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1、第一章概述（一）可编程控制器的产生与定义1.可编程控制器的产生20实际20年代出现了将接触器、各种继电器、定时器、其他电器及其触头按一定逻辑关系连接的继电器控制系统,其结构简单、便宜、便于掌握,在一定范围内能满足控制要求,在工业中一直占有主导地位。但也存在着设备体积大、同做速度慢、功能少而固定、可靠性差、难于实现复杂的控制的缺点。特别是由于它是靠硬件连线逻辑构成的关系,接线复杂,当生产工艺改变时,原有的接线和控制盘就要更换,缺乏通用性和灵活性。20世纪60年代,由于小型计算机的出现和大规模生产及多机群控的需要,人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求,但由于价格高,输入、输出电路
2、不匹配和编程技术复杂等原因,一直饿日能得到推广应用。20世纪60年代末,美国汽车制造业竞争激烈,各种生产厂家的汽车型号不断更新,它必然要求加工的生产线随之改变,整个控制系统需要重新配置。为了适应生产工艺不断更新的需要,寻找一种比继电器更可靠,功能更齐全,响应速度更快的新型工业控制器势在必行。1968年美国最大的汽车制造商美国通用汽车公司(GM)公开招标,并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件,引起了开发的热潮。这十大条件中比较主要的是:编程方便,可现场修改程序;维修方便,采用插件是式结构;可靠性高于继电器控制装置;体积小于继电器控制盘;数据可直接送入管理计算机;成本可与继电
3、器控制盘竞争;扩展时原系统改变最少。这些要求实际上提出了将继电器的简单易懂、使用方便、价格低的优点,与计算机的功能完善、通用性、灵活性好的优点结合起来,将继电器控制的硬件连线逻辑变为计算机的软件逻辑编程的设想,采用程序修改方式改变控制功能,这是从接线逻辑向存储逻辑进步的主要标志,是接线程序控制存储程序控制的转变。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台可编程控制器PDP_14,并在GM公司汽车生产线上试用成功,并取得了满意的效果可编程控制器由此诞生。所以可编程控制器是生产力发展的必然产物。2.可编程控制器的定义28可编程控制器（ProgrammableControlle
4、r）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）,简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称为PLC。可编程控制器在不断地发展，1982年国际电工委员会（IEC）颁布的可编程控制器标准草案中又作了如下定义：可编程控制器是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了
5、一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式输入输出控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。（二）可编程控制器的特点1.抗干扰能力强，可靠性高继电器控制系统虽然有较好的抗干扰能力,但使用了大量的机械触点,使设备连线复杂,由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在在开闭时受电弧的三还大大降低了系统的可靠性。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰，
6、电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。而PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产控制经验，主要模块均采用了大规模与超大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、都有精确的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力，目前各生产厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时，甚至达到了几十万小时。2.控制系统结构简单、通用性强、应用灵活28PLC产品均成系列化生产，品种齐全，外围模块品种也多，可由各种组件灵活组成各种大小和不同要求的控制系统。在PLC的构成系统中，只
7、需要在PLC的端子上接入相应的输入、输出信号线即可。当控制要求改变，需要变更控制系统功能时，可以用编程器在线或离线修改程序，修改接线的工作量是很小的。同一个PLC装置用于不同控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。3.编程方便，易于使用PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，深受现场电气技
