PLC(可编程控制器)是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置,最早是用于替代传统的继电器控制装置,功能上只有逻辑计算、计时、计数以及顺序控制等,而且只能进行开关量控制。其英文原名为“Programmable LogicController”,简称为PLC,中文称“可编程逻辑控制器”。后来,随着技术的进步,其控制功能已经远远超出逻辑控制的范畴,其名称也就改为“Programmable Controller”,称PC。但PC又容易与个人计算机(Personal Computer)的简称PC产生混淆,所以近年来人们又倾向于使用PLC这一简称,中文仍然称“可编程控制器”。
上世纪60年代,由于美国汽车工业需要进行大规模的技术改造和设备更新,由传统的继电器控制装置来进行控制,不仅体积庞大、故障率高、柔性差、不灵活、耗能CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且调试困难,可靠性也差。1968年美国通用汽车公司提出使用新一代控制器
由于PLC吸取微电子技术和计算机技术的最新成果,因此发展十分迅速,从单机自动化到整条生产线的自动化,乃至整个工厂的生产自动化,从柔性制造系统、工业机器人到大型分散型控制系统,PLC均承担着重要角色。
PLC技术代表了当今电气程序控制的最先进水平。通过PLC与各种单元自动化装置(如智能仪表、数字化传单装置、智能的液压和气动阀组等)以及现场总线、计算机网络系统,构成了车间和工厂自动化的完整体系。
可编程控制器应用非常广泛,通过近年来对国内进行的调查,可知其在各个领域应用分布大致如下:
在PLC发明之前,在工业控制的顺序控制领域内,常常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件CONTROL ENGINEERING China版权所有,尤其是控制继电器,在离散制造过程控制领域内www.cechina.cn,成为“开关控制系统”中最广泛使用的器件。但是,随着工业现代化的发展,生产规模越来越大,劳动生产率及产品质量的要求在不断提高,对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求,原有“继电器控制系统”已不适应需要,究其原因是: 动作缓慢;寿命短、可靠性差;体积大、耗电多;设计制造周期长、程序修改费时;不能实现与计算机对话。
到上世纪60年代后期,虽然小型计算机已日趋完善,应用领域也在不断扩大,但小型计算机用于开关控制系统,又显然存在着“大马拉小车”的情况,这是由于小型计算机的特点决定的:编程复杂,要求有较高水平的编程人员和操作人员; 需要配套非标准的外部接口,对环境和现场条件的要求过高; 功能过剩,机器资源未能充分利用;造价高昂。需要与可能性,促使人们寻求新的出路,PLC应运而生。 它首先应用于美国的汽车工业,这时的PLC用固态(集成)电路来代替继电器逻辑电路CONTROL ENGINEERING China版权所有,用存储器电路中的存储数位(程序)来代替继电器系统的布线,以程序来规定逻辑关系;用固态I/ O电路来检测按钮和限位开关的信号,给出输出以控制电机和其它执行机构。这时的PLC系统已开始具有如下一些特点:环境适应性较强,可以使用于车间现场;有较高的可靠性和诊断 能力www.cechina.cn,维修容易;基本能适应不同的制造过程所需,柔性度有 了较大提高,只要改变系统中的程序即可改变控制“逻辑”,而 无需改造或更换控制硬件等。
自1976年以来,微处理器开始引入PLC领域,大大加强 了PLC的作用,使PLC由简单地代替继电器电路,而发展为先 进的控制装置。当今PLC具有采集与处理大量数据、完成数学运算、与其它智能器件通信的能力www.cechina.cn,以及具有先进的人-机对 话手段(如键盘、CRT和语音对话),近年来由于现场总线理念的出现和相关标准的建立,以及产品的迅速发展,PLC成为 现场总线的一个重要组成