长治西门子授权PLC模块总代理

可编程序控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，是随着科学技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要而诞生、发展起来的一种新型的工业控制装置。

PLC是在"继电器-接触器"控制的基础上发展起来的。从1969年问世以来，虽然至今才四十余年，但由于其具有通用灵活的控制性能、可以适应各种工业环境的可靠性与简单方便的使用性能，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。PLC技术与数控机床技术(CNC)、工业机器人技术、/CAM技术已被誉为现代工业自动化技术的四大支柱。

①“继电器-接触器”控制系统存在的问题 众所周知，制造业中使用的生产设备与生产过程的控制，一般都需要通过工作机构、传动机构、原动机以及控制系统等部分实现。特别是当原动机为电动机时，还需要对电动机的启/制动、正/反转、调速与定位等动作进行控制。生产设备与生产过程的电气操作与控制部分，称为电气自动控制装置或电气自动控制系统。

初的电气自动按制装置(包括目前使用的一些简单机械)，只是一些简单的手动电器(如开关、正反转开关等)。这些电器只适合于电机容量小、控制要求简单、动作单一的场合。

随着科学的迅猛发展和技术的不断进步，生产机械对电气自动控制也很出了越来越高的要求，电气自动控制装置也逐步发展成了各种形式的现代电气自动控制系统。

作为常用电气自动控制系统的一种，人们习惯于把以继电器、接触器、按钮、开关等为主要器件所组成的逻辑控制系统，称为“继电器接触器”控制系统。

“继电器-接触器”控制系统的基本特点是结构简单、生产、抗干扰能力强、战障检修直观方便、适用范围广。它不仅可以实现生产设备、生产过程的自动控制，而且还可以满足大容量、远距离、集中控制的要求。因此，直到今天“继电器-接触器”控制系统仍是工业自动控制领域基本的控制系统之一。

但是，由于"继电器-我触器"控制系统的控制元件(继电器、接触器)均为独立元件。它决定了系统的"逻辑控制"与"顺序控制"功能只能通过控制元件间的不同连接实现，因此，它不可避免地存在以下不足。

a.可靠性差，使用寿命较短，排除故障困难。由于继电器、接触器控制系统采用的是“有触点控制”形式，额定工作频率低，工作电流大，长时间连续使用易损坏触点或产生接触不良等故障，直接影响到系统工作的可靠性。如果其一个继电器损坏，其至某一对触点接触不良，都会影响整个系统的正常运行。查找和排除故障往往是非常困难的，有时可能会花费大量的时间。

b.通用性、灵活性养、总体成本较高、继电器本身并不费，但是控制柜内部的安装、接线工作量大，为此整个控制柜的价格是相当高的。当生产流程或工艺发生变化、需要改控制要求时，控制柜内的元件和接线也需要作相应的变动。通常必须通过改接线或增减控制器件才能实现，但是，这种改造的工期长、费用高，以至于有的用户宁愿做弃旧的控制柜的改造，另外再制作一台新的控制柜;有时甚至需要进行重新设计，因此难以满足多品种、小批量生产的要求。

c.体积大，材料消耗多，“继电器-接触器”控制系统的逻辑控制需要通过控制电器与电器间的连接实现。安装电器需要大量的空间，连接电器需要大量的导线，控制系统的体积大，材料消耗多。

d.运行费用高，噪声大。由于继电器、接触器均为电磁器件，在系统工作时，需要消耗较多的电能，同时，多个继电器、接触器的同时通/断，会产生较大的噪声，对工作环境造成不利的影响。

e.功能局限性大。由于“继电器-接触器”控制系统在精确定时，计数等方面的功能不完善，影响了系统的整体性能，它只能用于定时要求不高，计数简单的场合。

(不具备现代工业控制所需要的数据通息、网络控制等功能。

正因为如此，"继电器-接触器"控制系统已难以适应现代工业复杂多变的生产控制要求与生产过程控制集成化、网络化需要。

PLC的诞生 为了解决"继电器-接触器"控制系统存在的通用性、灵活性差，功能局限性大与通信、网络方面欠缺的问题，20世纪30年代来，人们曾设想利用计算机功能完备、通用性和灵活性强的特点来解决以上问题。但由于当时的计算机原理复杂。生产成本高，程序编制难度大，加上工业控制需要大量的外围接口设备，可靠性问题**，使得它在面广量大的一般工业控制领域难以普及与应用。

到了20世纪60年代来，有人这样没想;能否把计算机通用、灵活、功能完善的特点与“继电器-接触器”控制系统的简单易懂、使用方便、生产的特点结合起来，生产出一种面向生产过程顺序控制，可利用简单语言编程，能让完全不熟悉计算机的人也能方便使用的控制器呢?

这一设想早由美国大的汽车制造商——通用汽车公司(GM公司)于1968年提出。当时，该会司为了适应代车市场多品种，小批量的生产需求，需要解决汽车生产线"继电器·铭轴器“控制系统中普遍存在的通用性、灵活性差的问题，提出了对一种新颖控制器的**技术要求，并面向社会进行招标。**技术要求具体如下，

a. 编程方便，且可以在现场方便地编辑、修改控制程序;

b. 价格便宜，性能/价格比要**继电器系统;

c. 体积要明显小于继电器控制系统;

d. 可靠性要明显**继电器控制系统;

e. 具有数据通信功能;

f.输人可以是ACI15V;

g.输出驱动能力在AC115V/2A以上;h.硬件维护方便，好采用“插接式”结构;1.扩展时，只需要对原系统进行很小的改动;j.用户存储器容量至少可以扩展到4KB。

以上就是*的"GM十条"。这些要求的实质内容是提出了将"继电器-接触器"控制系统的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将"继电器-接触器"控制系统的硬连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。

根据以上要求，美国数字设备公司(DEC公司)在1969年首先研制出了全世界一台可编程控制器，并称之为"可编程序逻辑控制器"(Programmable Logic Controller，简称PLC)。该样机在GM公司的应用获得了成功。此后，PLC得到了快速发展，并被广泛用于各种开关量逻辑运算与处理的场合。

早期PLC的硬件主要由分立元件与小规模集成电路构成，它虽然采用了计算机技术，但指令系统，软件与功能相对较简单，一般只能进行逻辑运算的处理，同时通过简化计算机的内部结构与改进可靠性等措施，使之能与工业环境相适应。

正因为如此，在20世纪70年代初期曾经出现过一些由二管矩阵、集成电路等器件组成的所谓“顺序控制器”;20世纪70年末期曾经出现过以MC14500工业控制单元(Industrial Control Unit，简称ICU)为核心，由8通道数据选择器(MC14512)。借令计数器(MC14516)、8位可寻址双向锁存器(MC14599)、存储器(2732)等组成的“ICU可编程序控制器"等产品。这些产品与PLC相比，虽然具有一定的价格优势，但终还是由于其可靠性、功能等多方面的原因，未能得到进一步的推广与发展：而PLC则随着微处理器价格的全面下降，终以其优良的性能价格比，得到了迅猛发展，并终成为了当代工业自动控制技术的重要支柱技术之一。

可编程控制器类型很多，可从不同的度进行分类：

1按控制规模分

控制规模主要指控制开关量的入、出点数及控制模拟量的模入、模出，或两者兼而有之（闭路系统）的路数。但主要以开关量计。模拟量的路数可折算成开关量的点，大致一路相当于8～16点。

依这个点数，PLC大致可分为微型机、小型机、中型机及大型机、大型机。

微型机控制点仅几十点，为OMRON公司的CPM1A系列PLC，西门子的Logo仅10点。

小型机控制点可达100多点。如OMRON公司的C60P可达148点，CQM1达256点。德国西门子公司的S7-200机可达64点。

中型机控制点数可达近500点，以至于千点。如OMRON公司C200H机普通配置多可达700多点，C200Ha机则可达1000多点。德国西门子公司的S7300机多可达512点。

大型机：控制点数一般在1000点以上。如OMRON公司的C1000H、CV1000，当地配置可达1024点。C2000H、CV2000当地配置可达2048点。

大型机：控制点数可达万点，以至于几万点。如美国GE公司的90－70机，其点数可达24000点，另外还可有8000路的模拟量。再如美国公司的PC－E984--785机，其开关量具总数为32k（32768），模拟量有2048路。西门子的SS－115U－CPU945，其开关量总点数可达8k，另外还可有512路模拟量。等等。

以上这种划分是不严格的，只是大致的，目的是便于系统的配置及使用。

一般讲，根据实际的I/O点数，凡落在上述不同范围者，选用相应的机型，性能价格比必然要高；相反，肯定要差些。

自然，也有特殊情况。如控制点数不是非常之多，不是非用大型机不可，但因大型机的特殊控制单元多，可进行热备配置，因而采用了大型机。

2按结构划分

PLC可分为箱体式及模块式两大类。微型机、小型机多为箱体式的，但从发展趋势看，小型机也逐渐发展成模块式的了。如OMRON公司，原来小型机都是箱体式，现在的CQM1则为模块式的。

箱体的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是一台完整的PLC，就可用以实现控制。控制点数不符需要，可再接扩展箱体，由主箱体及若干扩展箱体组成较大的系统，以实现对较多点数的控制。

模块式的PLC是按功能分成若干模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。大型机的模块功能单一一些，因而模块的种类也相对多些。这也可说是趋势。目**些中型机，其模块的功能也趋于单一，种类也在增乡。如同样OMRON公司C20系列PLC，H机的CPU单元就含有电源，而Ha机则把电源分出，有单独的电源模块。

模块功能单一、品种多，可便于系统配置，使PLC能物尽其用，达到高的使用效益。

由模块联结成系统有三种方法：

①无底板，靠模块间接口直接相联，然后再固定到相应导轨上。OMRON公司的CQM1机就是这种结构，比较紧凑。

②有底板，所有模块都固定在底板上。OMRON公司的C200Ha机，CV2000等中、大型机就是这种结构。它比较牢固，但底板的槽数是固定的，如3、5、8、10槽等等。槽数与实际的模块数不一定相等，配置时难免有空槽。这既浪费，又多占空间，还得占空单元把多余的槽作填补。

③用机架代替底板，所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂，但牢靠。一些特大型的PLC用的多为这种结构。

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