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随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为几类,如可编程序控制器,基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。可编程序控制器是应用面广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置,它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。

可编程序控制器(Programmable Controller)本来应简称为PC,为了与个人计算机(Person-al Computer)的简称PC相区别,一般将它简称为PLC(Programmable Logic Controller)。

电工**(EC)在1985年的可编程序控制器标准草案3稿中,对可编程序控制器作了如下定义:“可品程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输人和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。从上述定义可以看出,可编程序控制器是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各种各样的控制功能外.还有与其他计算机通信联网的功能。

可编程序控制器的产生和发展与继电器控制系统有很大的关系，继电器控制系统已有上**的应用历史,它是一种用易电信号控制强电的电力控制系统。在复杂的继电器控制系统中,故障的查找和排除是非常困难的,可能会花费人量时问,严重地影响生产。如果工艺要求发生变化,控制柜内的元件和接线需要作相应的变动,这种改造的工期长、费用高,以至于有的用户宁愿扔掉旧的控制柜,另外制作一台新的控制柜。

现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、和高质量的产品。为了满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须具有高的可靠性和灵活性,这就需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制系统,使电气控制系统的工作加可常、容易维修、能适应经常变动的工艺条件。可编程序控制器正是顺应这一要求出现的。

1968年,美国大的汽车制造厂家一一通川汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想，即

(1)能用于工业现场。

(2)能改变其控制“逻辑”,而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。

(3)出现故障时易于诊断和维修。

1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上一台可编程序控制器。现代可编程序控制器不仅能实现对数字量的逻辑控制,还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制、通信联网等功能。在发达的工业化国家,可编程序控制器已经广泛地应用在所有的工部门,其应用已扩展到楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领城。

可编程序控制器的推广应用在我国得到了迅猛的发展,它已经大量地应用在各种新设备中,各行各业也涌现出大批应用可编程序控制器改造设备的成果。了解可编程序控制器的工作原理,具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义**的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。