4 第四章 PLC1( 可编程序控制器基础知识 )

第4 章 可编程序控制器基础知识

学习说明： 本章是学习PLC的入门知识，因此对初学者来说显得特别重要。 重点掌握：什么是PLC?PLC与其它控制装置的区别？PLC的工 作机制？ 本章内容： 4.1 概述 4.2 PLC系统与继电器系统比较 4.3 PLC组成 4.4 PLC工作原理 4.5 PLC特点与分类 4.6 PLC的发展趋势

4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?

可编程序控制器(Programmble Controller)简称PC或 PLC

■ 是一种工业控制装置PLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出 来的，并逐渐发展成为 以微处理器为核心，将自动化技 术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装 置

4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?

■ 定义 国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程控 制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如 下：

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下应用而设计。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的指令，并通过数字式和模拟式 的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编 程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联

4.1 概述 4.1.1 什么是PLC?

◆ 区别于一般微机控制系统 ◆ 区别于传统控制装置 近年来，可编程控制器发展很快，几乎每年都推

出不少新系列产品，其功能已远远超出了定义的范围。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

■ 世界上第一台PLC1969年由美国数字设备公司(DEC)根据美国通用 汽车公司(GM)的要求研制成功

◆背景：1968年美国通用汽车公司(GM),为了适应汽车 型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批 量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能 做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线， 以降低成本，缩短周期。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

◆设计思想：吸取继电器和计算机两者的优点 ☆ 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易 更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性 差，但简单易懂、价格便宜；

☆ 计算机功能强大、灵活(可编程)、通用性好，但编 程困难；

☆ 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编 程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。(梯形图)

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

◆70年代初期： 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller) ◆70年代中期： 微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制 功能，还增加了算术运算、

数据传送和数据处理等功能 ◆80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发 展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC 不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低， 编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图 象显示等功能。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

◆近年来PLC发展迅速 PLC集三电(电控、电仪、电传)为一体、性能价 格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设

备。 PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置， 其使用量高居首位。 PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、机 器人、CAD/CAM)之一。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言， PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国

内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。

在全球经济不景气的时候，PLC的市场销售仍然坚挺；PC控 制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成 竞争；小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看；PLC和 PC控制在今后可能相互融合。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

PLC三大流派 自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研 制PLC,并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色。 ●欧洲：西门子(Siemens); 法国的TE(Telemecanique) ●美国：A-B(Allen-Bradly)、GE(General Electric) ●日本：三菱电机(Mitsubishi Electric)、 欧姆龙(OMRON)、 FUJI (日本主要发展中小型PLC,其小型机性能先进，结构紧凑， 价格便宜) 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

■我国PLC发展情况

在70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不 少国外的PLC。

我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC,如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。 在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，取得良好 效果。PLC在我国的应用越来越广泛。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

■我国PLC发展情况目前，国内PLC生产厂家有30余家，并有迹象显示，更多的来自 于原PLC应用的技术人员准备加入到小型PLC开发的行列。但在目前 上市的众多PLC产品中，还没有形成规模化的生产和名牌产品。

从技术角度来看，国内外的小型PLC差距正在缩小。如无锡信捷、 兰州全志等公司生产的微型PLC已经比较成熟，有些国产PLC(如和 利时、科迪纳)已经拥有

符合IEC标准的编程软件、支持了现场总线 技术等。面对国际厂商数十年的规模化生产和市场管理经验，国内厂商更 多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真正批量生产、 市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时，国产PLC的 低价优势也正在受到新的挑战。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

PLC品牌分布情况的原因：

产品覆盖范围。排在最前的三个品牌有最丰富的产品系列，而且没有 偏重，用户很容易得到恰当的产品；其他品牌如Fuji,LG则以小型和 微型产品为主，GE和Schneider以中大型产品为主。虽然A-B拥有出 色的技术和全面的产品系列，但是高价格使用户却步。 中国市场上的历史。Siemens,Mitsubishi和Omron都是在中国市场上 传统的供应商，在很多领域占了先机，相对应的是GE,Schneider (其实Modicon进入中国也比较早，但没有完整的销售和服务体系) 和LG这些后来者虽然市场快速增长，但距先行者仍有一定的差距。 行业分布。某些品牌会侧重于一些行业，如Schneider更加注重电力 行业，Rockwell在冶金行业表现出众。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

2004年度PLC市场研究报告表明： ①作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的 国内参与者却需要尴尬地面对这样一个局面，即在高达 31亿的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1 %。 ②在按照I/O数量划分的市场总量中，小型PLC(256点 以下)的市场巨大，占据市场总额的64%,而国产PLC 的市场贡献恰恰就在小型PLC的市场中。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

■预测：中国PLC市场在2008年有望翻番 在最近的经济发展中，中国以其制造业发展的迅猛及

范围的广泛为人瞩目，使PLC在某些自动化领域增长超过了20%。中国的PLC市场在未来的5年内，将以14.1% 的综合年增长率增长。

4.1 概述 4.1.2 PLC的产生与发展

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