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1969年,美国数字设备公司(GEC)先研制成功台可编程序控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功,从而开创了工业控制的新局面。接着,美国国MODICON公司也开发出可编程序控制器084。
1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了日本台可编程序控制器DSC-8。1973年,西欧国家也研制出了他们的台可编程序控制器。我国从1974年开始研制,1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。主要用于:1. 逻辑运算 2. 计时,计数等顺序控制,均属开关量控制。所以,通常称为可编程序逻辑控制器(PLC—Programmable Logic Controller)。 进入70年代,随着微电子技术的发展,PLC采用了通用微处理器,这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了,功能不断增强。因此,实际上应称之为PC——可编程序控制器。
这个控制任务每个循环的工作可以划分为八步,其中第1步与第5步动作相同,均为上升;第3步和第7步动作相同,均为下降。在利用步进指令进行编程时,这两个工步所对应的程序段的输出不能直接设置为Y3、Y4,同一个输出使用两次则会出现语法错误。这时应考虑使用用于存储中间状态的内部通用继电器Rn来解决这个问题。如图7所示梯形图程序,其中R1、R5分别被定义为第1步与第5步的输出,R3、R7分别被定义为第3步与第7步的输出,在步进结束后再将R1、R5的状态输出到上升Y3,将R3、R7的状态输出到下降Y4,通过这样的方法可方便解决顺序控制任务中若干工步输出相同的问题。
PLC控制系统的输入、输出部分和电器控制系统的输入、输出部分基本相同,但控制部分是采用“可编程”的PLC,而不是实际的继电器线路。因此,PLC控制系统可以方便地通过改变用户程序,以实现各种控制功能,从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时,PLC控制系统不仅能实现逻辑运算,还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。
值得注意的是内存中的输入(X)区、输出(Y)区和内部通用(R)区,该区中的每个bit均可用作位元件,而且每16bit可构成一个字元件,如WRIO即是由16个位元件R100~R10F构成的字元件,该字元件中的内容一旦发生变化,这16个位的状态也随之发生改变。
从可靠性和可维护性上看,由于电器控制系统使用了大量的机械触点,其存在机械磨损、电弧等,寿命短,系统的连线多,所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其寿命长、可靠性高,PLC还具有自诊断功能,能查出自身的故障,随时显示给操作人员,并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。