PLC的發(fā)展

1968年，通用汽車公司的油壓部門確立了第一個(gè)可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)，他們的目的是消除既復(fù)雜又昂貴的繼電器控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)規(guī)格需要固態(tài)系統(tǒng)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)環(huán)境中生存，也能夠方便地編程，并且可以重復(fù)使用。到1969年，第一個(gè)PLC誕生。當(dāng)時(shí)稱為可編程控制器，英文是Programmable Controller，縮寫為PC。由于第一代PLC是為了取代繼電器的，因此，采用了梯形圖語言作為編程方式，形成了工廠的編程標(biāo)準(zhǔn)。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門。在很短的時(shí)間，PLC就迅速擴(kuò)展到食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。PLC通常根據(jù)CPU所帶的I/O點(diǎn)數(shù)的規(guī)模分為微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各種規(guī)模分類標(biāo)準(zhǔn)如附表所示。一套典型的PLC通常包括CPU模塊、電源模塊和一些輸入/輸出模塊，這些模塊被插在一塊背板上。如果配置增加，可能會包括一個(gè)操作員界面、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通訊模塊、軟件以及一些可選的特殊功能模塊。可編程控制器不僅容易安裝，占用空間小，能源消耗小，帶有診斷指示器可以幫助故障診斷，而且可以被重復(fù)使用到其它的項(xiàng)目中去。盡管有PLC的功能，如運(yùn)行速度、接口種類、數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)獲得了很大的提高，但PLC一直保持了其最初設(shè)計(jì)的原則，那就是簡單至上的原則。

今天的PLCPLC的技術(shù)從誕生之日起，就不停地發(fā)展。這些發(fā)展不僅改進(jìn)了PLC的設(shè)計(jì)，也改變了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。過去，PLC適用于離散過程控制，如開關(guān)、順序動作執(zhí)行等場所，但隨著PLC的功能越來越強(qiáng)大，PLC也開始進(jìn)入過程自動化領(lǐng)域。

PLC分類PLC種類 外觀 典型I/O點(diǎn)數(shù)范圍 典型應(yīng)用微型PLC 固定I/O點(diǎn)，磚塊式 <32點(diǎn) 替代繼電器，分布式I/O小型PLC 磚塊式，模塊式 33-128點(diǎn) 工業(yè)機(jī)器開關(guān)控制和商業(yè)用途中型PLC 模塊式，小機(jī)架 129-512點(diǎn) 復(fù)雜機(jī)器控制和一些分布式系統(tǒng)大型PLC 大機(jī)架 >513點(diǎn)分布式系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點(diǎn)機(jī)器控制，監(jiān)控系統(tǒng)PC兼容控制器 模塊式，大或小機(jī)架 >129點(diǎn)機(jī)器控制，監(jiān)控系統(tǒng)。

采用新的先進(jìn)的微處理器和電子技術(shù)達(dá)到快速的掃描時(shí)間;·小型的、低成本的PLC，可以代替四到十個(gè)繼電器;·高密度的I/O系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口;·基于微處理器的智能I/O接口擴(kuò)展了分布式控制能力，典型的接口如PID，網(wǎng)絡(luò)，CAN總線，現(xiàn)場總線，ASCII通信，定位，主機(jī)通訊模塊和語言模塊(如BASIC，PASCALC)等;·包括輸入輸出模塊和端子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，使端子更加集成;·特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應(yīng)力測量、快速響應(yīng)脈沖等;·外部設(shè)備改進(jìn)了操作員界面技術(shù)，系統(tǒng)文檔功能成為了PLC的標(biāo)準(zhǔn)功能。以上這些硬件的改進(jìn)，導(dǎo)致了PLC的產(chǎn)品系列的豐富和發(fā)展，使PLC從最小的只有10個(gè)I/O點(diǎn)的微型PLC，到可以達(dá)到8000點(diǎn)的大型PLC，應(yīng)有盡有。這些產(chǎn)品系列，用普通的I/O系統(tǒng)和編程外部設(shè)備，可以組成局域網(wǎng)，并與辦公網(wǎng)絡(luò)相連。整個(gè)PLC的產(chǎn)品系列概念對于用戶來說，是一個(gè)非常節(jié)約成本的控制系統(tǒng)概念。

PLC的軟件進(jìn)展與硬件的發(fā)展相似，PLC的軟件也取得了巨大的進(jìn)展，大大強(qiáng)化了PLC的功能:·PLC引入了面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ?，并且根?jù)國際電工委員會的IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)形成了多種語言;· 小型PLC也提供了強(qiáng)大的編程指令，并且因此延伸了應(yīng)用領(lǐng)域;·高級語言，如BASIC，C在某些控制器模塊中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，在與外部通訊和處理數(shù)據(jù)時(shí)提供了更大的編程靈活性;·梯形圖邏輯中可以實(shí)現(xiàn)高級的功能塊指令，可以使用戶用簡單的編程方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的軟件功能;·診斷和錯(cuò)誤檢測功能從簡單的系統(tǒng)控制器的故障診斷擴(kuò)大到對所控制的機(jī)器和設(shè)備的過程和設(shè)備診斷;·浮點(diǎn)算術(shù)可以進(jìn)行控制應(yīng)用中計(jì)量、平衡和統(tǒng)計(jì)等所牽涉的復(fù)雜計(jì)算;·數(shù)據(jù)處理指令得到簡化和改進(jìn), 可以進(jìn)行涉及大量數(shù)據(jù)存儲、跟蹤和存取的復(fù)雜控制和數(shù)據(jù)采集和處理功能。盡管PLC比原來復(fù)雜了很多，但是，他們依然保持了令人吃驚的簡單性，對操作員來說，今天的高功能的PLC與30年前的PLC一樣那么容易操作，甚至更為簡單。