PLC将是工业控制系统中的核心力量

原创 2020-01-17 20:42  阅读

  ,旨在自动化定制控制过程。我理解的控制过程就是通过程序对物理设备进行控制的过程,而这个程序就是通过逻辑表达的形式实现的(梯形图或其他PLC编程语言)。在PLC内部,将真实物理设备通过一个符号或串进行逻辑表示,因此编写的程序就是对这些逻辑进行编程和组合、循序控制的过程。这个控制过程是可编程的,可自定义的。因此称之为可编程逻辑控制器(PLC)。

  PLC一直在发展中,至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会(IEC)曾先后于1982年11月、1985年1月和1987年2月发布了PLC标准草案的第一,二,三稿。在第三稿中,对PLC作了如下定义:可编程逻辑控制器(PLC)是一种数字运算操作电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器(PLC)及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

  在工业控制系统领域内,工业生产环境的物理机器和生产线通常由硬件PLC控制,这也被认为是当前最优化的解决方案并以此驱动工业自动化进程多年。为了更好地理解PLC的目的,让我们看一下PLC的简史。

  工业自动化在PLC之前就已经开始了。在20世纪早期到中期,工业自动化通常使用复杂的机电式来实现。机电继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时,使被控制的输出电路导通或断开的电器。但是,通过继电器这种架构制造简单的自动化所需的继电器、导线和空间的数量都存在很多问题。一个简单的工厂控制过程的实现就需要成千上万的继电器!如果逻辑电路中有什么东西需要更改的话,那更是灾难性的。

  1968年,第一台可编程逻辑控制器(PLC)问世,取代了工业生产中复杂的继电器电路实现的工业自动化控制。最开始提出明确想法的是美国通用公司。在1968年的时候他们想要一台可以取代继电器控制的装置。次年,美国数字设备公司为通用公司研制出了第一台可编程控制器PDP-14,并且试用成功,这就是世界上第一台PLC。到70年代后期,PLC开始进入快速发展阶段,运行速度快速提升,小型化也有实质性的进步。

  80年代初开始在西方国家广泛应用,并快速成长,那段时间可谓是PLC的黄金时期。之后又发展了大型机和超小型机。到21世纪,PLC规模不断扩大,I/O点数增加,多CPU并行工作,大容量存储,高速扫描等,模块化、标准化成为主流,成本大幅度缩减,应用更加广泛。

  PLC的设计可以让熟悉继电器逻辑和控制原理图的控制工程师和技术人员能够轻松编程。其中最初始的实现就是梯形图逻辑,该逻辑被设计用来模拟控制电路原理图。梯形图看起来像是控制电路,其中电力从左到右通过闭合触点来激励继电器线圈。

  PLC是为了应对机电继电器复杂的机器控制而开发的。目的是开发更灵活的控制系统,减少机器停机时间,并用这种新设备执行逻辑功能。从PLC开发出来到现在,确实也达到了最初设计和开发的目的。PLC已经在工业自动化领域默默奉献了有几十年的历史,即使在对安全至关重要的应用中,它们也已经实现了对机器进行控制的可靠性。以至于几乎所有的现代工业自动化的控制器都是由PLC实现,在工业环境下,PLC几乎无所不能。

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