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PLC学习笔记（一）：概述

PLC学习笔记（二）：PLC结构（1）

PLC学习笔记（三）：PLC结构（2）

 以下为正文

        如今，电气装置的控制愈发复杂，仅仅依靠低压电器构建逻辑控制电路显得捉襟见肘，而将逻辑控制电路软件化是在满足控制需求前提下降低成本、提高可靠性的重要途经。

        那么，我们是选择单片机还是PLC呢？若选择使用单片机，那就意味着我们需要了解单片机CPU数量众多的引脚以及外围电路，需要面对众多的头文件和函数，需要根据被控对象从“零”设计单片机，这无形中增加了设计周期和成本。

        但若我们选择PLC的话，这些问题就迎刃而解了。

§1.1  PLC简介

        PLC全称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，下图为某西公司的S7-1200型号PLC。

        国际电工委员会（IEC）在其标准中将PLC定义为：可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

        PLC可看作是利用单片机围绕工业生产需求制作的一套控制器。与普通单片机相比，PLC编程及维护更加方便，配套设备标准化程度高以及更适合工作于恶劣环境下等特点，非常适合应用在工业生产的控制过程中。

        一句话，PLC实现了低压电器的软件化。

§1.2  PLC发展概况

        美国汽车工业生产技术要求的发展促进了PLC的产生，20世纪60年代，美国通用汽车公司在对工厂生产线调整时，发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差，于是提出了著名的“通用十条”招标指标。

        1969年，美国数字化设备公司研制出第一台可编程控制器(PDP-14)，在通用汽车公司的生产线上用于控制齿轮磨床。

        1970 年代中后期，由Dick Morley和George Schwenk于1964年成立的贝德福德协会（Bedford Associates）也获得了通用的原型机测试资格。Dick Morley厌倦了重复的机床操作员工作，写出了自己的梯形图逻辑，即Modicon梯形图。

        1971年，日本研制出第一台可编程控制器(DCS-8)；1973年，德国研制出第一台可编程控制器。1974年，我国开始研制可编程控制器：1977年，我国在工业应用领域推广PLC。

        从上世纪70年代中后期开始，PLC进入实用化发展阶段，计算机技术得以全面引入，使其功能发生飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能以及极高性价比，奠定了PLC在现代工业中的地位。

        自80年代初开始，PLC在先进工业国家已获得广泛应用，同时世界上生产PLC的国家日益增多，这标志着PLC已步入成熟应用阶段。

        至90年代中期，PLC年增长率一直保持为30~40%。在这时期PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力方面也得到了大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

        到20世纪末期，工业发展大爆发，诞生了各种各样的大型机和超小型机、特殊功能单元、各种人机界面单元、通信单元等产品，为更加适应于现代工业，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套变得更加容易。

        在多年的生产实践中，PLC已与DCS（Distributed Control System集散控制系统）、IPC（工业计算机技术）三足鼎立，同时还在其它的单回路智能式调节器等在市场上占一定市场份额。近年， IPC和FCS（Fieldbus Control System现场总线技术）发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制，特别是顺序控制中仍无法被取代。