1.PLC的进化
PLC(Programmable Logic Controller,可编程序控制器)自20世纪60年代第一台问世以来,很快被应用到汽车制造、机械加工、冶金、矿业、轻工等各个领域,并大大推进了机电一体化进程。
图7-1所示为PLC检测与控制的对象,它包括指示灯、照明、电动机、泵控制、按钮、开关、光电开关与传感器等。
经过长时间的发展和完善,PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业人员所熟悉,这是一个目前任何其他工业控制器(包括DCS[1]和FCS[2]等)都无法与之相提并论的巨大知识资源。实践也进一步证明:PLC系统硬件技术成熟、性能价格比较高、运行稳定可靠、开发过程也简单方便、运行维护成本很低。上述两个特点造就了PLC的旺盛生命力,造就了PLC的快速进化。
现在的PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展而来的一种新型工业控制装置,是工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,并与机器人、CAD/CAM并称为工业生产的三大支柱。
PLC的进化是在继电器控制逻辑基础上,与3C(Computer,Control,Communication)技术相结合,不断发展完善的。它从过去的小规模、单机、顺序控制,已经发展到包括过程控制、传动控制、位置控制、通信控制等场合的大部分现代工业控制领域和部分商用民用控制领域。在通信能力上,由于现场总线的出现,使得一个个独立的PLC系统不再是信息孤岛。实时以太网技术也走进了PLC厂商的视野,甚至在以太网产品中已经能够支持PROFIBUS等现场总线。图7-2所示的泵站PLC控制就是其中的一例,从现场污水泵、检测仪、电动闸门等经过PROFIBUS总线与PLC相连,而PLC则直接通过以太网与模拟器、监控计算机和打印机相连。
以太网应用的另一方面意义在于,控制层与管理层的界线不再那么截然分明。随着PLC运算能力的不断提高,PLC在数据交换方面的能力和需求也在不断提高,另一方面,IT技术的飞速发展使得微型高速存储设备的容量越来越大,价格越来越低,可靠性却越来越有保障。越来越多的PLC控制系统已经在使用64M、128M甚至更大容量的Flash存储设备。
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图7-1 PLC检测与控制的对象
图7-2 泵站PLC控制
从长远来讲,PLC的制造商将会根据工业用户的需求集成更多的系统功能,逐渐降低用户的使用难度,缩短开发周期,节约产品开发成本。但是这是一个逐渐发展的过程。就目前技术现状而言,一些复杂的控制要求依然要使用那些“高档”的控制系统,使用相对复杂的编程手段,对工业用户依然要求具备专业的控制技术。
2.PLC的定义
国际电工委员会IEC于1982年11月和1985年1月颁布了PLC标准的第一稿和第二稿,对PLC作了如下的定义:“PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它可采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备,都应易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则而设计。”
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