Plc是為工業(yè)環(huán)境APP應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字操作電子設(shè)備。 可編程存儲(chǔ)器可用于存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出控制各種類型的機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC及其相關(guān)外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成、便于功能擴(kuò)展的原則。
一.可編程控制器的起源
可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族的一員，是為工業(yè)控制APP應(yīng)用而設(shè)計(jì)和制造的。 早期的可編程控制器稱為可編程邏輯控制器(PLC )，主要用于代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。 隨著技術(shù)的發(fā)展，這種器件的功能已經(jīng)大大超出了邏輯控制的范圍，所以今天這種器件被稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。 但是，為了避免與計(jì)算機(jī)縮寫混淆，可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC。
20世紀(jì)60年代，汽車生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本由繼電控制裝置組成。 當(dāng)時(shí)的汽車改造直接關(guān)系到繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車更新周期越來(lái)越短，繼電控制裝置需要頻繁地重新設(shè)計(jì)和安裝，非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)材，進(jìn)而阻礙了更新周期的縮短。 為了改變這種狀況，1969年美國(guó)通用汽車公司公開(kāi)招標(biāo)，要求新的控制裝置代替繼電器控制裝置，提出了10個(gè)投標(biāo)指標(biāo)：
1 .編程方便，程序可現(xiàn)場(chǎng)修改
2 .維護(hù)方便，模塊化結(jié)構(gòu)
3 .可靠性高于繼電器控制裝置
4 .體積小于繼電器控制裝置
5 .數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送到管理計(jì)算機(jī)
6 .成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；
7 .輸入可以是交流115伏；
8 .輸出交流115伏，大于2A，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等。
9 .擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需稍加改動(dòng)；
10 .用戶程序的存儲(chǔ)容量至少可以擴(kuò)展到4K。
1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC )開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)PLC，并在美國(guó)通用汽車的自動(dòng)裝配線上成功進(jìn)行了測(cè)試。 這種新型工業(yè)控制裝置具有簡(jiǎn)單易懂、易操作、可靠性高、通用性強(qiáng)、體積小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域迅速推廣應(yīng)用。 至1971年已應(yīng)用于食品、飲料、冶金、造紙等行業(yè)。
這種新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)也受到世界其他國(guó)家的高度重視。 1971年日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快開(kāi)發(fā)了日本第一臺(tái)PLC。 1973年，西歐各國(guó)也開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)PLC。 中國(guó)于1974年開(kāi)始發(fā)展它。 工業(yè)應(yīng)用始于1977年。
二.可編程邏輯控制器的定義
PLC問(wèn)世以來(lái)，時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展很快。 為了規(guī)范其生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)4年的研究，NEMA (全國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì))于1984年首次正式命名為PC )可編程控制器)，PC的定義如下：
“PC是使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)指令的數(shù)字電子設(shè)備。 執(zhí)行邏輯、序列、定時(shí)、計(jì)數(shù)、計(jì)算等功能，用于通過(guò)數(shù)字或類似的輸入輸出模塊控制各種設(shè)備和工序。 執(zhí)行PC功能的數(shù)字計(jì)算機(jī)也被視為PC，但不包括滾筒等機(jī)械順序控制器。 ”
此后，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC )發(fā)表了PLC標(biāo)準(zhǔn)的第一稿和第二稿，1987年2月通過(guò)了PLC標(biāo)準(zhǔn)的定義：
“可編程控制器是用于數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專門針對(duì)工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。 使用可編程存儲(chǔ)器在內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等面向用戶的指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入輸出控制各種類型的機(jī)器和生產(chǎn)流程。 可編程控制器和相關(guān)外圍設(shè)備基于易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成、便于功能擴(kuò)展的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ”
總之，可編程控制器是為工業(yè)APP而設(shè)計(jì)和制造的計(jì)算機(jī)。 輸入輸出接口豐富，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。 但是，可編程控制器產(chǎn)品不針對(duì)特定的工業(yè)APP應(yīng)用。 在實(shí)際的APP應(yīng)用中，其硬件需要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇和配置，其軟件需要根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和編制。
三、可編程控制器的發(fā)展階段
雖然PLC已經(jīng)很久沒(méi)有出現(xiàn)了，但是隨著微處理器的出現(xiàn)、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)的進(jìn)步，PLC也得到迅速的發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可以分為三個(gè)階段：
1 .早期PLC(60年代末-70年代中期) )。
早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。 此時(shí)，PLC只是繼電器控制裝置的一定程度的替代品，其主要功能只是執(zhí)行繼電器完成的順序控制和時(shí)序。 在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在輸入輸出接口電路上進(jìn)行了改進(jìn)以滿足工業(yè)控制領(lǐng)域的要求。 器件中的器件主要采用分立元件和中小型集成電路，存儲(chǔ)器采用核心存儲(chǔ)器。 另外，為了提高抗干擾能力采取了一些措施。 在軟件編程中，采用了許多電氣工程師和技術(shù)人員熟悉的梯形圖。 因此，初始可編程控制器的性能優(yōu)于繼電控制裝置，具有簡(jiǎn)單、易安裝、體積小、功耗低、故障指示、可復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。 其中，梯形圖作為PLC特有的編程語(yǔ)言，一直沿用至今。 (初學(xué)者可以結(jié)合plc視頻教程進(jìn)行學(xué)習(xí))
2 .中期PLC(70年代中期-80年代中期) )。
20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)給可編程控制器帶來(lái)了巨大的變化。 美國(guó)、日本、德國(guó)等一些廠家已經(jīng)開(kāi)始使用微處理器作為PLC的中央處理器(CPU )。
這樣就大大增強(qiáng)了PLC的功能。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等功能外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理與傳輸、通信與自診斷等功能。硬件方面，除了保留其原有的開(kāi)關(guān)模塊外，還增加了模擬模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊和各種特殊功能模塊。它還擴(kuò)展了內(nèi)存的容量，增加了各種邏輯線圈的數(shù)量，并提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用范圍。
3.最近的PLC(從80年代中期至今)
20世紀(jì)80年代中后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格急劇下降，使得各類PLC使用的微處理器檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各個(gè)廠商也開(kāi)發(fā)了專門的邏輯處理芯片。因此，可編程控制器的軟硬件功能發(fā)生了很大的變化。
四.可編程控制器應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題
可編程控制器是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制的設(shè)備。一般可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用，不需要采取任何措施。但盡管如上所述可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)，或安裝使用不當(dāng)時(shí)，可能會(huì)造成程序錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤，導(dǎo)致輸入錯(cuò)誤、輸出錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致設(shè)備失控、誤操作，無(wú)法保證PLC的正常運(yùn)行。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一方面要求PLC廠商提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面要注意設(shè)計(jì)、安裝、使用和維護(hù)，多方配合才能完美解決問(wèn)題，有效提升系統(tǒng)的抗干擾性能。因此，在使用中應(yīng)注意以下問(wèn)題:
1.作業(yè)環(huán)境
(1)溫度
PLC要求環(huán)境溫度為0 ~ 55℃。安裝時(shí)不要放在發(fā)熱量大的部件下面，周圍通風(fēng)散熱的空間要足夠大。
(2)濕度
為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(不結(jié)露)。
(3)振動(dòng)
PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)振源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免地發(fā)生振動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如使用減震膠。
(4)空氣
避免腐蝕性和易燃?xì)怏w，如氯化氫和硫化氫。對(duì)于空氣中粉塵或腐蝕性氣體較多的環(huán)境，可將PLC安裝在密封良好的控制室或控制柜內(nèi)。
(5)電源
對(duì)PLC電源線造成的干擾有一定的抵抗力。在可靠性要求高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地面之間的干擾。一般情況下，PLC的輸入端有DC 24V輸出。當(dāng)輸入端采用外部DC電源時(shí)，應(yīng)選擇DC穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，PLC很容易收到錯(cuò)誤信息。本文來(lái)源：www.jcpeixun.com。