PLC及其體系結(jié)構(gòu)

• 2018-09-08

2.1plc的定義plc稱為可編程序控制器，它是按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的專用電子計(jì)算機(jī)。它是將邏輯運(yùn)算，順序控制，時(shí)序和計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等控制程序，用一串指令的形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容，經(jīng)過(guò)模擬，數(shù)字等輸入輸出部件，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的裝置。

2.2plc的發(fā)展歷程1969年dec公司按照gm（美國(guó)通用汽車公司）的要求研制了世界上第一臺(tái)plc并且在gm公司得到成功的應(yīng)用。此后公司使plc商品化。plc是專門(mén)設(shè)計(jì)出來(lái)用于同繼電器產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)并逐步取代了傳統(tǒng)的繼電器。plc作為一種工業(yè)專用計(jì)算機(jī)，經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展的歷程。

1969－1972為第一階段，是plc的初期階段，在該階段的各廠家的plc差別很大、沒(méi)有統(tǒng)一的硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)、功能簡(jiǎn)單、專用性強(qiáng)，硬件主要以分離元件為主，體積較大、性能較差、可靠性不高。

1972-為第二階段，在該階段plc逐步演化為一種專用的工業(yè)計(jì)算機(jī)，可靠性大大提高，成本大幅度降低，面向過(guò)程的梯形圖和語(yǔ)句表語(yǔ)言面世，系統(tǒng)逐步向標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)渡，這些都為plc的普及奠定了基礎(chǔ)。

1981-至今，iec正式發(fā)表了plc的標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的plc都向規(guī)范化發(fā)展。梯形圖、語(yǔ)句表、sfc語(yǔ)言已經(jīng)成熟，同時(shí)還有和高級(jí)編程語(yǔ)言的接口，其存儲(chǔ)能力、運(yùn)算速度、對(duì)模擬量的處理功能已經(jīng)大大加強(qiáng)，現(xiàn)在的大中型plc已經(jīng)具有以前dcs所“特有”的經(jīng)典pid算法、斜坡函數(shù)、自適應(yīng)算法、模糊控制等算法。

2.3 plc特點(diǎn)和功能

（1）plc的主要特點(diǎn)。plc的特點(diǎn)是：工作可靠、運(yùn)行速度快、積木式結(jié)構(gòu)、組合靈活、良好的兼容性、程序編制及生成簡(jiǎn)單、豐富、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)。

（2）plc的主要功能。plc系統(tǒng)能很好的完成工業(yè)實(shí)時(shí)順序控制、條件控制、記數(shù)控制、步進(jìn)控制等功能；能夠完成模/數(shù)（a/d）、數(shù)/模（d/a）轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

多年的實(shí)踐表明，plc耐用、可靠，是專為工廠設(shè)計(jì)的，具有根據(jù)工作環(huán)境要求加固的元件，實(shí)時(shí)掃描實(shí)踐及故障診斷功能，故障排除簡(jiǎn)便，深得用戶偏愛(ài)。

plc如此可靠的原因是一個(gè)可執(zhí)行繼電器邏輯、順序功能圖、功能塊、結(jié)構(gòu)文本、命令目錄或其組合的實(shí)時(shí)核心或操作系統(tǒng)。若出現(xiàn)故障，其內(nèi)置安全裝置能保持機(jī)械受損，且能保持有序、有預(yù)見(jiàn)的順序。

2.4 plc的發(fā)展趨勢(shì)

有極快的邏輯運(yùn)算和極強(qiáng)的邏輯控制、順序控制能力，在離散控制中有無(wú)與倫比的可靠性，方便簡(jiǎn)單易學(xué)的編程方法，使其在以離散為主的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中有無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)導(dǎo)地位。

全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開(kāi)放與再開(kāi)放過(guò)程控制系統(tǒng)、開(kāi)放式過(guò)程控制軟件、開(kāi)放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有plc，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟plc(softplc)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有softplc組態(tài)軟件和基于工業(yè)pc控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)使傳統(tǒng)plc供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng)plc的技術(shù)發(fā)展與提高方面做出更加開(kāi)放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來(lái)講，這是plc控制器的核心，plc供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開(kāi)放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì)于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將plc融入更加開(kāi)放的工業(yè)控制行業(yè)。

　　（6）過(guò)程控制和管理功能。隨著plc、dcs和ipc（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制用計(jì)算機(jī)）之間的競(jìng)爭(zhēng)逐步加強(qiáng)，各plc廠家正在逐步將傳統(tǒng)dcs所特有的過(guò)程控制功能逐步移植到plc中，使其在過(guò)程控制領(lǐng)域能夠與dcs進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，這方面plc已經(jīng)取得了很大的成果。為了滿足生產(chǎn)管理的需要,各plc廠家也在其軟件開(kāi)發(fā)上增加了管理軟件，通過(guò)與其plc 的實(shí)時(shí)通訊采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)
并通過(guò)相應(yīng)的軟件完成生產(chǎn)管理所需要的管理功能。