Plc是為工業(ye)(ye)環(huan)境APP應用而(er)設(she)計(ji)的(de)數字操作電子設(she)備(bei)。 可編程存儲器(qi)可用于存儲執行(xing)邏(luo)輯(ji)、順序、計(ji)時、計(ji)數和算術運算的(de)指令，并通(tong)過數字或模擬(ni)輸入/輸出控制各種類(lei)型的(de)機器(qi)或生產過程。 PLC及其相(xiang)關外(wai)圍設(she)備(bei)的(de)設(she)計(ji)應遵(zun)循易于與工業(ye)(ye)控制系統集成、便于功能擴展的(de)原則。
一.可編程控制器的起源
可(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)計算機家族(zu)的(de)一(yi)員，是(shi)(shi)為(wei)工業控(kong)制(zhi)APP應用而設(she)計和制(zhi)造(zao)的(de)。 早期的(de)可(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)稱為(wei)可(ke)編程(cheng)邏輯(ji)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(PLC )，主(zhu)要用于代替繼(ji)電器(qi)(qi)(qi)實現(xian)邏輯(ji)控(kong)制(zhi)。 隨(sui)著(zhu)技術(shu)的(de)發展，這種器(qi)(qi)(qi)件的(de)功能(neng)已經大大超出(chu)了(le)邏輯(ji)控(kong)制(zhi)的(de)范圍，所以(yi)今天這種器(qi)(qi)(qi)件被稱為(wei)可(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)，簡(jian)(jian)稱PC。 但是(shi)(shi)，為(wei)了(le)避免與(yu)計算機縮寫混淆，可(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)簡(jian)(jian)稱為(wei)PLC。
20世紀60年代(dai)，汽車生(sheng)產線的(de)自動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)系統基本由繼電控(kong)(kong)制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)組成。 當時的(de)汽車改造直接關系到繼電器(qi)控(kong)(kong)制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)的(de)重新(xin)設計和(he)安(an)裝(zhuang)。 隨著生(sheng)產的(de)發展，汽車更新(xin)周(zhou)期(qi)越(yue)來(lai)越(yue)短，繼電控(kong)(kong)制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)需要頻繁地重新(xin)設計和(he)安(an)裝(zhuang)，非常費(fei)時、費(fei)力、費(fei)材，進而阻礙了(le)更新(xin)周(zhou)期(qi)的(de)縮(suo)短。 為了(le)改變這種狀況，1969年美國通用(yong)汽車公司公開招標，要求新(xin)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)代(dai)替繼電器(qi)控(kong)(kong)制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)，提出了(le)10個投標指標：
1 .編程(cheng)方(fang)便，程(cheng)序可現場(chang)修(xiu)改
2 .維護方便，模塊化結(jie)構
3 .可(ke)靠性高(gao)于繼電器控制裝(zhuang)置
4 .體積小于(yu)繼電器控制裝(zhuang)置(zhi)
5 .數據(ju)可以(yi)直(zhi)接發送到管(guan)理計算機
6 .成本(ben)可與繼電器控(kong)制裝置競爭；
7 .輸入可以是交(jiao)流115伏；
8 .輸(shu)出交流115伏，大(da)于2A，可(ke)直接驅動電(dian)磁(ci)閥、接觸器等。
9 .擴展時(shi)，原系統(tong)只需稍加改動；
10 .用戶程序的存儲容量(liang)至少可以(yi)擴展到4K。
1969年，美(mei)(mei)國數字設備公司(DEC )開發了第一臺PLC，并在美(mei)(mei)國通用汽車的自(zi)動裝(zhuang)配線上成功進行(xing)(xing)了測試。 這種新型工(gong)(gong)業(ye)控制裝(zhuang)置具有簡單易懂、易操作、可靠性高(gao)、通用性強、體積小、壽命長等特點。 在美(mei)(mei)國其他(ta)工(gong)(gong)業(ye)領域迅速推廣(guang)應(ying)用。 至(zhi)1971年已應(ying)用于食品、飲料(liao)、冶(ye)金、造(zao)紙等行(xing)(xing)業(ye)。
這(zhe)種新(xin)型工業(ye)(ye)控制裝(zhuang)置的(de)出現也受到世界其他國(guo)(guo)家(jia)的(de)高度(du)重視。 1971年(nian)日本從美國(guo)(guo)引(yin)進了(le)這(zhe)項新(xin)技術，很快(kuai)開發了(le)日本第一臺PLC。 1973年(nian)，西歐各國(guo)(guo)也開發了(le)第一臺PLC。 中國(guo)(guo)于(yu)1974年(nian)開始(shi)(shi)發展它。 工業(ye)(ye)應用(yong)始(shi)(shi)于(yu)1977年(nian)。
二.可編程邏輯控制器的定義
PLC問世以來，時(shi)間不長，但(dan)發展很(hen)快(kuai)。 為了規范其生產和開(kai)發，經過4年的(de)研究，NEMA (全國電氣制造商協會(hui))于1984年首次(ci)正式命名為PC )可編程控制器)，PC的(de)定義如下：
“PC是使(shi)用可編程(cheng)存儲器存儲指令的(de)數(shu)(shu)字(zi)電子設備。 執行(xing)邏輯、序列、定時、計數(shu)(shu)、計算(suan)等功(gong)能，用于(yu)通過數(shu)(shu)字(zi)或類(lei)似的(de)輸入輸出模(mo)塊控制(zhi)各種設備和工(gong)序。 執行(xing)PC功(gong)能的(de)數(shu)(shu)字(zi)計算(suan)機也被視(shi)為(wei)PC，但不包(bao)括滾筒等機械順序控制(zhi)器。 ”
此后，國際電工(gong)委(wei)員會(IEC )發表了PLC標準(zhun)的第一稿和第二稿，1987年2月通(tong)過了PLC標準(zhun)的定(ding)義：
“可(ke)編程(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)(zhi)器是用(yong)于(yu)數字(zi)(zi)操作的電子(zi)系統，專(zhuan)門(men)針對工業環(huan)境而設計(ji)。 使用(yong)可(ke)編程(cheng)(cheng)存儲器在內(nei)部存儲程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)，執行邏輯運(yun)算、順序(xu)(xu)控制(zhi)(zhi)(zhi)、定時、計(ji)數、算術運(yun)算等面向(xiang)用(yong)戶的指令(ling)，通過數字(zi)(zi)或模擬的輸入(ru)輸出控制(zhi)(zhi)(zhi)各種(zhong)類型的機器和生產(chan)流程(cheng)(cheng)。 可(ke)編程(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)(zhi)器和相關外圍(wei)設備(bei)基于(yu)易于(yu)與工業控制(zhi)(zhi)(zhi)系統集成、便于(yu)功能擴展的原(yuan)則進行設計(ji)。 ”
總之，可編(bian)程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)是為工業APP而設計(ji)和制(zhi)(zhi)(zhi)造的(de)計(ji)算機(ji)。 輸入輸出接口(kou)豐(feng)富，驅動能力強。 但是，可編(bian)程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)產品(pin)不針對(dui)特定(ding)的(de)工業APP應(ying)用。 在實際的(de)APP應(ying)用中，其硬件(jian)(jian)需(xu)要根據(ju)實際需(xu)要進(jin)行選(xuan)擇(ze)和配置，其軟件(jian)(jian)需(xu)要根據(ju)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)要求(qiu)進(jin)行設計(ji)和編(bian)制(zhi)(zhi)(zhi)。
三、可編程控制器的發展階段
雖然(ran)PLC已經很(hen)久沒有出(chu)現了(le)，但是隨著微處理器的(de)(de)出(chu)現、大規(gui)模和超大規(gui)模集成電路技術的(de)(de)飛速(su)(su)發展(zhan)以(yi)及(ji)數據通信(xin)技術的(de)(de)進步，PLC也得到迅速(su)(su)的(de)(de)發展(zhan)，其發展(zhan)過(guo)程大致可以(yi)分為三個(ge)階段：
1 .早期(qi)PLC(60年代(dai)末(mo)-70年代(dai)中(zhong)期(qi)) )。
早期的(de)PLC一(yi)(yi)般(ban)稱為(wei)可編(bian)程邏(luo)輯控(kong)(kong)制器。 此時，PLC只是繼電(dian)器控(kong)(kong)制裝置的(de)一(yi)(yi)定程度的(de)替代品，其主要(yao)功能(neng)(neng)(neng)只是執(zhi)行繼電(dian)器完(wan)成的(de)順序控(kong)(kong)制和(he)時序。 在(zai)硬件(jian)(jian)上以(yi)(yi)準計算機的(de)形式出現，在(zai)輸(shu)入輸(shu)出接口電(dian)路(lu)(lu)上進(jin)行了改進(jin)以(yi)(yi)滿足工(gong)業控(kong)(kong)制領域的(de)要(yao)求(qiu)。 器件(jian)(jian)中的(de)器件(jian)(jian)主要(yao)采(cai)用(yong)分立元件(jian)(jian)和(he)中小(xiao)型集成電(dian)路(lu)(lu)，存(cun)(cun)儲器采(cai)用(yong)核心存(cun)(cun)儲器。 另(ling)外，為(wei)了提高(gao)抗干擾能(neng)(neng)(neng)力采(cai)取(qu)了一(yi)(yi)些措施。 在(zai)軟件(jian)(jian)編(bian)程中，采(cai)用(yong)了許多電(dian)氣工(gong)程師和(he)技術人(ren)員熟悉的(de)梯(ti)形圖。 因此，初始可編(bian)程控(kong)(kong)制器的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)優于繼電(dian)控(kong)(kong)制裝置，具(ju)有簡單、易安裝、體(ti)積小(xiao)、功耗低、故障指示、可復(fu)用(yong)等優點(dian)。 其中，梯(ti)形圖作為(wei)PLC特有的(de)編(bian)程語(yu)言，一(yi)(yi)直沿用(yong)至(zhi)今。 (初學者(zhe)可以(yi)(yi)結(jie)合plc視頻教程進(jin)行學習)
2 .中(zhong)期PLC(70年代中(zhong)期-80年代中(zhong)期) )。
20世紀70年代，微處理(li)器的出現(xian)給(gei)可編程(cheng)控制器帶來了巨大的變化。 美國(guo)(guo)、日(ri)本、德國(guo)(guo)等(deng)一(yi)些廠家(jia)已(yi)經開始(shi)使用微處理(li)器作為(wei)PLC的中央處理(li)器(CPU )。
這樣就(jiu)大大增(zeng)(zeng)強了(le)(le)PLC的功(gong)能(neng)。在(zai)軟件方面(mian)，除了(le)(le)保(bao)持其原有(you)的邏輯運(yun)(yun)算(suan)、定時計數(shu)(shu)等(deng)(deng)功(gong)能(neng)外，還(huan)增(zeng)(zeng)加了(le)(le)算(suan)術運(yun)(yun)算(suan)、數(shu)(shu)據處理與傳(chuan)輸(shu)、通信與自診斷等(deng)(deng)功(gong)能(neng)。硬件方面(mian)，除了(le)(le)保(bao)留其原有(you)的開關模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)外，還(huan)增(zeng)(zeng)加了(le)(le)模(mo)擬模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、遠(yuan)程I/O模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)和各種特殊功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)。它還(huan)擴展了(le)(le)內存(cun)的容量，增(zeng)(zeng)加了(le)(le)各種邏輯線圈的數(shu)(shu)量，并(bing)提供了(le)(le)一定數(shu)(shu)量的數(shu)(shu)據寄(ji)存(cun)器，擴大了(le)(le)PLC的應用范(fan)圍(wei)。
3.最近的PLC(從80年代中(zhong)期至今)
20世(shi)紀80年代中(zhong)后期，由于超大規(gui)模集成電路技(ji)術的(de)快速(su)發展，微處(chu)理(li)器的(de)市場價格(ge)急劇(ju)下降，使(shi)得各類PLC使(shi)用的(de)微處(chu)理(li)器檔次普遍(bian)提高。而且，為了進一步提高PLC的(de)處(chu)理(li)速(su)度，各個廠商也開(kai)發了專門的(de)邏輯處(chu)理(li)芯片。因此，可編程控(kong)制器的(de)軟硬件功能發生了很大的(de)變化。
四.可編程控制器應用中應注意的問題
可(ke)(ke)編程控(kong)制器是一種用于工業生產自(zi)動控(kong)制的(de)(de)設備。一般(ban)可(ke)(ke)以(yi)直(zhi)接在(zai)工業環境(jing)中使(shi)(shi)(shi)用，不需(xu)要采(cai)取任何措施。但盡管如上(shang)所述(shu)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，抗干(gan)擾(rao)能(neng)力強，但當生產環境(jing)過于惡劣，電磁干(gan)擾(rao)特別(bie)強，或安(an)裝(zhuang)使(shi)(shi)(shi)用不當時，可(ke)(ke)能(neng)會(hui)造成程序錯誤(wu)(wu)或操(cao)作錯誤(wu)(wu)，導致(zhi)輸入錯誤(wu)(wu)、輸出錯誤(wu)(wu)，從而導致(zhi)設備失控(kong)、誤(wu)(wu)操(cao)作，無(wu)法保證(zheng)PLC的(de)(de)正(zheng)常運行。要提(ti)高(gao)PLC控(kong)制系統(tong)的(de)(de)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)，一方(fang)(fang)面要求PLC廠商(shang)提(ti)高(gao)設備的(de)(de)抗干(gan)擾(rao)能(neng)力；另一方(fang)(fang)面要注(zhu)意設計、安(an)裝(zhuang)、使(shi)(shi)(shi)用和維護(hu)，多(duo)方(fang)(fang)配合才能(neng)完(wan)美(mei)解(jie)決問題(ti)，有(you)效提(ti)升系統(tong)的(de)(de)抗干(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)。因(yin)此，在(zai)使(shi)(shi)(shi)用中應注(zhu)意以(yi)下問題(ti):
1.作業環境
(1)溫度
PLC要求環境溫度為0 ~ 55℃。安裝時不(bu)要放在發熱量(liang)大(da)的(de)部件下面(mian)，周圍(wei)通(tong)風(feng)散熱的(de)空間(jian)要足夠大(da)。
(2)濕度
為了保證PLC的絕(jue)緣性能，空氣(qi)的相對濕度應小于(yu)85%(不結露(lu))。
(3)振動
PLC遠(yuan)離強振(zhen)(zhen)(zhen)源，防(fang)止振(zhen)(zhen)(zhen)動頻(pin)率為10~55Hz的頻(pin)繁或連續振(zhen)(zhen)(zhen)動。當使(shi)用環境(jing)不可(ke)避(bi)免地(di)發生振(zhen)(zhen)(zhen)動時，必須采取(qu)減震(zhen)措施，如使(shi)用減震(zhen)膠(jiao)。
(4)空氣
避免腐蝕(shi)性(xing)和(he)易燃氣體，如(ru)氯(lv)化(hua)氫和(he)硫化(hua)氫。對于空氣中粉(fen)塵(chen)或腐蝕(shi)性(xing)氣體較多(duo)的(de)環境，可將PLC安裝在密封良好(hao)的(de)控制(zhi)室或控制(zhi)柜(ju)內。
(5)電源
對PLC電(dian)源線造成(cheng)的(de)干擾有(you)一定的(de)抵(di)抗(kang)力。在可(ke)靠性要求高或電(dian)源干擾特別嚴重的(de)環境中，可(ke)以(yi)安裝帶屏蔽(bi)層的(de)隔離變壓器，以(yi)減少設備與地面(mian)之間的(de)干擾。一般情況(kuang)下，PLC的(de)輸(shu)入端有(you)DC 24V輸(shu)出。當(dang)輸(shu)入端采用(yong)外部DC電(dian)源時，應選擇DC穩壓電(dian)源。因(yin)為普通的(de)整流(liu)濾波電(dian)源，由(you)于(yu)紋波的(de)影(ying)響，PLC很容易收到錯誤信息。本(ben)文來(lai)源：www.jcpeixun.com。