可编程控制器的产生

2014-10-28 07:21| 编辑:电工学习网| 查看: 6890| 评论: 0

    20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电器—接触器控制系统。由于它结构简单、容易掌握、价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而得到普遍使用，在工业控制领域中一直占主导地位。但是继电器—接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难于实现复杂的控制，特别是由于它是靠硬件连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或控制对象需要改变时，原有的接线和控制箱（柜）就要更换，所以通用性和灵活性较差。
    20世纪60年代末，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个控制系统重新配置。为抛弃传统的继电器—接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司（GM）决定对汽车生产线采用计算机程序控制，并进行公开招标，对汽车生产线控制系统提出具体要求，归纳起来是：
    （1）编程方便，可现场修改程序；
    （2）维修方便，采用插件式结构；
    （3）可靠性高于继电器控制装置；
    （4）体积小于继电器控制盘；
    （5）数据可直接送入管理计算机；
    （6）成本可与继电器控制盘竞争；
    （7）输入可以是交流115V（美国电压标准）；
    （8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；
    （9）扩展时原系统改变最小；
    （10）用户存储器至少能扩展4KB；
    以上就是著名的“GM十条”。这些要求实际上提出了将继电器—接触器控制的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点，与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将继电器—接触器控制的硬件连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。1969年美国数字设备公司（DEC）根据上述要求，研制开发出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用。当时人们把它称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称为plc，它主要用来取代继电器—接触器控制系统，系统功能局限于执行继电器逻辑、计时、计数等。
    随着微电子技术的发展，20世纪70年代中期出现了微处理器和微型计算机，人们将微机技术应用到PLC中，使它能更多的发挥计算机的功能，不仅用程序逻辑取代硬件连线，还增加了运算、数据传送和处理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备，国外工业界在1980年正式命名其为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC，但是由于它和个人计算机（Personal Computer）的简称容易混淆，所以现在仍把可编程序控制器简称为PLC。
    进入20世纪80年代以后，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且模拟量I/O和PID控制、远程I/O和通信网络、数据处理以及图像显示也有了长足发展，所有这些已经使PLC应用于连续生产的过程控制系统，使之成为今天自动化技术支柱之一。

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