第八章可编程控制器技术 8.1可编程控制器(PLC) 811PLC的定义 早期,由各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系用导线连接起来 组成的控制系统,控制着各种生产机械,这是比较熟悉的传统的继电接触器控制。由于 它简单易懂,使用方便,价格低廉,在一定范围内能满足要求,因而在控制领域中得到 了广泛应用并曾占主导地位。但是由于这种继电接触器控制装置采用固定接线方式,是 种专用控制装置,一旦生产过程有新变动,就需重新设计线路连线安装,因此这种装 置的通用性和灵活性较差,不利于产品的迅速更新换代,也不符合当今生产全面柔性化 的要求。 60年代末期,美国汽车制造工业竞争激烈,为了适应生产工艺不断更新的需要。在 1966年美国通用汽车公司(GM首先公开招标对控制系统提出具体要求,基态要求为 Q编简单容易:②采用模热式绩构:③输入输出采用V交流(羡履标准迸能真援 驱动继电器和电磁阀:⑨具有数据通信功能:⑤能在恶劣工业环境下工作:③价格便息 这实际上是要求把继电接触器控制的优点,与计算机的功能齐全、灵活性和通用性强的 特点结合起来,用计算机的编程软件逻辑代替继电器控制的硬接线逻辑。J969年羡教 字设备公司QEC根据上述要求,研制出世界上第一台可编程挖制器PDP4并在GM 公司汽车失产线上首次应用成功,实现了控制器更多地具有计算机功能,它不仅用逻辑 编程取代硬接线装置,还具备了运算、数据传送和管理等功能,真正成为了一种电子计 算机工业控制器,而且做到了小型化和超小型化。 国际电工委员会(EC)对可编程控制器(PLC)作出如下定义:“可编根挽制器是一秒表 为在工业环境下应用设计的数字运算操作的电子系 其内部存储 运篡、顺底挖制 和算术运算等操作的指令,通过数字式模拟 类型的机械设备或生产过程。可编程控制器及其有源设备的设 计原则 工业挖制系统连成一个整体和具有扩充功能”定义明确指出 了PLC应直接用于工业环境,通过存放在存储器内的程序来实现其控制功能,若要对 控制功能作必要的修改,只需改变指令即可,使硬件软件化,同时PLC还具有很强的 抗干扰能力,具有很强的环境适应性。这正是PLC区别于一般微机的一个重要特征 812PLC的特点与应用 1.可编程控制器的主要特点 从上述定义可以看出,PLC与其它控制装置相比具有以下特点: (1)适合工业控制环境 现C工作条件不震要通常的计篡机机房设备,可真接置千工业挖制现场之电,其 IO模块输出具有一定的功率驱动能力,输入也允许一般工业环境中的交、直流电源, 许多情况下可与电器元件、调速器、检测元件直接相连接。 (2)高可靠性 PLC是专为工业控制而设计的,在设计过程中采取了多层次抗干扰的精元件措施, 可在恶劣工业环境下与强电设备一起工作,运行的稳定性和可靠性较高。一般用 MIBF(平均无故障时间)和MITR(平均修复时间)这两项指标来衡量其可靠性。现C主 机CPL的MIBF一般可达20万小时以上,LQ模块可达80万小时左有,PLC系统 的MUE可达2万小时以上 (3)可编程第八章 可编程控制器技术 8.1 可编程控制器(PLC) 8.1.1 PLC 的定义 早期，由各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系用导线连接起来 组成的控制系统，控制着各种生产机械，这是比较熟悉的传统的继电接触器控制。由于 它简单易懂，使用方便，价格低廉，在一定范围内能满足要求，因而在控制领域中得到 了广泛应用并曾占主导地位。但是由于这种继电接触器控制装置采用固定接线方式，是 一种专用控制装置，一旦生产过程有新变动，就需重新设计线路连线安装，因此这种装 置的通用性和灵活性较差，不利于产品的迅速更新换代，也不符合当今生产全面柔性化 的要求。 60 年代末期，美国汽车制造工业竞争激烈，为了适应生产工艺不断更新的需要。在 1966 年美国通用汽车公司(GM)首先公开招标对控制系统提出具体要求，基本要求为： ①编程简单容易；②采用模块式结构；③输入输出采用 115V 交流(美国标准)并能直接 驱动继电器和电磁阀；④具有数据通信功能；⑤能在恶劣工业环境下工作；③价格便宜。 这实际上是要求把继电接触器控制的优点，与计算机的功能齐全、灵活性和通用性强的 特点结合起来，用计算机的编程软件逻辑代替继电器控制的硬接线逻辑。1969 年美国数 字设备公司(DEC)根据上述要求，研制出世界上第一台可编程控制器 PDP-14，并在 GM 公司汽车生产线上首次应用成功，实现了控制器更多地具有计算机功能，它不仅用逻辑 编程取代硬接线装置，还具备了运算、数据传送和管理等功能，真正成为了一种电子计 算机工业控制器，而且做到了小型化和超小型化。 国际电工委员会(IEC)对可编程控制器(PLC)作出如下定义：“可编程控制器是一种专 为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用一种可编程存储器，在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时和算术运算等操作的指令，通过数字式模拟 式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器及其有源设备的设 计原则是：它应按易于与工业控制系统连成一个整体和具有扩充功能”。定义明确指出 了 PLC 应直接用于工业环境，通过存放在存储器内的程序来实现其控制功能，若要对 控制功能作必要的修改，只需改变指令即可，使硬件软件化，同时 PLC 还具有很强的 抗干扰能力，具有很强的环境适应性。这正是 PLC 区别于一般微机的一个重要特征。 8.1.2 PLC 的特点与应用 1．可编程控制器的主要特点 从上述定义可以看出，PLC 与其它控制装置相比具有以下特点： (1) 适合工业控制环境 PLC 工作条件不需要通常的计算机机房设备，可直接置于工业控制现场之中，其 I/O 模块输出具有一定的功率驱动能力，输入也允许一般工业环境中的交、直流电源， 许多情况下可与电器元件、调速器、检测元件直接相连接。 (2) 高可靠性 PLC 是专为工业控制而设计的，在设计过程中采取了多层次抗干扰的精元件措施， 可在 恶劣工业环境下与强电设备一起工作，运行的稳定性和可靠性较高。一般用 MTBF(平均无故障时间)和 MTTR(平均修复时间)这两项指标来衡量其可靠性。 PLC 主 机 CPU 的 MTBF 一般可达 20 万小时以上，I／O 模块可达 80 万小时左右，PLC 系统 的 MTBF 可达 2 万小时以上。 (3) 可编程