隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,存儲邏輯開始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。可編程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC)作為通用的工業(yè)控制計算機(jī),是存儲邏輯在工業(yè)應(yīng)用的代表性成果。自從 1969 年第一臺 PLC 研制成功并應(yīng)用到汽車制造自動裝配生產(chǎn)線上以來,PLC 不斷更新?lián)Q代。特別是近二十年來,可編程序控制器技術(shù)發(fā)展迅速,功能日益強(qiáng)大,在生產(chǎn)過程中應(yīng)用十分廣泛,作為工業(yè)自動化技術(shù)三大支柱之一在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。PLC 是以傳統(tǒng)順序控制器為基礎(chǔ),綜合了計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而形成的新型通用工業(yè)自動控制裝置,是現(xiàn)代工業(yè)控制的重要支柱。本節(jié)主要介紹 PLC 的用途、特點、分類及性能指標(biāo)。
PLC(Programmable Logic Controller,PLC)的中文意思:可編輯的邏輯控制器。在PLC出現(xiàn)之前,傳統(tǒng)電路是這樣子的。通過點動SB2按鈕常開觸點閉合,使KM1交流接觸器線圈得電,交流接觸器的KM1主觸點閉合,三相異步電動機(jī)得電動作正轉(zhuǎn)。而SB3常開觸點是控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。從電路圖中可以看出,傳統(tǒng)電路的功能是固定的、觸點是有限的。如果要修改線路功能時,牽一發(fā)而動全身,對應(yīng)的線路都要拆接。假如需要控制很多個電機(jī),就要接很多對應(yīng)線路。而且有故障發(fā)生的時候,在現(xiàn)場排查線路也是非常麻煩。在使用PLC后,PLC連接這些元器件就非常簡單容易。只需要把開關(guān)按鈕等適合的元器件接在PLC輸入端,指示燈等負(fù)載接在輸出端。然后在編程軟件上編寫下圖的程序,把程序?qū)懙絇LC中運行。通過按動PLC外部連接的開關(guān)按鈕,經(jīng)過PLC掃描程序,X000常開觸點閉合,控制Y000線圈導(dǎo)通,PLC外部對應(yīng)Y點就能輸出控制負(fù)載。
可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。
最初的可編程序邏輯控制器只有電路邏輯控制的功能,所以被命名為可程序邏輯控制器,后來隨著不斷的發(fā)展,這些當(dāng)初功能簡單的計算機(jī)模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制,時序控制、模擬控制、多機(jī)通信等許多的功能,名稱也改為可程控器(Programmable Controller),但是由于它的簡寫也是PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相沖突,也由于多年來的使用習(xí)慣,人們還是經(jīng)常使用可程序邏輯控制器這一稱呼,并在術(shù)語中仍沿用PLC這一縮寫。
為了滿足自動控制工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備安全性與可靠性的要求,PLC 采用了微電子技術(shù),大量的開關(guān)動作是由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成的,在結(jié)構(gòu)上充分考慮了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下溫度、濕度、粉塵、振動等方面的影響:在硬件上采用了隔離、濾波、屏蔽、接地等抗干擾措施;在軟件上采用了故障診斷、數(shù)據(jù)保護(hù)等措施。這些技術(shù)使得 PLC 具有較高的抗干擾能力。PLC 產(chǎn)品已經(jīng)序列化生產(chǎn),結(jié)構(gòu)形式多種多樣,在機(jī)型選擇上有很大的余地。另外,PLC 及外圍模塊品種多,用戶可以根據(jù)不同任務(wù)的要求,選擇不同的組件靈活組合成具有不同硬件結(jié)構(gòu)的控制裝置。更重要的是,PLC 控制系統(tǒng)的主要功能是通過程序?qū)崿F(xiàn)的,因此在需要改變設(shè)備的控制功能時,只需修改程序及少量的接線,工作量是很小的,而這是一般繼電器控制系統(tǒng)很難做到的。PLC 應(yīng)用程序的編制非常方便。編程可采用與繼電器接觸器控制電路十分相似的梯形圖語言,這種編程語言形象直觀,容易掌握,即使沒有計算機(jī)知識的人也很容易掌握。而順序功能圖(Sequential Function Chart,SFC)是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖,可使編程更加簡單方便。