第3章

PLC概述

【知识点】

☆ 从继电器控制到PLC控制

☆ PLC的主要特点

☆ PLC控制系统与其他工业控制系统的比较（PLC控制系统与继电器控制系统的比较、PLC控制系统与工业计算机控制系统的比较）

☆ PLC的发展趋势

3.1 从继电器控制到PLC控制

在可编程序控制器诞生之前，继电器控制系统已广泛应用于工业的各个部门。继电器控制系统通常可以看成是由输入电路、控制电路、输出电路和工业现场四部分组成的。其中，输入电路部分由按钮、行程开关、限位开关、传感器等构成，用于向系统送入控制信号；输出电路部分由接触器、电磁阀等执行元器件构成，用于控制各种被控制对象（如电动机、电炉、阀门等）；控制电路部分是继电器控制系统的核心，它通过导线将各个分立的继电器、电子元器件连接起来，对工业现场实施控制；工业现场部分是指上述被控制对象或生产过程。

继电器控制系统在传统的工业生产中曾起着重要作用。随着生产规模的逐步扩大，市场竞争日趋激烈，继电器控制系统越来越难以适应工业生产的需要。继电器控制电路通常是针对某一固定动作顺序或生产工艺而设计的，它只能进行逻辑、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须进行重新设计，重新布线、装配和调试。这就迫使人们研制新型工业控制系统，以取代原来已占统治地位的继电器控制系统。

基于上述状况，美国通用汽车公司（GM）于1968年提出了研制新型工业控制器的设想。1969年，美国数字设备公司（DEC）就研制出了世界上第一台可编程序控制器。在这一时期，可编程序控制器虽然采用了计算机的设计思想，但实际上它只能完成顺序控制，仅有逻辑运算、定时、计数等功能，所以人们将可编程序控制器称为PLC（Programmable Logical Controller），即可编程序逻辑控制器。

20世纪70年代末至80年代初，微处理器技术日趋成熟，使可编程序控制器的处理速度大大提高，并增加了许多特殊功能，如浮点运算、函数运算、查表等，使得可编程序控制器不仅可进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制。因此，美国电气制造协会（NEMA）将它正式命名为PC（Programmable Controller）。由于个人计算机的简称也是PC（Personal Computer），为避免混淆，人们习惯上仍将可编程序控制器称为PLC。

20世纪80年代后，随着大规模和超大规模集成电路的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的微机化可编程序控制器得到了惊人的发展，在概念、设计、性能价格比等方面有了重大的突破。可编程序控制器具有了高速计数、中断技术、PID（比例、积分、微分）控制等功能，同时联网通信能力也得到了加强，这些都使得可编程序控制器的应用范围不断扩大。为使这一新型工业控制系统的生产和发展规范化，国际电工委员会（IEC）制定了PLC的标准，并给出了它的定义：可编程序控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它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或生产过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计。