系统最小的变 动及最短的更换和停机时间，使原有装置从系统的最小配置扩 展到系统的最大配置
第1章桡述 (9)在购买和安装费用上，应有与原有继电器控制和固态逻 辑控制系统的竞争力，即具有较高的性能价格比。 (10)用户存储器容量至少在4KB以上（根据当时的汽车装配 过程的要求提出)
第1章 概 述 (9) 在购买和安装费用上，应有与原有继电器控制和固态逻 辑控制系统的竞争力，即具有较高的性能价格比。 (10) 用户存储器容量至少在4 KB以上(根据当时的汽车装配 过程的要求提出)
第1章概述 从上述10项指标可以看出，它实际上就是当今可编程序控 制器最基本的功能。将它们归纳一下，其核心为以下四点： (1)用计算机代替继电器控制盘。 (2)用程序代替硬件接线。 (3)输入/输出电平可与外部装置直接连接。 (4)结构易于扩展
第1章 概 述 从上述10项指标可以看出，它实际上就是当今可编程序控 制器最基本的功能。将它们归纳一下，其核心为以下四点： (1) 用计算机代替继电器控制盘。 (2) 用程序代替硬件接线。 (3) 输入/输出电平可与外部装置直接连接。 (4) 结构易于扩展
第1章概述 1.可编程序控制器PLC)发展的几个阶段 可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控 制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。 这些高新技术的发展推动了可编程序控制器的发展，而可编程序 控制器的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进 了它们的发展。从控制功能来分，可编程序控制器的发展经历了 下列四个阶段： 第一阶段，从第一台可编程序控制器问世到20世纪70年代中 期，是可编程序控制器的初创阶段。这一阶段的产品主要用于逻 辑运算和定时、计数，它的CPU由中小规模的数字集成电路组成， 它的控制功能比较简单。这一阶段的典型产品有MODICON公司 的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQII、DEC的PDP-14、 日立公司的$CY-022等
第1章 概 述 1. 可编程序控制器(PLC)发展的几个阶段 可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控 制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关。 这些高新技术的发展推动了可编程序控制器的发展，而可编程序 控制器的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进 了它们的发展。从控制功能来分，可编程序控制器的发展经历了 下列四个阶段： 第一阶段，从第一台可编程序控制器问世到20世纪70年代中 期，是可编程序控制器的初创阶段。这一阶段的产品主要用于逻 辑运算和定时、计数，它的CPU由中小规模的数字集成电路组成， 它的控制功能比较简单。这一阶段的典型产品有MODICON公司 的084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQII、DEC的PDP-14、 日立公司的SCY-022等
第1章概述 第二阶段，从20世纪70年代中期到末期，是可编程序控制 器的扩展阶段。这一阶段产品的主要控制功能得到了较大的发 展。它的发展主要来自两方面，一是从可编程序控制器发展而 来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算 功能；二是从模拟仪表发展而来的控制器，其主要功能是模拟 运算，同时扩展了逻辑运算功能。这一阶段的产品有MODICON 公司的184、284、384，西门子公司的SYMATIC S3系列，富士 电机公司的SC系列等
第1章 概 述 第二阶段，从20世纪70年代中期到末期，是可编程序控制 器的扩展阶段。这一阶段产品的主要控制功能得到了较大的发 展。它的发展主要来自两方面，一是从可编程序控制器发展而 来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算 功能；二是从模拟仪表发展而来的控制器，其主要功能是模拟 运算，同时扩展了逻辑运算功能。这一阶段的产品有MODICON 公司的184、284、384，西门子公司的SYMATIC S3系列，富士 电机公司的SC系列等
第1章概述 第三阶段，从20世纪70年代末期到80年代中期，是PLC通 信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC也在通 信方面有了很大的发展，初步形成了分布式的通信网络体系， 但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各 产品互相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控制的需 要，对PLC的需求大大增加，产品的功能也得到了发展，数学 运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性进一步提高。这 一阶段的产品有西门子公司的SYMATIC S6系列、富士电机公 司的MI-CREX和德州仪器公司的TI530等
第1章 概 述 第三阶段，从20世纪70年代末期到80年代中期，是PLC通 信功能的实现阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC也在通 信方面有了很大的发展，初步形成了分布式的通信网络体系， 但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各 产品互相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控制的需 要，对PLC的需求大大增加，产品的功能也得到了发展，数学 运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性进一步提高。这 一阶段的产品有西门子公司的SYMATIC S6系列、富士电机公 司的MI-CREX和德州仪器公司的TI530等