可编程控制器综述

中国平煤神马集团 平顶山天昊实业公司 张洪伟

天成实业公司 张俊凯 田中辉

可编程控制器综述

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随着科学技术的不断发展，可编程控制器在国内外得到了广泛应用。可编程控制器属于数字运算的操作系统的一种，主要以微处理器为基础，结合计算机网络和通信控制技术来实现工业的自动化控制，是一种专业用于工业发展的计算机。在我国国民经济的工业生产领域中，可编程控制器已经成了具有较高技术能力的重要设备。

一、可编程控制器的发展

可编程控制器开始出现于20世纪60年代，随着计算机的出现，技术人员逐渐尝试使用计算机控制机器的运作，由于计算机的价格较为昂贵，且计算机的存储容量也有限，可编程控制器的应用仍停留在开发阶段。为了方便技术人员熟悉继电器、接触器系统，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算和处理的计算机存储元件都以继电器命名，产生了PLC计算机技术。到20世纪七八十年代，世界上的第一台可编程控制器诞生，该可编程控制器主要采取了小型计算机的设计思想，增加了数值运算、模拟量的控制和数据传送等功能，对于软件的开发也有了很大进步，成了一台电子计算机工业控制装置，并随着计算机技术和微处理器技术的日益成熟而不断进步。可编程控制器向多种处理器发展，不仅增加了多种特殊功能，还朝着小型化和超小型化方向发展。20世纪90年代，可编程控制器的CPU已经达到了16位或32位，此时的可编程控制器完全取代了工业生产中的逻辑控制装置，其梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上能实现标准化生产，能对整个工厂的监控和管理，并发展出了更多的延伸技术，大大增强了其可靠性，实现了对工业控制装置的循环控制、顺序控制和逻辑控制。现阶段，可编程控制器仍在不断的扩大和发展，已经向综合化控制系统发展，将工业生产的控制和信息管理系统密切结合，让工厂变成真正意义上的电子信息自动化工厂。

二、可编程控制器的定义

通常来说，可编程控制器是以微处理器为基础，综合计算机和通信网络技术而开发的新一代工业控制装置。由于可编程控制器技术仍处于不断发展和进步中，其定义以一直都没有被确定，直到20世纪80年代，国际委员会才对可编程控制器做出了如下定义：可编程控制器是一种数字运算操作系统，是专门为在工业环境下应用而设计的能够进行数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，可以在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制机械运作或生产过程。可编程控制器是计算机的一种，它面向用户指令，可进行数字运算操作。可编程控制器的有关设备都应与控制系统形成一体，实现功能的全方面拓展。

三、可编程控制器的特点

1.编程简单易学。可编程控制器作为一种工业控制计算器，是面向工业的工控设备。其中，编程的语言需要技术人员熟练掌握，故而在继电控制形式上，大多数的可编程控制器采用了梯形图编程方式。梯形图语言的编程具有控制线路清晰可见的特点，便于技术人员掌握。梯形图语言的符号表达跟继电器控制原理图相当接近，只需要少量的开关控制程序指令就可以实现继电器的功能，在实行程序时，可编程控制器利用解释程序将程序翻译成汇编语言，因为其接口通用性强，技术人员通过学习可编程控制器的一些程序语言或者通过短期的培训就可以很快掌握梯形图编制控制的程序，这种技术也因此深受技术人员欢迎。

2.可靠性高，抗干扰能力强。传统可编程控制器中包含有大量的时间继电器和中间继电器，其中的接触点很容易由于自身原因出现故障，进而影响到控制器的运行稳定性。可编程控制器充分发挥着大量软件的作用，在一定程度上减少了硬件的使用，同时也减少了触点接触不良问题的发生，大大提高了运行稳定性。工业生产要求控制设备具有较长的平均故障间隔时间，且故障修复的时间要短，即使在恶劣的工作环境中也能及时、快速恢复。可编程控制器通过使用大量的集成电路技术，具备很强的抗干扰能力，能增加设备无故障的时间；加之PLC具有自我检测功能，在遇到故障时能自动发出警报，并且在遇到偶发故障时能通过采取适当的保护手段来限制局部故障的发生，降低了平均修复时间，增强整个系统的可靠性。

3.配套齐全，使用方便。可编程控制器的硬件装置较为齐全，可以满足工业上各种控制系统的要求，工业技术用户能根据各自的需要对硬件装置进行灵活而又方便的设置。如果生产设备在硬件固定后又需要更新，用户并不需要直接改变硬件设备，而是直接通过重新相应的程序就可满足新的需要，对硬件有很好的使用性。