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发信人: Justone (我是网痴), 信区: CET
标  题: PLC基础介绍--来自西安交通大学
发信站: 荔园晨风BBS站 (Tue Oct 30 10:13:06 2001), 转信

标  题: PLC基础介绍--来自西安交通大学
杜学强:《PLC基础介绍》


      可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC,在现代工
业控
制中占有重要地位。本文对其基础知识进行简要介绍。
  一、PLC的起源
   PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世,人们
就开
始用导线将它同开关器件巧妙地连接,构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世
纪60
年代末,它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强,逐渐适合复杂的控制任务
。随


微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现,以及流程
加工
行业(如汽车制造业)对生产流程迅速、频繁变更的需求,PLC技术出现并快速发
展。
   目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使早期
的PL
C从最初的逻辑控制、顺序控制,发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算
术运


、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。但是,仍然沿用着顺序扫
描、
程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本结构。
   PLC之所以有生命力,在于它更加适合工业现场和市场的要求:高可靠性、强
抗各
种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输出端更接近现场设
备,
不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,这样节省了用户时间和成本。PLC的
下端(
输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端一般是面向用户的微型计
算机


人们在应用它时,可以不必进行计算机方面的专门培训,就能对可编程控制器进行
操作
及编程。

  二、PLC的功能
   1、数据采集与输出。
   2、控制功能。 包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。
   3、数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤
波等



   4、输入/输出接口调理功能。 具有A/D、D/A转换功能,通过I/O模块完成对
模拟
量的控制和调节,具有温度、运动等测量接口。
   5、通信、联网功能。 现代PLC大多数都采用了通信、网络技术,有RS232或
RS48
5接口,可进行远程I/O控制,多台 PLC可彼此间联网、通信,外部器件与一台或多
台可
编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转
移、
监视和诊断。在系统构成时,可由一台计算机与多台PLC构成"集中管理、分散控制
"的


布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统,现场端和
远程


也可以采用PLC作现场机。
   6、支持人机界面功能。提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许
操作


和PC系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整,实现工业计算机的分散和集
中操
作与监视系统。
   7、编程、调试等,并且大部分支持在线编程。

  三、PLC的主要特点
    1、可靠性高。PLC的MTBF一般在40000~50000h以上,有的在10~20万h,
且均


完善的自诊断功能。
    2、结构形式多样,模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床,组
合式


于集控制系统。最少的PLC只有6点,而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。

    3、功能强大。
    4、编程方便。控制具有极大灵活性。
    5、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干
扰环



    6、安装、维修简单
    7、与DCS相比,价格低。
    8、当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。

  四、PLC的联网与通信
   PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的
通信


PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络,
以实


信息的交换,并可构成"集中管理、分散控制"的分布式控制系统,满足工厂自动化
(FA)
系统发展的需要,各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制,
然后
采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。
   目前各厂商都主推各自的总线标准,如西门子Profibus、A-B ControlNet及
Devic
eNet、莫迪康Modbus等等。但其构成的"集中管理、分散控制"分布式控制方式是十
分类
似的。如ROCKWELL(A-B)推出了"全方位自动化"的理念,推荐三层网络结构,即
1)设
备层(DeviceNet为代表);2)控制层(ControlNet为代表);3)管理层(
EtheNet)


  五、PLC的发展
   1、与DCS的差别。
   集散系统DCS从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集
散系
统,所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势,初期主要用在连续过程控
制,
侧重回路调节功能,满足快速大量数据处理要求。硬件结构方面,总线标准化程度
高,
兼容性强,软件资源丰富,特别是有实时操作系统的支持,故对要求快速、实时性
强、
模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。
   PLC是由继电器逻辑系统发展而来,主要用在离散制造、工序控制,初期主要
是代
替继电器控制系统,侧重于开关量顺序控制方面。PLC在自身发展同时,也在吸收
DCS系
统的优点。PLC在过程控制的发展将是与现场总线技术结合,发展向下拓展功能,
开放


线。
   2、市场占有率
   1987年世界PLC的销售额为25亿美元,此后每年以20%左右的速度递增。进入
90年


以来,世界PLC的年平均销售额在55亿美元以上,其中我国约占1%。当前,PLC在国
际市
场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品,用PLC设计自动控制系统已成为世界潮
流。

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